LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ NHÔM – ÔN THI THPT QG MÔN HÓA
I. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
1. Tác dụng với phi kim ( Cl2, O2…)
2. Tác dụng với axít
Chú ý: Al thụ động trong axít H2SO4 và HNO3 đặc nguội (Fe, Cr…)
3. Tác dụng với oxít kim loại (phản ứng nhiệt nhôm).
4. Tác dụng với nước.
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
Phản ứng trên nhanh chóng dừng lại vì lớp Al(OH)3 không tan trong nước đã ngăn cản không cho nhôm tiếp xúc với nước.
Vật bằng nhôm hàng ngày tiếp xúc với nước dù ở nhiệt độ nào cũng khôgn xảy ra phản ứng là do trên bề mặt của vật được phủ một lớp Al2O3 rất mỏng và bền chắc không cho nước và khí thấm qua.
5. Tác dụng với dd kiềm.
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3 H2
Hoặc Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 3/2H2
II. Điều chế
Phương pháp duy nhất là đpnc oxít của nó: Al2O3 → Al + O2
Trong quá trình điện phân người ta sử dụng Criolit (Na3AlF6). Có 3 tác dụng:
1. Làm hạ nhiệt độ nóng chảy của Al2O3 từ 20500C xuống khoảng 9000C
2. Làm cho tính dẫn điện cao hơn.
3. Tạo hỗn hợp nhẹ hơn Al để bảo vệ Al
III. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG
1. Nhôm oxít. Là chất lưỡng tính
Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + NaOH → NaAlO2 + H2O
Quặng boxit Al2O3.2H2O là nguyên liệu sản xuất nhôm kim loại.
2. Nhôm hiđroxit
2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O
Là hiđroxit lưỡng tính
Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O (1)
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O (2)
3. Điều chế Al(OH)3
- Từ muối nhôm: Al3+ + NH3 + H2O → Al(OH)3 + NH4+
VD: AlCl3 + NH3 + H2O → Al(OH)3 + NH4Cl
+ Nếu dùng bazơ phải vừa đủ nếu không Al(OH)3 sẽ tan theo phản ứng (2)
- Từ NaAlO2
+ Cho từ từ đến dư dd HCl vào dd NaAlO2, ban đầu có phản ứng:
NaAlO2 + HCl + H2O → Al(OH)3 + NaCl
Sau đó Al(OH)3 tan theo phản ứng (1)
+ Nếu thổi CO2 qua dd NaAlO2 thì sẽ thu được kết tủa Al(OH)3 (không bị tan)
NaAlO2 + CO2 + 2H2O → Al(OH)3 + NaHCO3
* Một số chú ý khi giải bài tập Al tác dụng với oxít kim loại
- Phản ứng nhiệt nhôm: Al + oxit kim loại→ oxit nhôm + kim loại
(Hỗn hợp X) (Hỗn hợp Y)
- Thường gặp:
+ 2Al + Fe2O3→ Al2O3 + 2Fe
+ 2yAl + 3FexOy → yAl2O3 + 3xFe
+ (6x – 4y)Al + 3xFe2O3→ 6FexOy + (3x – 2y)Al2O3
- Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn, tùy theo tính chất của hỗn hợp Y tạo thành để biện luận. Ví dụ:
+ Hỗn hợp Y chứa 2 kim loại → Al dư ; oxit kim loại hết
+ Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch bazơ kiềm (NaOH,…) giải phóng H2 → có Al dư
+ Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch axit có khí bay ra thì có khả năng hỗn hợp Y chứa (Al2O3 + Fe) hoặc (Al2O3 + Fe + Al dư) hoặc (Al2O3 + Fe + oxit kim loại dư)
- Nếu phản ứng xảy ra không hoàn toàn, hỗn hợp Y gồm Al2O3, Fe, Al dư và Fe2O3 dư
- Thường sử dụng:
+ Định luật bảo toàn khối lượng: mhhX = mhhY
+ Định luật bảo toàn nguyên tố (mol nguyên tử): nAl (X) = nAl (Y) ; nFe (X) = nFe (Y) ; nO (X) = nO (Y)
BÀI TẬP
Bài 1: Nhúng một lá nhôm vào dd CuSO4, Sau một thời gian lấy lá Al ra khỏi dd thì thấy khối lượng dd giảm 1,38g. Khối lượng Al đã phản ứng là bao nhiêu?
ĐA: 0,54g
Bài 2. Cho 3,78g bột Al phản ứng vừa đủ với dd muối XCl3 tạo thành dd Y. Khối lượng chất tan trong dd Y giảm 4,06g so với dd XCl3. Tìm CTPT của muối XCl3
ĐA: mdd giảm = 0,14(X – 27) = 4,06 → X = 56
Bài 3. Hòa tan 8,46g hh Al và Cu trong dd HCl dư 10% (so với lý thuyết), thu được 3,36 lít khí X (đktc). Tính thành phần phần trăm theo khối lượng của các chất trong hh đầu?
G: HCl dư nên Al hết (Cu không phản ứng). làm bình thường → %Al = 31,91%
Bài 4. Cho m gam hh X gồm Na2O và Al2O3 lắc vào nước cho phản ứng hoàn toànd thu dược 200ml dd A chỉ chứa một chtấ tan duy nhất có nồng độ 0,5M. % theo khối lượng các chất trong hh là?
HD: Na2O + H2O → NaOH
NaOH + Al2O3 → NaAlO2 + H2O
%Na2O = 37,8%
Bài 5. Cho 46,8 g hỗn hợp bột Al và Al2O3 tác dụng với dung dịch NaOH dư thoát ra 20,16 lit H2 ( đktc). Tính % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu ?
A. Al : 36%; Al2O3 :64% B. Al: 34,62%, Al2O3 : 65,38 %
C. Al = 17,3 %; Al2O3 = 82,7% D. Al = 32,4 %; Al2O3 = 67,6%
Bài 6. Hòa tan a gam hh Al và Mg trong dd HCl loãng dư thu được 1568 cm3 khí (đktc). Nếu cũng cho a gam hh trên td với NaOH dư thì sau phản ứng còn lại 0,6g chất rắn. Tính % theo khối lượng của các chất.
ĐA: 57,45% và 42,55%
Bài 7. Người ta dùng quặng boxit để sản xuất Al. Hàm lượng Al2O3 trong quặng là 40%. Biết hiệu suất quá trình sản xuất là 90%. Để có được 4 tấn Al nguyên chất cần dùng bao nhiêu tấn quặng boxit?
ĐA: 20,972 tấn
Bài 8. Trong một loại quặng boxit có 50% Al2O3. Nhôm luyện từ quặng boxit đó chứa 1,5% tạp chất. Hiệu suất pahnr ứng là 100%. Lượng Al thu được khi luyện 0,5 tấn quặng boxit là bao nhiêu?
ĐA: 134,368 Kg
Bài 9. Để phân biệt các dd hóa chất riêng biệt: CuSO4, FeCl3, Al2(SO4)3, K2CO3, (NH4)2SO4, NH4NO3 người ta có thể dùng một trong những hóa chất nào sau:
A. NaOH B. Ba(OH)2 C. Ba D. B và C
Bài 10. Để phân biệt các dd hóa chất riêng biệt: NaCl, FeCl3, NH4Cl, (NH4)2CO3, AlCl3 người ta có thể dùng kim loại nào sau:
A. K B. Na C. Mg D. Ba
Bài 11: Cho 3,87 g hỗn hợp A gồm Mg và Al vào 250 ml dd chứa axit HCl 1M và H2SO4 0,5M , được dd D và 4,368 lit H2 (đktc) .
a.Hãy chứng minh rằng trong dd D vẫn còn dư axit .
b.Tính phần % khối lượng trong hỗn hợp A .
HD: a/ Mg và Al tác dụng với HCl và H2SO4 thực sự là tác dụng với H+ của hỗn hợp axit .
n (H+) = nHCl + 2nH2SO4 = 0,25 + 0,25 = 0,5 mol .
Phản ứng : Mg + 2H + → Mg2+ + H2 (1)
Al + 3H+ → Al3++H2 (2)
(1) và (2) → n (H+) =2n (H2) = \(\frac{{2.4,368}}{{22,4}} = 0,39 < 0,5mol.\)
n(H+) còn dư =0,5-0,39=0,11 mol.
Như vậy trong dd B vẫn còn dư axit .
Bài 12. Một hh gồm Na và Al có tỉ lệ số mol là 1:2. Cho hh này vào nước. Sau khi kết thúc phản ứng thu được 8,96 lít khí H2 (đktc) và m g chất rắn. Tính m
HD: Gọi nNa = a mol; nAl = 2a; nH2 = 0,4
Na + H2O → NaOH + 1/2H2
a → a → 0,5a
Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 3/2H2
(Dư) a → 1,5a
nH2 = 0,5a + 1,5a = 0,4 → a = 0,2 → m = mAl dư = 5,4g
Chú ý khi phân tích đề: Sau phản ứng thu được chất rắn nên chất rắn phải là Al. Vì Al dư nên NaOH phải hết nên phải tính theo NaOH
Bài 13: Một hh gồm Na và Al có tỉ lệ số mol là x:y. Cho hh này vào nước. Sau khi kết thúc phản ứng thu được 8,96 lít khí H2 (đktc) và 5,4 g chất rắn. Tỉ lệ x:y là?
HD: xem bài 12
Bài 14. Một hh gồm Na và Al có tỉ lệ số mol là 2:3. Cho hh này vào nước. Sau khi kết thúc phản ứng thu được V lít khí H2 (đktc) và 2,7 g chất rắn. Giá trị của V là:
HD: xem bài 12
Bài 15. Hòa tan 0,368 g hh gồm Zn và Al cần vừa đủ 25 lít dd HNO3 có PH = 3. Sau phản ứng ta chỉ thu được 3 muối. Thành phần phần trăm theo khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp là:
HD: PH = 3 => [H+] = 10-3 => nHNO3 = 0,025
Vì Sp thu được 3 muối nên 2 muối là Zn(NO3)2 và Al(NO3)3, muối còn lại là NH4NO3
Viết 2 pt rồi đặt x, y lần lượt là số mol Zn, Al ta có hpt: 65x + 27y = 0,368 và \(\frac{{2.4,368}}{{22,4}} = 0,39 < 0,5mol.\)
→ x = y = 0,004
...
Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Lý thuyết và bài tập chuyên đề Nhôm - Ôn thi THPT QG môn Hóa năm học 2019-2020. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong kì thi sắp tới.
Chúc các em học tốt!
