Phương pháp giải bài tập về các hợp chất lưỡng tính môn Hóa học 12 năm 2021

- Với dạng bài tập này phương pháp tối ưu nhất là pp đại số: Viết tất cả các PTHH xảy ra, sau đó dựa vào các dữ kiện đã cho và PTHH để tính toán

- Một số vấn đề cần chú ý:

+ Cần phải hiểu thế nào là hợp chất lưỡng tính( vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với bazo) bao gồm muối HCO₃^-, HSO^-₃, các oxit: Al₂O₃, ZnO, Cr₂O₃, các hiđroxit như: Al(OH)₃, Zn(OH)₂, Cr(OH)₃

+ Bài toán về sự lưỡng tính của các hidroxit có 2 dạng như sau: Ví dụ về Al(OH)₃

* Bài toán thuận: Cho lượng chất tham gia phản ứng , hỏi sản phẩm

Ví Dụ: Cho dung dịch muối nhôm ( Al³⁺) tác dụng với dung dịch kiềm ( OH^-). Sản phẩm thu được gồm những chất gì phụ thuộc vào tỉ số k = nOH^-/nAl³⁺

+ Nếu k≤ 3 thì Al³⁺ phản ứng vừa đủ hoặc dư khi đó chỉ có phản ứng

 Al³⁺  +   3OH^- → Al(OH)₃ ↓        ( 1)       ( k= 3 có nghĩa là kết tủa cực đại)

+ Nếu k ≥ 4 thì OH^-phản ứng ở (1) dư và hòa tan vừa hết Al(OH)₃ theo phản ứng sau:

Al(OH)₃  + OH^- → Al(OH)₄^-     (2)

+ Nếu 3< k < 4 thì OH^- dư sau phản ứng (1) và hòa tan một phần Al(OH)₃ ở (2)

* Bài toàn nghịch: Cho sản phẩm , hỏi lượng chất đã tham gia phản ứng

Ví Dụ: Cho a mol OH^- từ từ vào x mol Al³⁺, sau phản ứng thu được y mol Al(OH)₃ ( x, y đã cho biết). Tính a?

Nhận xét: nếu x=y thì bài toán rất đơn giản, a= 3x=3y

Nếu y< x Khi đó xảy ra một trong hai trường hợp sau:

+ Trường hợp 1: Al³⁺ dư sau phản ứng (1) Vậy a = 3y → Trường hợp này số mol OH^- là nhỏ nhất

+ Trường hợp 2:  Xảy ra cả (1) và (2) vậy:  a= 4x-y → Trường hợp này số mol OH^- là lớn nhất

+ Muốn giải được như bài toán trên chúng ta cần quy về số mol Al³⁺ trong AlCl₃, Al₂(SO₄)₃.. và quy về số mol OH^- trong các dd sau: NaOH, KOH, Ba(OH)₂, Ca(OH)₂

+ Cần chú ý đến kết tủa BaSO₄ trong phản ứng của Al₂(SO₄)₃ với dung dich Ba(OH)₂. Tuy cách làm không thay đổi nhưng khối lượng kết tủa thu được gồm cả BaSO₄

+ Trong trường hợp cho OH^- tác dụng với dung dịch chứa cả Al³⁺ và H⁺ thì OH^- sẽ phản ứng với H⁺ trước sau đó mới phản ứng với Al³⁺

+ Cần chú ý các dung dịch muối như Na[Al(OH)₄], Na₂[Zn(OH)₄]... khi tác dụng với khí CO₂ dư thì lượng kết tủa không thay đổi vì:

Na[Al(OH)₄] + CO₂→ Al(OH)₃↓ + NaHCO₃, Còn khi tác dụng với HCl hoặc H₂SO₄ loãng thì lượng kết tủa có thể bị thay đổi tùy thuộc vào lượng axit:

HCl + Na[Al(OH)₄]  → Al(OH)₃ ↓+ NaCl + H₂O

Nếu HCl dư: Al(OH)₃  + 3HCl→ AlCl₃  + 3H₂O

Bài 1: Cho 3,42g Al₂(SO₄)₃  tác  dụng với 200 ml dung dịch NaOH, sau phản ứng thu được 0,78g kết tủa. Nồng độ mol/l nhỏ nhất của dung dịch NaOH đã dùng là:

A. 0,15M             

B. 0,12M             

C. 0,28M             

D. 0,19M

Hướng dẫn giải

Ta có: a = 0,02 mol; b = 0,01 mol.

Do b < a mà cần tính nồng độ mol/l của NaOH nhỏ nhất

nên nOH^- min và nOH^-  = 3b = 0,03 mol.

Vậy C_M(NaOH) = 0,15M.

Đáp án A

Bài 2: Cho 200 ml dung dịch AlCl₃ 1M tác dụng với dung dịch NaOH 0,5M thu được một kết tủa keo, đem sấy khô cân đực 7,8g. Thể tích dung dịch NaOH 0,5M lớn nhất là:

A. 0,6 lít              

B. 1,9 lít              

C. 1,4 lít              

D. 0,8 lít

Hướng dẫn giải

Ta có: a = 0,2 mol; b = 0,1 mol

do b < a mà đề bài yêu cầu tính thể tích dung dịch NaOH lớn nhất có nghĩa là tính nOH^- max

nên nOH^-  = 4a – b = 0,7 mol.

Vậy Vdd(NaOH) = 1,4 lít.

Đáp án C.

Bài 3: Cho 700 ml dung dịch KOH 0,1M vào 100 ml dung dịch AlCl₃ 0,2M. Sau phản ứng khối lượng kết tủa tạo ra là:

Hướng dẫn giải

Cách 1:

- Theo bài ra ta có: n_KOH = 0,7.0,1 = 0,07 (mol); n_AlCl3 = 0,1.0,2 = 0,02 (mol).

- Ta có PTPƯ:

                AlCl₃   +   3KOH → Al(OH)₃ + 3KCl

Ban đầu:   0,02       0,07 mol

Phản ứng: 0,02       0,06           0,02       0,06

Sau PƯ:     0           0,01          0,02        0,06

- Vì vậy KOH còn dư nên ta có phản ứng:

                 Al(OH)₃ + KOH → K[Al(OH)₄]

Ban đầu:    0,02         0,01

Phản ứng:   0,01  ←   0,01

Sau PƯ:      0,01         0           0,01

- Vậy sau khi xảy ra phản ứng hoàn toàn, ta có: n_K[Al(OH)4] = 0,01 (mol) và n_Al(OH)3 = 0,01 (mol)

⇒ m_Al(OH)3 = 0,01.78 = 0,78 (g).

Cách 2:

- Theo bài ra, ta có: n_OH^- = 0,07 (mol); n_Al³⁺ = 0,02 (mol)

- Ta lập tỉ lệ: \(k = \frac{{nO{H^ - }}}{{nA{l^{3 + }}}} = \frac{{0,07}}{{0,02}} = 3,5\)

- Ta thấy: 33 và [Al(OH)₄]^-

- Gọi số mol của Al(OH)₃ và [Al(OH)₄]^- lần lượt là x và y mol, và theo định luật bảo toàn số mol, ta có:

Ta có: x + y = 0,02 và 3x + 4y = 0,07

Giải hệ này ta được x = y = 0,01 (mol).

⇒ n_Al(OH)3 = 0,01 (mol) ⇒ m_Al(OH)3 = 0,01.78 = 0,78 (g).

Bài 4: Cho 1 lít dung dịch HCl tác dụng với 500ml dung dịch hỗn hợp NaOH 1M và NaAlO₂ 1,5M thu được 31,2g kết tủa. Tính nồng độ C_M  của dung dịch HCl?

Hướng dẫn giải

- Do có tạo kêt tủa Al(OH)₃ nên OH^- đã phản ứng hết.

- Theo bài ra, n_OH^- = 0,5.1 = 0,5 (mol). ⇒ n_H+ _pư =  n_OH^- = 0,5 (mol).

 n_AlO2^- = 0,5.1,5 = 0,75 (mol) ⇒ n_[Al(OH)4]^- = 0,75 (mol).

- Cũng theo bài ra: n_Al(OH)3 = 31,2/78 = 0,4 (mol).

- Ta thấy:  n_Al(OH)3 < n_AlO2^-  nên có 2 trường hợp xảy ra:

+) TH1: [Al(OH)4]^- dư

- Khi đó: n_H⁺ = n_Al(OH)3 = 0,4 (mol).

⇒ ∑n_H⁺ = 0,5 + 0,4 = 0,9 (mol).

⇒ C_{M (HCl)} = n.V = 0,9.1 = 0,9 (M).

+) TH2: [Al(OH)4]^- hết

- Khi đó sản phẩm có: n_Al(OH)3 = 31,2/78 = 0,4 (mol).

⇒ n_Al³⁺ = 0,75 - 0,4 = 0,35 (mol).

⇒ n_H⁺ = n_Al(OH)3 + 4n_Al³⁺ = 0,4 + 4.0,35 = 1,8 (mol).

⇒ ∑n_H⁺ = 0,5 + 1,8 = 2,3 (mol).

⇒ C_{M (HCl)} = n.V = 2,3.1 = 2,3 (M).

Bài 5: Cho 0,5 lít dung dịch NaOH tác dụng với 300ml dung dịch Al₂(SO₄)₃ 0,2M thu được 1,56g kết tủa. Tính nồng độ mol/lit của dung dịch NaOH biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Hướng dẫn giải

- Theo bài ra, ta có: n_Al2(SO4)3 = 0,3.0,2 = 0,06 (mol) ⇒ n_Al³⁺ = 2.0,06 = 0,12 (mol).

- Cũng theo bài ra,  n_Al(OH)3 = 1,56/78 = 0,02 (mol).

- Ta thấy n_Al(OH)3 < n_Al³⁺ nên có 2 trường hợp xảy ra:

Trường hợp 1: Al³⁺ dư nên chỉ tạo Al(OH)₃ nên n_OH^- = 3.0,02 = 0,06 (mol).

 ⇒ C_{M (NaOH)} = n/V = 0,06/0,5 = 0,12(M).

Trường hợp 2: Al³⁺ hết tạo Al(OH)₃ và [Al(OH)₄]^- 

 n_Al(OH)3 = 0,02 (mol) ; n _[Al(OH)4]^- = 0,12 - 0,02 = 0,1 (mol).

 ⇒ n_OH^- = 3.0,02 + 4.0,1 = 0,46 (mol).

⇒ C_{M (NaOH)} = n/V = 0,46/0,5 = 0,92(M).

Bài 1. Lấy 20 g hỗn hợp bột Al và Fe₂O₃ ngâm trong dung dịch NaOH(dư), phản ứng xong người ta thu được 3, 36l khí hidro (đktc). Khối lượng Fe2O3 ban đầu là:

A. 13,7 gam                         

B. 17,3 gam                           

C. 18 gam                                  

D. 15,95gam

Bài 2. Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe₂O₃ (trong môi trường không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn Y. Chia Y thành hai phần bằng nhau:

- Phần 1 tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng (dư), sinh ra 3,08 lít khí H₂ (ở đktc);

- Phần 2 tác dụng với dung dịch NaOH (dư), sinh ra 0,84 lít khí H₂ (ở đktc).

Giá trị của m là

A. 22,75                              

B. 21,40.                            

C. 29,40.                        

D. 29,43.

Bài 3. Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al và Fe₃O₄ trong điều kiện không có không khí. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu được dung dịch Y, chất rắn Z và 3,36 lít khí H₂ (ở đktc). Sục khí CO₂ (dư) vào dung dịch Y, thu được 39 gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 36,7.                                

B. 48,3.                            

C. 45,6.                            

D. 57,0.

Bài 4. Chia 20g hỗn hợp X gồm Al; Fe; Cu thành hai phần bằng nhau. Phần 1 cho tác dụng hết với dung dịch HCl thu được 5,6lít khí ở đktc. Phần 2 cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 3,36lít khí ở đktc. Thành phần phần trăm theo khối lượng của Cu trong hỗn hợp X là:

A. 8,5%                                

B. 13%                               

C. 16%                                 

D. 17%

Bài 5. Cho m gam Na vào 50 ml dung dịch AlCl3 1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thì thu được V lít khí (đktc), dung dịch X và 1,56 gam kết tủa.Khi thổi CO2 dư vào dung dịch X lại thấy xuất hiện thêm kết tủa.Khối lượng Na ban đầu là:

A. 4,14 g                             

B. 1,44 g                        

C. 4,41 g                              

D. 2,07 g

Bài 6. Cho 200 ml dung dịch AlCl₃ 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M, lượng kết tủa thu được là 15,6 gam. Giá trị lớn nhất của V là (cho H = 1, O = 16, Al = 27)

A. 1,2.                                     

B. 1,8.                                        

C. 2,4.                                               

D. 2.

Bài 7. Hoà tan hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp gồm Al và Al₄C₃ vào dung dịch KOH (dư), thu được a mol hỗn hợp khí và dung dịch X. Sục khí CO₂ (dư) vào dung dịch X, lượng kết tủa thu được là 46,8 gam. Giá trị của a là

A. 0,55.                              

B. 0,60.                              

C. 0,40.                           

D. 0,45.

Bài 8. Cho 200 ml dung dịch NaOH 1M vào 200 ml dung dịch HCl thu được dung dịch B. Cho dung dịch B vào 200 ml dung dịch NaAlO₂ 0,2M thu được 2,34 gam kết tủa. Tính nồng độ của dung dịch HCl.

A.  1,15M                               

B.  1,35M                               

C. 1,15M và 1,35M                

D. 1,2M.

Bài 9.  Cho m gam kim loại Na vào 200 gam. dung dịch Al₂(SO₄)₃ 1,71%. Sau khi phản ứng xong thu được 0,78 gam kết tủa. m có giá trị là

A. 0,69 gam.                                                                                  

B. 1,61 gam.

C. cả A và B đều đúng.                                                                     

D. đáp án khác

Bài 10. Cho 0,54 gam Al vào 40 ml dung dịch NaOH 1M, sau phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch X. Cho từ từ dung dịch HCl 0,5M vào dung dịch X thu được kết tủa. Để thu được lượng kết tủa lớn nhất cần thể tích dung dịch HCl 0,5M là

A. 110 ml.                         

B. 90 ml.                          

C. 70 ml.                                 

D. 80 ml.

 

Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Phương pháp giải bài tập về các hợp chất lưỡng tính môn Hóa học 12 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Ngoài ra các em học sinh có thể tham khảo các tài liệu cùng chuyên mục:

• Bài tập chuyên đề Hidroxit lưỡng tính môn Hóa học 11 năm 2020 Trường THPT Nguyễn Trung Thiên
• Bài tập Hidroxit lưỡng tính có đáp án

Chúc các em học tốt!