CHUYÊN ĐỀ: ALUMINIUM ( NHÔM )

PHẦN A: LÍ THUYẾT
I. ALUMINIUM
1. VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ
- Aluminium (Al) ở ô số 13, thuộc nhóm IIIA, chu kì 3 của bảng tuần hoàn.
- Cấu hình electron nguyên tử : 1s22s22p63s23p1 ; viết gọn là (Ne)3s23p1.
2. TÍNH CHẤT VẬT LÍ
- Aluminium là kim loại màu trắng bạc, nóng chảy ở 660oC, khá mềm, dễ kéo sợi, dễ dát mỏng. Có thể dát được những lá aluminium mỏng 0,01 mm dùng làm giấy gói kẹo, gói thuốc lá,...
- Aluminium là kim loại nhẹ (D = 2,7 g/cm3), dẫn điện tốt (gấp 3 lần sắt, bằng 2/3 lần đồng) và dẫn nhiệt tốt (gấp 3 lần sắt).
3. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Aluminium là kim loại có tính khử mạnh, chỉ sau kim loại kiềm và kiềm thổ, nên dễ bị oxi hoá thành ion dương.
3.1. Tác dụng với phi kim
Cl2
O2
Bột aluminium (Al) tự bốc cháy khi tiếp xúc với các halogen
Khi đốt, bột aluminium (Al) cháy trong không khí với ngọn lửa sáng chói, toả nhiều nhiệt
4.2. Tác dụng với axit
HCl và H2SO4 loãng
HNO3 và H2SO4 đặc
Aluminium (Al) khử dễ dàng ion H+ trong dung dịch HCl và H2SO4 loãng thành khí H2.
Trong các phản ứng này, Al khử N+5 hoặc S+6 xuống số oxi hoá thấp hơn.
Aluminium (Al) bị thụ động với các dung dịch axit HNO3 và H2SO4 đặc, nguội. Vì vậy, có thể dùng thùng aluminium (Al) để chuyên chở những axit đặc và nguội nói trên.
3. Tác dụng với kim loại
Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều ion kim loại trong oxit. Thí dụ phản ứng giữa bột aluminium (Al) và oxit sắt:
Phản ứng trên gọi là phản ứng nhiệt aluminium (Al), nhiệt toả ra lớn làm sắt nóng chảy nên được dùng để điều chế một lượng nhỏ sắt nóng chảy khi hàn đường ray.
4. Tác dụng với nước
- Aluminium (Al) không tác dụng với nước, dù ở nhiệt độ cao là vì trên bề mặt của aluminium (Al) được phủ kín một lớp Al2O3 rất mỏng, bền và mịn, không cho nước và khí thấm qua.
- Nếu phá bỏ lớp oxit đó (hoặc tạo thành hỗn hống Al - Hg), thì aluminium (Al) sẽ tác dụng với nước ở nhiệt độ thường.
(1)
5. Tác dụng với dung dịch kiềm
Al2O3 là oxit lưỡng tính nên lớp màng mỏng Al2O3 trên bề mặt aluminium (Al) tác dụng với dung dịch kiềm tạo ra muối tan. Khi không còn màng oxit bảo vệ, aluminium (Al) sẽ tác dụng với nước tạo ra Al(OH)3 và giải phóng khí H2; Al(OH)3 là hiđroxit lưỡng tính nên tác dụng tiếp với dung dịch kiềm.
(2)
Phản ứng xảy ra theo (1) và (2). Cộng (1) và (2) ta có phương trình hoá học sau:
2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2­
4. ỨNG TRỤNG, TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ĐIỀU CHẾ
1. Ứng dụng
* Aluminium (Al) và hợp kim của aluminium (Al) có ưu điểm là nhẹ, bền đối với không khí và nước nên được dùng làm vật liệu chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa, tàu vũ trụ.
* Aluminium (Al) và hợp kim của aluminium (Al) có màu trắng bạc, đẹp nên được dùng trong xây dựng nhà cửa và trang trí nội thất.
* Aluminium (Al) nhẹ, dẫn điện tốt nên được dùng làm dây dẫn điện thay cho đồng. Do dẫn nhiệt tốt, ít bị gỉ và không độc nên aluminium (Al) được dùng làm dụng cụ nhà bếp.
* Bột aluminium (Al) trộn với bột oxit sắt (gọi là hỗn hợp tecmit) để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm dùng hàn đường ray.
2. Trạng thái tự nhiên
- Aluminium (Al) là kim loại hoạt động mạnh nên trong tự nhiên chỉ tồn tại ở dạng hợp chất.
- Aluminium (Al) là nguyên tố đứng hàng thứ ba sau oxi và silic về độ phổ biến trong vỏ Trái Đất. Hợp chất của aluminium (Al) có mặt khắp nơi, như có trong đất sét (Al2O3.2SiO2.2H2O), mica (K2O.Al2O3.6SiO2), bauxite (Al2O3.nH2O), cryolite(3NaF.AlF3),...
3. Điều chế
a. Nguyên liệu
Nguyên liệu để sản xuất Aluminium (Al) là quặng bauxite Al2O3.nH2O.
b. Phương pháp
Điện phân Aluminium (Al) oxit nóng chảy.
c. Vai trò của cryolite
- Nhiệt độ nóng chảy của Al2O3 rất cao (2050oC), vì vậy phải hoà tan Al2O3 trong cryolite nóng chảy để hạ nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp xuống 900oC.
- Việc làm này vừa tiết kiệm được năng lượng vừa tạo được chất lỏng có tính dẫn điện tốt hơn Al2O3 nóng chảy.
- Mặt khác, hỗn hợp này có khối lượng riêng nhỏ hơn aluminium (Al), nổi lên trên và bảo vệ aluminium (Al) nóng chảy không bị oxi hoá bởi O2 trong không khí.
d. Quá trình điện phân
Catot
Anot
Cực âm (catot) của thùng điện phân là một tấm than chì nguyên chất được bố trí ở đáy thùng.
Cực dương (anot) cũng là những khối than chì lớn.
Khí O2 ở nhiệt độ cao đốt cháy C thành khí CO và CO2. Vì vậy, sau một thời gian phải thay thế điện cực dương.
II. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA ALUMINIUM (AL)
1. Aluminium oxide
2. Aluminium hydroxide
3. Aluminium sulfate
TÍNH CHẤT VẬT LÍ
- Aluminium oxide (Al2O3) là chất rắn, màu trắng, không tan trong nước và không tác dụng với nước, nóng chảy ở trên 2050oC.
- Aluminium hydroxide (Al(OH)3) là chất rắn, màu trắng, kết tủa ở dạng keo.
- Muối Aluminium sulfate khan tan trong nước toả nhiệt làm dung dịch nóng lên do bị hydrat hoá.
TÍNH CHẤT HÓA HỌC
- Tính lưỡng tính
- Tính lưỡng tính
ĐIỀU CHẾ
ỨNG DỤNG
- Dạng oxit ngậm nước là thành phần chủ yếu của quặng bauxite (Al2O3.2H2O) dùng để sản xuất aluminium (Al).
- Dạng oxit khan, có cấu tạo tinh thể là đá quý.
- Al2O3 dùng để chế xúc tác trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ.
- KAl(SO4)2.12H2O (phèn chua) được dùng trong ngành thuộc da, công nghiệp giấy, chất cầm màu trong ngành nhuộm vải, chất làm trong nước,...
4. Nhận biết ion Al3+
Cho từ từ dung dịch NaOH dư vào dung dịch, nếu thấy có kết tủa keo xuất hiện rồi tan trong NaOH dư thì chứng tỏ có ion Al3+.
PHẦN B: BÀI TẬP ĐƯỢC PHÂN DẠNG
DẠNG 1: VIẾT CÁC PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC
- Phương pháp: + HS nắm được tính chất hóa học của Al và hợp chất để hoàn thành các phương trình phản ứng theo dữ kiện đề bài
VÍ DỤ MINH HỌA :
VD1: Giải thích vì sao vật dụng bằng Aluminium (Al) thường dùng để đựng dung dịch trung tính, nước nhưng không nên dùng để đựng dung dịch axit (ví dụ dung dịch HCl) hoặc kiềm (ví dụ dung dịch Ca(OH)2). Viết phương trình phản ứng hóa học minh họa.
Hướng dẫn giải
Vì bên ngoài các vật dụng bằng Aluminium (Al) có một lớp màng oxit Al2O3. Lớp màng này tuy mỏng nhưng rất bền, có tác dụng ngăn cách Aluminium (Al) kim loại khỏi môi trường bên ngoài, làm cho các vật dụng bằng Aluminium (Al) bền trong không khí và các môi trường trung tính.
Lớp màng Al2O3 của vật dụng bằng Aluminium (Al) bị hoà tan trong môi trường axit hoặc kiềm, gây ăn mòn vật dụng đó, đồng thời làm dung dịch axit hoặc kiềm bị nhiễm tạp chất.
VD 2: Cho BaO vào dung dịch H2SO4, thu được kết tủa A và dung dịch B. Thêm một lượng dư bột Al vào dung dịch B, thu được dung dịch C và khí H2 bay ra. Thêm dung dịch Na2CO3 vào dung dịch C thấy tách ra kết tủa D. Xác định A, B, C, D và viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.
Hướng dẫn giải
Cho BaO vào dung dịch H2SO4:
BaO + H2SO4 → BaSO4↓ + H2O
Kết tủa A: BaSO4
Có 2 trường hợp xảy ra:
Trường hợp 1: BaO hết, dung dịch H2SO4 còn dư dung dịch B là H2SO4 dư
Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2
Dung dịch C: Al2(SO4)3
Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4 + 3CO2
Kết tủa D: Al(OH)3
Trường hợp 2: Dung dịch H2SO4 hết, BaO tiếp tục phản ứng với nước tạo dung dịch Ba(OH)2 dung dịch B là Ba(OH)2
BaO + H2O → Ba(OH)2
2Al + Ba(OH)2 + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2
Dung dịch C: Ba(AlO2)2
Ba(AlO2)2 + Na2CO3 → BaCO3↓ + 2NaAlO2
Kết tủa D: BaCO3
BÀI TẬP GIẢI CHI TIẾT
Câu 1: Cho các chất Al2O3, Al(NO3)3, NaAlO2, Al2(SO4)3, Al(OH)3, AlCl3, Al. Hãy lựa chọn chất thích hợp sắp xếp thành một dãy chuyển hoá và viết phương trình phản ứng minh họa (ghi rõ điều kiện nếu có).
Hướng dẫn giải
Al Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3 Al2(SO4)3 AlCl3 Al(NO3)3
1. 4Al + 3O2 2 Al2O3
2. Al2O3 + 2NaOH NaAlO2 + H2O
3. NaAlO2 + 2H2O + CO2 Al(OH)3 + NaHCO3
4. 2Al(OH)3 + 3 H2SO4 Al2(SO4)3 + 6H2O
5. Al2(SO4)3 + 3 BaCl2 2 AlCl3 + 3BaSO4
6. AlCl3 + 3 Ag NO3 Al(NO3)3 + 3AgCl
Câu 2: Hỗn hợp A gồm K2O và Al2O3. Cho A vào nước, kết thúc phản ứng thu được dung dịch B. Cho từ từ CO2 vào dung dịch B cho đến dư, thu được kết tủa D. Nung D trong không khí ta được chất rắn E. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Hướng dẫn giải
- Hỗn hợp A (K2O và Al2O3) vào nước
K2O + H2O 2KOH
2KOH + Al2O32KAlO2 + H2O
- Dd B: Chứa KAlO2, có thể có KOH dư.
- Cho từ từ CO2 vào ddB
CO2 + 2KOH K2CO3 + H2O
CO2 + KAlO2 + 2H2O Al(OH)3 + KHCO3
CO2 + K2CO3 + H2O 2KHCO3
- Kết tủa D: Al(OH)3.
- Nung D trong không khí
2Al(OH)3 Al2O3 + 2H2O
Rắn E: Al2O3
Câu 3: Cho kim loại natri vào dung dịch chứa hai muối Al2(SO4)3 và CuSO4 thì thu được khí A, dung dịch B (chứa hai muối của natri) và kết tủa C. Nung kết tủa C được chất rắn D. Cho hiđro dư đi qua D nung nóng được chất rắn E. Hoà tan E vào dung dịch HCl dư thấy E tan một phần. Giải thích và viết phương trình hoá học các phản ứng xảy ra.
Hướng dẫn giải
. Phản ứng: 2Na + 2H2O ® 2NaOH + H2
Þ Khí A là H2.
- Dung dịch B chứa hai muối của natri là: Na2SO4 và NaAlO2. Chất rắn E chỉ tan một phần trong HCl nên C chứa: Cu(OH)2 và Al(OH)3
- Phản ứng: 2NaOH + CuSO4 ® Cu(OH)2 + Na2SO4
6NaOH + Al2(SO4)3 ® 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
NaOH + Al(OH)3 ® NaAlO2 + 2H2O
Cu(OH)2 CuO + H2O
2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O
H2 + CuO Cu + H2O
H2 + Al2O3 không xảy ra
Þ E chứa: Cu và Al2O3.
Al2O3 + 6HCl ® AlCl3 + 3H2O
Câu 4: Nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp BaCO3, MgCO3, Al2O3 được chất rắn A và khí D. Hòa tan chất rắn A trong nước dư, thu được dung dịch B và kết tủa C. Sục khí D (dư) vào dung dịch B thấy xuất hiện kết tủa. Hòa tan C trong dung dịch NaOH dư thấy tan một phần. Xác định A, B, C, D. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Hướng dẫn giải
- Nhiệt phân hỗn hợp:
BaCO3 BaO + CO2
MgCO3 MgO + CO2
Al2O3 không
Chất rắn Khí D: CO2.
- Hòa tan A vào H2O dư:
BaO + H2O Ba(OH)2
MgO + H2O không
Al2O3 + Ba(OH)2 Ba(AlO2)2 + H2O
dư
Kết tủa
- Khi cho dung dịch B tác dụng với CO2 dư:
Ba(AlO2)2 + 2CO2 + 4H2O 2Al(OH)3 + Ba(HCO3)2
- Hòa tan C vào dung dịch NaOH dư:
MgO + NaOH không
Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O
(Vì kết tủa C cho vào dung dịch NaOH dư có tan một phần chứng tỏ C có Al2O3 dư; phần không tan là MgO).
Câu 5: Hỗn hợp X gồm các oxit: BaO, CuO, Fe2O3, Al2O3 có cùng số mol. Dẫn một luồng khí CO dư qua hỗn hợp X nung nóng đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí A và hỗn hợp rắn B. Cho B vào nước dư thu được dung dịch C và hỗn hợp rắn D. Cho D tác dụng với H2SO4 đặc nóng dư, thu được dung dịch E và khí SO2 duy nhất. Sục khí A vào dung dịch C được dung dịch G và kết tủa H. Xác định thành phần của A, B, C, D, E, G, H và viết các phương trình hoá học xảy ra.
Hướng dẫn giải
-Dẫn CO qua hỗn hợp X nung nóng:
CO + CuO Cu + CO2
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
Khí A gồm CO dư và CO2; chất rắn B gồm BaO, Al2O3, Fe và Cu
-Hòa tan B vào H2O:
BaO + H2O Ba(OH)2
Ba(OH)2 + Al2O3Ba(AlO2)2 + H2O
Vì các chất có cùng số mol Al2O3 phản ứng vừa đủ với Ba(OH)2
Dung dịch C chỉ chứa Ba(AlO2)2; chất rắn D gồm Fe và Cu
 D tác dụng với H2SO4 đặc, nóng dư:
2Fe + 6H2SO4 đặcFe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Cu + 2H2SO4 đặc CuSO4 + SO2 + 2H2O
Dung dịch E gồm Fe2(SO4)3, CuSO4 và H2SO4 dư
 Sục khí A vào dung dịch C:
2CO2 + 4H2O + Ba(AlO2)2Ba(HCO3)2 + 2Al(OH)3
Dung dịch G là Ba(HCO3)2; kết tủa H là Al(OH)3
PTHH: Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + Ca(OH)2 Ca(AlO2)2 + 3H2O
Câu 6: Cho hỗn hợp Al2O3, Cu, Fe2O3 vào dung dịch H2SO4 loãng dư thu được dung dịch X và chất rắn Y.Cho từ từ NaOH tới dư vào dung dịch X thu được dung dịch Z và kết tủa M. Nung kết tủa M ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn N. Cho khí CO dư đi qua N nung nóng thu được chất rắn P.
a. Xác định thành phần các chất có trong X, Y, Z, M, N, P. Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn.
b.Viết các phương trình hóa học xảy ra.
Hướng dẫn giải
a. Cho hỗn hợp Al2O3, Cu, Fe2O3 vào dung dịch H2SO4 loãng dư thu được dung dịch X gồm:
Al2(SO4)3, FeSO4, CuSO4
+ Chất rắn Y: Cu
- Cho từ từ NaOH tới dư vào dung dịch X thu được dung dịch Z gồm: NaAlO2, Na2SO4
+ Kết tủa M: Fe(OH)2, Cu(OH)2
+ Nung kết tủa M ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn N là: Fe2O3, CuO
+ Cho khí CO dư đi qua N nung nóng thu được chất rắn P là: Fe,Cu
b. PTHH
- Với dd H2SO4 :
Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 +3H2O
Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O
Cu + Fe2(SO4)3 2FeSO4 + CuSO4
-Với dd NaOH:
CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4
FeSO4 + 2NaOH Fe(OH)2 + Na2SO4
Al2(SO4)3 + 6 NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
-Nung kết tủa M:
Cu(OH)2 CuO + H2O
4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O
-Khí CO khử:
CuO + CO Cu + CO2
Fe2O3 + CO Fe + CO2
Câu 7: Dẫn luồng khí oxi qua bình A chứa lượng dư than nung đỏ, thu được một chất khí X. Dẫn khí X vào bình B chứa hỗn hợp hai oxit Al2O3 và Fe2O3 nung nóng ở nhiệt độ thích hợp, thu được một chất khí Y và hỗn hợp chất rắn Z. Dẫn khí Y vào bình C đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thì thấy xuất hiện kết tủa trắng. Cho chất rắn Z vào bình đựng dung dịch H2SO4 ( loãng, dư) thì thu được dung dịch T và không thấy có bọt khí thoát ra. Biết rằng dung dịch T không hòa tan được kim loại Fe.
Xác định thành phần các chất trong X, Y, Z, T và viết các phương trình hóa học xảy ra.
Hướng dẫn giải

Khí X là CO
Khi cho CO qua Al2O3 và Fe2O3 chỉ có Fe2O3 bị CO khử
Do dung dịch T không hòa tan được kim loại Fe nên T không có muối Fe(III), nên rắn Z không có Fe2O3.
Do rắn Z phản ứng H2SO4 không thấy khí thoát ra nên rắn Z không có Fe
Vậy rắn Z có Al2O3 và FeO.

Khí Y là CO2
Hỗn hợp rắn Z: FeO, Al2O3.
Khí Y + Ba(OH)2 dư chỉ tạo ra muối trung hòa
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓trắng  + H2O
Cho hỗn hợp Z vào H2SO4 loãng PƯ:
Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O
FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
Vậy dung dịch T có Al2(SO4)3 , FeSO4
Câu 8: Cho hỗn hợp A gồm Al, BaO và Na2CO3 ( có cùng số mol) vào nước dư, thu được dung dịch X và chất kết tủa Y. Xác định thành phần chất tan trong dung dịch X
Hướng dẫn giải
Hỗn hợp A gồm Al, BaO và Na2CO3 ( có cùng số mol) vào nước dư xảy ra các phản ứng sau:
BaO + H2O → Ba(OH)2    (1)
1 (mol)        → 1   (mol)
Ba(OH)2 + Na2CO3 → BaCO3↓ + 2NaOH   (2)
1 (mol)      1  (mol)  → 2  (mol)
Al      +   NaOH   + H2O → NaAlO2 + 3/2H2↑   (3)
1 (mol) → 1 (mol)          → 1 (mol)
Giả sử số mol của Al, BaO và Na2CO3  là 1 (mol)
Đặt số mol các chất tham gia phản ứng vào phương trình (1), (2), (3)
=> dd X gồm: NaAlO2: 1 (mol) và NaOH dư : 1 (mol)
Kết tủa Y là: BaCO3
Câu 9: Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra khi cho K đến dư vào dung dịch Al2(SO4)3.
Hướng dẫn giải
2K + 2H2O → 2KOH + H2
6KOH + Al2(SO4)3 → 2Al(OH)3 + 3K2SO4
Al(OH)3 + KOH → KAlO2 + 2H2O
Câu 10: Cho hỗn hợp A gồm Mg, Fe2O3 và A12O3 tác dụng với lượng dư dung dịch CuSO4, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được dung dịch B và chất rắn C. Cho toàn bộ C tác dụng với lượng dư dung dịch HC1 thì thu được dung dịch D và phần không tan E. Hòa tan hoàn toàn E bằng dung dịch H2SO4 đặc thì thu được khí F. Hấp thụ hoàn toàn khí F vào dung dịch Ba(OH)2 thì thu được kết tủa G và dung dịch H. Cho lượng dư dung dịch KOH vào dung dịch H thì lại thấy xuất hiện kết tủa G. Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch D thì thu được dung dịch T và kết tủa Q. Xác định thành phần của B, C, D, E, F, G, H, T, Q và viết các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.
Hướng dẫn giải

PTHH: Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu
Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O
Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 +3 H2O
Cu + 2FeCl3 CuCl2 + 2FeCl2
Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 +2 H2O
SO2 + Ba(OH)2 BaSO3 + H2O
2SO2 + Ba(OH)2 Ba(HSO3)2
Ba(HSO3)2 + 2KOH BaSO3 + K2SO3 + 2H2O
HCl + NaOH NaCl + H2O
FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl
CuCl2 + 2NaOH Cu(OH)2 + 2NaCl
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
DẠNG 2: NÊU HIỆN TƯỢNG VÀ VIẾT PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC XẢY RA
- Phương pháp: Học sinh nắm vững tính chất hóa học của các chất đặc biệt chú ý đến màu sắc trạng thái của các chất , sau khi có phản ứng hóa học xảy ra nhận ra những dấu hiệu thay đổi của phản ứng để nói rõ được hiện tượng xảy ra.
Chú ý khi viết phương trình hóa học cần viết đúng phương trình phản ánh bản chất của phản ứng
VÍ DỤ MINH HỌA
VD1: Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học xảy ra khi tiến hành thí nghiệm cho dung dịch HCl từ từ vào ống nghiệm đựng dung dịch NaAlO2.?
Hướng dẫn giải
Hiện tượng: kết tủa keo trắng sau đó kết tủa tan khi HCl dư
NaAlO2 + HCl + H2O ® NaCl + Al(OH)3
Al(OH)3 + 3HCl ® AlCl3 + 3H2O
VD 2: Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học xảy ra khi tiến hành thí nghiệm cho từ từ đến dư dung dịch AlCl3 vào dung dịch hỗn hợp gồm NaOH và NaAlO2?
Hướng dẫn giải
Hiện tượng: Ban đầu có kết tủa keo trắng xuất hiện và tan ngay (hiện tượng này lặp lặp đi lặp lại một thời gian), sau một thời gian kết tủa keo trắng xuất hiện và lượng kết tủa tăng dần đến cực đại.
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl
NaOH + Al(OH)3 NaAlO2 + 2H2O
………………………….………………………
AlCl3 + 4NaOH NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O
AlCl3 + 3NaAlO2 + 6H2O 4Al(OH)3 + 3NaCl
BÀI TẬP GIẢI CHI TIẾT
Câu 1: Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học xảy ra khi tiến hành thí nghiệm cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3 thu được dung dịch X. sau đó sục từ từ đến dư khí CO2 vào dung dịch X.
Hướng dẫn giải
Hiện tượng: xuất hiện kết tủa keo trắng, sau đó tan trong NaOH dư.
3NaOH + AlCl3 ® Al(OH)3¯ + 3NaCl
NaOH + Al(OH)3 ® NaAlO2 + 2 H2O
Dung dịch X có chứa NaOH dư và NaAlO2.
Sục khí CO2 vào dung dịch X: lúc đầu không có hiện tượng, sau đó sẽ có kết tủa keo trắng.
CO2 + NaOH ® NaHCO3 + H2O
CO2 + 2H2O + NaAlO2 ® Al(OH)3¯ + NaHCO3
Câu 2: Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học xảy ra khi tiến hành thí nghiệm cho từ từ dung dịch Al(NO3)3 vào dung dịch NaOH dư?
Hướng dẫn giải
- PTHH: Al(NO3)3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaNO3
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
- Hiện tượng: Xuất hiện chất rắn dạng keo trắng, sau đó chất rắn tan dần tạo dung dịch trong suốt không màu.
Câu 3: Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học xảy ra khi tiến hành thí nghiệm cho mẩu Na vào dung dịch AlCl3.
Hướng dẫn giải
- PTHH: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2
3NaOH + AlCl3 Al(OH)3 + 3NaCl
NaOH + Al(OH)3 NaAlO2 + 2H2O
- Hiện tượng: Mẩu Na tan dần, sủi bọt khí không màu, có kết tủa dạng keo trắng sau đó kết tủa tan dần tạo dung dịch trong suốt không màu.
Câu 4: Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học xảy ra khi tiến hành thí nghiệm cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch NaAlO2 cho tới dư?
Hướng dẫn giải
HCl + NaAlO2 + H2O Al(OH)3 + NaCl
HCl + Al(OH)3 AlCl3 + 2H2O
Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa tan dần tạo dung dịch trong suốt.
Câu 5: Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học xảy ra khi tiến hành thí nghiệm cho từ từ khí CO2 vào dung dịch NaAlO2 cho tới dư?
Hướng dẫn giải
CO2 + NaAlO2 + H2O Al(OH)3 + NaHCO3
Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa keo trắng
Câu 6: Giải thích vì sao (viết phương trình hoá học minh họa nếu có) không nên dùng thau nhôm (Al) để chứa dung dịch nước vôi?
Hướng dẫn giải
Thau nhôm (Al) bị ăn mòn do
Al2O3 + Ca(OH)2 →Ca(AlO2)2 + H2O
2Al + Ca(OH)2 + 2H2O → Ca(AlO2)2 + 3H2
Câu 7: Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học xảy ra khi tiến hành thí nghiệm cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch gồm HCl và AlCl3.
Hướng dẫn giải
Hiện tượng: Ban đầu không có hiện tượng gì xảy ra (mặc dù có phản ứng), sau một thời gian thấy xuất hiện kết tủa keo trắng, kết tủa tăng dần đến cực đại, sau đó kết tủa keo trắng tan dần đến hết và thu được dung dịch không màu.
NaOH + HCl H2O + NaCl
3NaOH + AlCl3 Al(OH)3 + 3NaCl
Al(OH)3 + NaOH dư NaAlO2 + 2H2O
Câu 8: Cho 2 muối X và Y. Biết X tác dụng với dung dịch NaOH và tác dụng với dung dịch HCl đều có khí thoát ra. Khi sục khí CO2 vào dung dịch muối Y thấy xuất hiện kết tủa. Hãy chọn 2 muối X, Y phù hợp và viết các phương trình phản ứng xảy ra.
Hướng dẫn giải
X là (NH4)2CO3; Y là NaAlO2
(NH4)2CO3 + 2NaOH Na2CO3 + 2NH3 + 4H2O
(NH4)2CO3 + HCl 2NH4Cl + H2O + CO2
NaAlO2 + 2H2O + CO2 Al(OH)3 + NaHCO3
Câu 9: Viết các phương trình phản ứng có thể xảy ra khi cho Al và Cl2 lần lượt tác dụng với H2O, dung dịch NaOH, dung dịch H2SO4 loãng. Trong các phản ứng đó, phản ứng nào có ứng dụng thực tế?
Hướng dẫn giải
Phương trình phản ứng:
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2↑
Cl2 + H2O → HCl + HClO (Điều chế nước clo)
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑
Cl2 + H2SO4 : không phản ứng
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 (Điều chế H2)
Cl2 + 2NaOH NaCl + NaOCl + H2O (Điều chế nước Javel)
Câu 10: Hãy dùng các phản ứng hóa học để giải thích các hiện tượng xảy ra khi lần lượt cho từ từ dung dịch HCl, khí CO2, dung dịch AlCl3 lần lượt vào dung dịch NaAlO2 cho tới dư?
Hướng dẫn giải
- Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch NaAlO2 cho tới dư
HCl + NaAlO2 + H2O Al(OH)3 + NaCl
HCl + Al(OH)3 AlCl3 + 2H2O
Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa tan dần tạo dung dịch trong suốt.
- Cho từ từ khí CO2 vào dung dịch NaAlO2 cho tới dư
CO2 + NaAlO2 + H2O Al(OH)3 + NaHCO3
Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa keo trắng
- Cho từ từ dung dịch AlCl3 vào dung dịch NaAlO2 cho tới dư
AlCl3 + 6H2O + 3NaAlO2  4Al(OH)3 ↓ + 3NaCl
Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa keo trắng
DẠNG 3: DẠNG TOÁN ALUMINIUM (AL) VÀ KIM LOẠI KIỀM TÁC DỤNG VỚI NƯỚC (HOẶC DUNG DỊCH KIỀM)
- Phương pháp:
* Bài toán 1: Al tác dụng với dung dịch kiềm
* Bài toán 2: Al và Na (K) tác dụng với dung dịch kiềm
VÍ DỤ MINH HỌA
VD1: Hòa tan hoàn toàn 0,1 mol Al bằng dung dịch NaOH dư, thu được V lít H2 (đktc). Giá trị của V là
VD 2:
BÀI TẬP GIẢI CHI TIẾT
Câu 1: Để hòa tan hoàn toàn m gam Al cần dùng 100 ml dung dịch chứa NaOH 1M và Ba(OH)2 0,5M. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải

Câu 2: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Al và Al2O3 vừa đủ trong 200 ml dung dịch NaOH 2,5M thu được 10,08 lít khí H2 (đktc). Giá trị m là
Hướng dẫn giải

Câu 3: Cho 18,6 gam hỗn hợp A gồm K và Al tác dụng hết với dung dịch NaOH thì thu được 15,68 lít khí H2 (đktc). Nếu cho 18,6 gam A tác dụng hết với dung dịch HCl thì số gam muối thu được là
Hướng dẫn giải

Câu 4: Cho m gam hỗn hợp A gồm K và Al tác dụng với nước dư, thu được 4,48 lít khí H2 (đktc). Nếu cho m gam A tác dụng với dung dịch NaOH dư thì thu được 7,84 lít khí H2 (đktc). Phần trăm khối lượng của K trong A là
Hướng dẫn giải

Câu 5: Cho m gam hỗn hợp gồm Al và Na vào nước dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 2,24 lít khí H2 (đktc) và 2,35 gam chất rắn không tan. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải
Câu 6: ) Cho hỗn hợp gồm Na và Al có tỉ lệ số mol tương ứng là 1: 2 vào nước (dư). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8,96 lít khí H2 (ở đktc) và m gam chất rắn không tan. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải
Câu 7: Hỗn hợp X gồm Ba và Al. Cho m gam X vào nước dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8,96 lít khí H2 (đktc). Mặt khác, hòa tan hoàn toàn m gam X bằng dung dịch NaOH, thu được 15,68 lít khí H2 (đktc). Giá trị của m là
Hướng dẫn giải

Câu 8: Chia 23,2 gam hỗn hợp X gồm Na, K và Al thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 8,96 lít khí H2 (đktc). Phần 2 cho tác dụng với dung dịch HCl dư rồi cô cạn dung dịch thì thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải

Câu 9: Hỗn hợp X gồm Ba, Na và Al, trong đó số mol của Al bằng 6 lần số mol của Ba. Cho m gam X vào nước dư đến phản ứng hoàn toàn, thu được 1,792 lít khí H2 (đktc) và 0,54 gam chất rắn. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải
Câu 10: Hỗn hợp A gồm Al và Al2O3 có tỉ lệ khối lượng tương ứng là 0,18 :1,02, Cho A tan trong dung dịch NaOH vừa đủ thu được dung dịch B và 0,672 lít H2 (đktc). Cho B tác dụng với 200ml dung dịch HCl được kết tủa D. Nung D ở nhiệt độ cao đến lượng không đổi thu được 3,57g chất rắn. Tính CM của dung dịch HCl đã dùng?
Hướng dẫn giải
2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2
Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O
= 0,03 ⇒  = 0,02 ⇒  = 0,54g
⇒  = = 3,06 gam ⇒ = 0,03 mol
Bảo toàn nguyên tố Al ⇒ = 0,08 mol
 thu được = = 0,035 ⇒ = 0,07 mol
Trường hợp 1:
NaAlO2 + HCl + H2O →  Al(OH)3 + NaCl
⇒ = 0,07  
Trường hợp 2:
NaAlO2 + HCl + H2O →  Al(OH)3 + NaCl
0,08 ←      0,08 ←                  0,08
Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + H2O
(0,08 – 0,07) → 0,03
⇒  = 0,08 + 0,03 = 0,11 ⇒ 
DẠNG 4: DẠNG TOÁN PHẢN ỨNG NHIỆT ALUMINIUM (AL)
- Phương pháp:
* Phản ứng thường gặp
* Bài toán thường gặp
* Công thức thường gặp
VÍ DỤ MINH HỌA
VD1: Hỗn hợp X gồm Fe3O4 và Al có tỉ lệ mol tương ứng 1: 3. Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm X (không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp gồm những chất nào ?
Hướng dẫn giải

VD 2: Nung hỗn hợp gồm 0,12 mol Al và 0,04 mol Fe3O4 một thời gian, thu được hỗn hợp rắn X. Hoà tan hoàn toàn X trong dung dịch HCl dư, thu được 0,15 mol khí H2 và m gam muối. Giá trị của m là ?
Hướng dẫn giải
BÀI TẬP GIẢI CHI TIẾT
Câu 1: Trộn 5,4g Al với 8,0g CuO rồi nung nóng để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm. Sau phản ứng ta thu được m (g) hỗn hợp chất rắn. Giá trị của m là?
Hướng dẫn giải
BTKL: m = 5,4 + 8 = 13,4 gam.
Câu 2: Trộn 2,7g Al với 2,4g Fe2O3 rồi nung nóng để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm. Sau phản ứng ta thu được m (g) hỗn hợp chất rắn. Giá trị của m là?
Hướng dẫn giải
Áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng:
Câu 3: Cho 0,6 mol FexOy phản ứng nhiệt nhôm tạo ra 81,6 gam Al2O3. Công thức FexOy đó ?
Hướng dẫn giải
Al lấy oxi trong oxit sắt nên số mol nguyên tử O trong 2 oxit là bằng nhau => 0,6y = (81,6 :102 ) x 3 => y = 4 Vậy FexOy là Fe3O4
Câu 4: Hỗn hợp X gồm FeO và Al có tỉ lệ mol tương ứng 2:3. Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm X (không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp gồm những chất nào?
Hướng dẫn giải
nFeO : nAl = 2 : 3 → Al dư → Sau phản ứng thu được hỗn hợp gồm Fe; Al2O3; Al
Câu 5: Nung nóng hỗn hợp gồm Al và Fe3O4 (tỉ lệ số mol tương ứng là 3 : 1) đến phản ứng hoàn toàn, thu được hỗn hợp T. Các chất có trong T là ?
Hướng dẫn giải
Phản ứng nhiệt nhôm Al + Fe3O4 đã được cân bằng:
Phương trình:
Giả thiết cho:
Lượng pứ:
⇒ sau phản ứng thu được hai sản phẩm là Fe và Al2O3;
đồng thời như phân tích trên, lượng Al dùng còn dư nên các chất có trong T là: Al, Fe, Al2O3
Câu 6: Đun nóng 37,4 gam hỗn hợp gồm Al và Fe2O3 (tỉ lệ mol tương ứng 1 : 1) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được bao nhiêu gam Fe?
Hướng dẫn giải
Từ tỷ lệ mol + mHỗn hợp ⇒ nAl = nFe2O3 = 0,2 mol.
Ta có phản ứng: 2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe.
+ Dễ thấy pt tính theo Al ⇒ nFe = 0,1×2 = 0,2 mol.
⇒ mFe = 11,2 gam
Câu 7: Hỗn hợp X gồm Al và Fe2O3, trong đó Al chiếm 36% khối lượng. Nung nóng 10 gam X (không có không khí) tới phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn Y. Phần trăm khối lượng các kim loại trong Y là
Hướng dẫn giải

Bảo toàn khối lượng:
Câu 8: Nung hỗn hợp gồm 10,8 gam Al và 16,0 gam Fe2O3 (trong điều kiện không có không khí), sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn Y. Khối lượng kim loại trong Y là:
Hướng dẫn giải
Như vậy, Fe2O3 hết, Al dư 0,4-0,1.2=0,2 mol
Tóm lại, trong Y có 0,1 mol Al, 0,2 mol Fe và 0,1 mol Al2O3
Khối lượng kim loại:
Câu 9: Ở điều kiện nhiệt độ cao và trong khí quyển trơ, tiến hành phản ứng khử hoàn toàn 6,96 gam bột Fe3O4 bằng m gam bột Al (dùng dư 25% so với cần thiết), thu được chất rắn T. Tổng khối lượng các kim loại trong T là ?
Hướng dẫn giải
Sau phản ứng: 0,02 (dùng dư 25%) 0,09
⇒ chất rắn T gồm 0,02 mol Al (dùng dư) và 0,09 mol Fe (được tạo thành)
⇒ mT = 0,02 × 27 + 0,09 × 56 = 5,58 gam.
Câu 10: Cho 44,56 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 tác dụng vừa đủ với Al ở nhiệt độ cao (phản ứng nhiệt nhôm) thì thu được 57,52 gam chất rắn. Nếu cũng cho lượng X như trên tác dụng hoàn toàn với CO dư (nung nóng) thì thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là?
Hướng dẫn giải

onthicaptoc.com Chuyen de 3 Aluminium