Tính lưỡng tính của nhôm

Chuyên đề Hóa học 12 Tính lưỡng tính của nhôm. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh giải bài tập Hóa học lớp 12 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.

1. Phương pháp và ví dụ tính lưỡng tính của nhôm

Lý thuyết và Phương pháp giải

- Cho dung dịch OH^- tác dụng với dung dịch Al³⁺ hoặc cho H⁺ tác dụng với dung dịch AlO^-₂ (hoặc [Al(OH)₄]^-

a/ Cho từ từ a mol OH^- vào dung dịch chứa b mol Al³⁺. Tìm khối lượng kết tủa:

Al³⁺ + OH^- → Al(OH)₃↓

Nếu OH^- dư: Al(OH)₃ + OH^- → AlO^-₂ + 2H₂O

- Khi đó tùy theo tỉ lệ số mol OH^-: số mol Al³⁺ mà có kết tủa hoặc không có kết tủa hoặc vừa có kết tủa vừa có muối tan.

* Để giải nhanh có thể sử dụng công thức:

b/ Nếu cho từ từ H+ vào dung dịch chứa AlO^-₂ (hoặc [Al(OH)₄]^- thì có các phản ứng sau:

AlO^-₂ + H⁺ + H₂O → Al(OH)₃

Nếu H⁺ dư: Al(OH)₃ + H⁺ → Al³⁺ + 3H₂O

Khi đó tùy theo tỉ lệ số mol H³⁺ : số mol AlO^-₂ mà có kết tủa hoặc không có kết tủa hoặc vừa có kết tủa vừa có muối tan.

* Để giải nhanh có thể sử dụng công thức:

Ví dụ minh họa

Bài 1: Rót 100 ml dung dịch NaOH 3,5M vào 100 ml dung dịch AlCl₃ 1M thu được m gam kết tủa. Tính m?

Hướng dẫn:

Ta có: n_NaOH = 0,35 mol, n_AlCl3 = 0,1 mol

Vận dụng tỉ lệ T

n_OH^- = 0,35 mol, n_Al³⁺ = 0,1 mol

→ m↓ = 0,05 . 78 = 3,9 g

hoặc T = 3,5 nên

Bài 2: Cho 450 ml dung dịch KOH 2M tác dụng với 100 ml dung dịch Al₂(SO₄)₃ 1M được dung dịch X. Tính nồng độ mol/l các chất trong dung dịch X?

Hướng dẫn:

n_OH^- = 0,9 mol, n_Al³⁺ = 0,2 mol

→ Tạo [Al(OH)₄]^- và OH^- dư

Dung dịch X có

Bài 3: Cho m gam hỗn hợp bột Al và Fe tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy thoát ra 6,72 lít khí (đktc). Nếu cho m gam hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch HCl dư thì thấy thoát ra 8,96 lít khí (đktc). Tính khối lượng của Al và Fe trong hỗn hợp ban đầu.

Hướng dẫn:

Ta có: n_H2(1) = 6,72/22,4 = 0,3(mol)

Từ (1) ⇒ n_Al = 0,2(mol) ⇒ m_Al = 0,2*27 = 5,4 (gam)

Mà n_H2(2)(3) = 8,96/22,4 = 0,4(mol)

Từ (2) và (3) suy ra: m_Fe = 0,1*56 = 5,6(gam)

b) Bài toán ngược

Đặc điểm: Biết số mol của 1 trong 2 chất tham gia phản ứng và số mol kết tủa. Yêu cầu tính số mol của chất tham gia phản ứng còn lại.

* Kiểu 1: Biết số mol Al(OH)₃, số mol Al³⁺. Tính lượng OH^-.

Phương pháp:

- Nếu số mol Al(OH)₃ = số mol Al³⁺: cả 2 chất phản ứng vừa đủ với nhau tạo Al(OH)₃. Khi đó:

- Nếu n_Al(OH)3 < n_Al³⁺ thì có 2 trường hợp:

+) Chưa có hiện tượng hòa tan kết tủa hay Al³⁺ còn dư. Khi đó sản phẩm chỉ có Al(OH)₃

+) Có hiện tượng hòa tan kết tủa hay Al³⁺ hết. Khi đó sản phẩm có Al(OH)₃ và [Al(OH)₄]^-:

Ta có:

Ví dụ minh họa

Bài 1: 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/lít của dung dịch NaOH. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Hướng dẫn:

Số mol Al³⁺ = 0,12 mol.

Số mol Al(OH)₂ = 0,02 mol < số mol Al³⁺ nên có 2 trường hợp xảy ra.

+ TH1: Al³⁺ dư → Chỉ tạo Al(OH)₃ nên số mol OH^- = 3 . 0,02 = 0,06 mol.

→ C_M(NaOH) = 0,12M

+ TH2: Al³⁺ hết → tạo

→ Số mol OH^- = 3 . 0,02 + 4 . 0,1 = 0,46 mol

→ C_M(NaOH) = 0,92M

* Kiểu 2: Biết số mol OH^-, số mol kết tủa Al(OH)₃. Tính số mol Al³⁺.

Phương pháp: mol OH^- của bài cho với số mol OH^- trong kết tủa.

+ Nếu số mol OH^- của bài cho lớn hơn số mol OH^- trong kết tủa thì đã có hiện tượng hoà tan kết tủa.

Sản phẩm của bài có Al(OH)₃ và [Al(OH)₄]^-

(Áp dụng bảo toàn nhóm OH^-)

+ Nếu trong bài có nhiều lần thêm OH^- liên tiếp thì bỏ qua các giai đoạn trung gian, ta chỉ tính tổng số mol OH^- qua các lần thêm vào rồi so sánh với lượng OH^- trong kết tủa thu được ở lần cuối cùng của bài.

Ví dụ minh họa

Bài 2: Thêm 0,6 mol NaOH vào dd chứa x mol AlCl₃ thu được 0,2 mol Al(OH)₃. Thêm tiếp 0,9 mol NaOH thấy số mol của Al(OH)₃ là 0,5. Thêm tiếp 1,2 mol NaOH nữa thấy số mol Al(OH)₃ vẫn là 0,5 mol. Tính x?

Hướng dẫn:

n_Al(OH)3 = 0,5

Số mol OH^- trong kết tủa là 1,5 mol < 2,7 mol → có tạo [Al(OH)₄]^-

* Kiểu 3: Nếu cho cùng một lượng Al³⁺ tác dụng với lượng OH^- khác nhau mà lượng kết tủa không thay đổi hoặc thay đổi không tương ứng với sự thay đổi OH^-, chẳng hạn như:

TN1: a mol Al³⁺ tác dụng với b mol OH^- tạo x mol kết tủa.

TN2: a mol Al³⁺ tác dụng với 3b mol OH^- tạo x mol kết tủa hoặc 2x mol kết tủa.

Khi đó, ta kết luận:

TN1: Al³⁺ còn dư và OH^- hết. n_Al(OH)3 = n_OH^-/3 = x.

TN2: Cả Al³⁺ và OH^- đều hết và đã có hiện tượng hoà tan kết tủa.

Ví dụ minh họa

Bài 3: TN1: Cho a mol Al₂(SO₄)₃ tác dụng với 500ml dung dịch NaOH 1,2M được m gam kết tủa.

TN2: Cũng a mol Al₂(SO₄)₃ tác dụng với 750ml dung dịch NaOH 1,2M thu được m gam kết tủa. Tính a và m?

Hướng dẫn:

Vì lượng OH^- ở 2 thí nghiệm khác nhau mà lượng kết tủa không thay đổi nên:

TN1: Al³⁺ dư, OH^- hết.

Số mol OH^- = 0,6 mol → n_Al(OH)3 = n_OH^-/3 = 0,2 mol → m = 15,6 g

TN2: Al³⁺ và OH^- đều hết và có hiện tượng hoà tan kết tủa.

Số mol OH^- = 0,9 mol → Tạo

Số mol Al₂(SO₄)₃ = 0,1375 mol = a.

2. Bài tập trắc nghiệm tính lưỡng tính của nhôm

Bài 1: Cho V lít dung dịch NaOH 0,4M tác dụng với 58,14g Al₂(SO₄)₃ thu được 23,4g kết tủa. Tìm giá trị lớn nhất của V?

A. 2,65l

B. 2,24l

C. 1,12l

D. 3,2 l

Bài 2: Cho 150 cm³ dung dịch NaOH 7M tác dụng với 100cm³ dung dịch Al₂(SO₄)₃ 1M. Hãy xác định nồng độ mol của NaOH trong dung dịch sau phản ứng.

A. 0,8M

B. 1,2M

C. 1M

D. 0,75M

Đáp án: C

Ta có: n_NaOH = 7.0,15 = 1,05 mol; n_Al2(SO4)3 = 1.0,1 = 0,1 mol

Vì NaOH dư nên:

Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]

Sau phản ứng có 0,2 mol Na[Al(OH)₄] và 0,25 mol NaOH dư.

Nồng độ mol của Na[Al(OH)₄] = 0,2/(0,15 + 0,1) = 0,8M

Bài 3: Cho từ từ 0,7 mol NaOH vào dung dịch chứa 0,1 mol Al₂(SO₄)₃. Số mol kết tủa thu được là:

A. 0,2

B. 0,15

C. 0,1

D. 0,05

Đáp án: C

Ta có: n_OH^- = n_NaOH = 0,7 mol

n_Al³⁺ = 2.0,1 = 0,2 mol

→ n_{OH^- dư} = 0,7 - 0,6 = 0,1 mol

→ n_{Al(OH)3 còn} = 0,2 - 0,1 = 0,1 mol

Bài 4: Cho 100ml dung dịch AlCl₃ 1M tác dụng với 200ml dung dịch NaOH. Kết tủa tạo thành được làm khô và nung đến khối lượng không đổi cân nặng 2,55g. Tính nồng độ dung dịch NaOH ban đầu.

A. 0,75 M

B. 1,75M

C. 1M

D. 1,25M

Bài 5: Cho V lít dung dịch Ba(OH)₂ 0,5M vào 200 ml dung dịch Al(NO₃)₃ 0,75M thu được 7,8 g kết tủa. Vậy V có giá trị là:

A. 0,3 và 0,6

B. 0,3 và 0,7

C. 0,4 và 0,8

D. 0,3 và 0,5

Đáp án: D

n_Ba(OH)2 = 0,5V → n_OH^- = 1V (mol)

n_Al³⁺ = n_Al(NO3)3 = 0,75.0,2 = 0,15 (mol)

n_Al(OH)3 = 7,8/78 = 0,1 mol

Trường hợp 1: lượng OH^- chỉ đủ tạo 0,1 mol kết tủa:

n_OH^- = 3.n_Al(OH)3 = 0,3 mol

V = 0,3 (l)

Trường hợp 2: lượng OH^- dư, hòa tan một phần kết tủa

* Cách khác áp dụng nhanh công thức cho 2 trường hợp:

Bài 6: Hòa tan hết 0,81 gam bột nhôm vào 550ml dung dịch HCl 0,2M thu được dung dịch A. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,5M cần thêm vào dung dịch A để thu được lượng kết tủa lớn nhất.

A. 0,22l

B. 0.2l

C. 0,15l

D. 0,12l

Đáp án: A

Số mol Al = 0,81/27 = 0,03 (mol); số mol HCl = 0,55.0,2 = 0,11 (mol)

Dung dịch A thu được gồm AlCl₃ = 0,03 mol; HCl = 0,11 - 0,09 = 0,02 mol.

Để có lượng kết tủa lớn nhất:

Thể tích dung dịch NaOH cần dùng = (0,02+0,09)/0,5 = 0,22 (lít)

Bài 7: Cho 200ml 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:

A. 1,2

B. 1,8

C. 2,4

D. 2

Bài 8: Cho hỗn hợp gồm Na và Al có tỉ lệ 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 (đktc) và m gam chất rắn không tan. Giá trị của m là:

A. 10,8

B. 5,4

C. 7,8

D. 43,2

Mời các bạn tham khảo thêm các bài viết dưới đây của chúng tôi:

• Lý thuyết: Một số hợp chất quan trọng của nhôm
• Lý thuyết: Luyện tập tính chất của nhôm và hợp chất của nhôm
• Tính chất chung của kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm
• Chuỗi phản ứng hóa học của kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm
• Nhận biết, điều chế kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm
• Bài toán xác định tên kim loại
• CO₂, SO₂ tác dụng với dung dịch kiềm

Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn Tính lưỡng tính của nhôm. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Toán lớp 12, Giải bài tập Hóa học lớp 12, Giải bài tập Vật Lí 12, Tài liệu học tập lớp 12 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.