Bài tập nhôm và hợp chất của nhôm tác dụng với dung dịch kiềm

Ta có: n_AlCl3 = 0,3.1 = 0,3 (mol); n↓ = \(\dfrac{{7,8}}{{78}} = 0,1(mol)\)

TH1: AlCl₃ dư, NaOH hết, chỉ xảy ra phản ứng sau:

PTHH: AlCl₃ + 3 NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl (1)

Tỉ lệ:       1               3                  1             3

P/ư:                         0,3     ←     0,1

⟹ n_NaOH = 0,3 (mol) ⟹ C_M = x = \(\dfrac{n}{V} = \dfrac{{0,3}}{{0,5}} = 0,6\) (M)

TH2: NaOH hòa tan 1 phần kết tủa.

PTHH: AlCl₃ + 3 NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl(1)

Tỉ lệ         1            3                    1             3

Có:         0,3                      

P/ư:         0,3 →      0,9    →    0,3

⟹ Sau phản ứng n_Al(OH)3 = 0,3 (mol)

Số mol kết tủa thu được là 0,1 mol ⟹ Số mol kết tủa bị hòa tan là: 0,3 – 0,1 = 0,2 (mol)

NaOH dư: Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O (2)

Tỉ lệ:              1                1                1            2

P/ư:               0,2     →    0,2

⟹ n_{NaOH p.ư} = 0,9 + 0,2 = 1,1 (mol)

⟹ C_M = x = \(\dfrac{n}{V} = \dfrac{{1,1}}{{0,5}} = 2,2\) (M)

Ta có: n_AlCl3 = 0,1.0,15 = 0,015 (mol); n_NaOH = 0,1.0,5 = 0,05 (mol)

PTHH: AlCl₃ + 3 NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl

Tỉ lệ        1             3                   1               3

Có:       0,015        0,05   

P/ư:      0,015 →   0,045   → 0,015

⟹ Sau phản ứng NaOH dư : 0,05 – 0,045 = 0,005 (mol)

NaOH dư: Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ +  2H₂O

Tỉ lệ:                1               1               1            2

Có:               0,015        0,005

P/ư:              0,005  ←  0,005

⟹ Sau p/ư Al(OH)₃ dư : 0,015 – 0,005 = 0,01 (mol)

⟹ m _↓= 0,01.78 = 0,78 (g)

TN1:  Ba(OH)₂ + ZnSO₄  BaSO₄↓ + Zn(OH)₂↓  (1)

          V₁x              V₂y

Ta có: V₁x=V₂y (*)(vì phản ứng vừa đủ)

Theo (1):  \({n_{Zn{{(OH)}_2}}} = {n_{ZnS{O_4}}} = {V_2}y\)(mol)

TN2:   xảy ra pư (1) và pư:

          Ba(OH)₂  +  Zn(OH)₂↓  → BaZnO₂ +H₂O   (2)

           V₂y     ←  V₂y

Ta có:

\(\sum {{n_{Ba{{(OH)}_2}}}}  = \mathop n\nolimits_{Ba{{(OH)}_{2(1)}}}  + \mathop n\nolimits_{Ba{{(OH)}_{2(2)}}} \)

\( \Rightarrow {V_2}x = {V_2}y + {V_2}y\)

\( \Rightarrow x = 2y \Rightarrow {x \over y} = {2 \over 1}\)

\(\left( * \right){\rm{ }} =  > 2{\rm{ }}{V_1} = {V_2} =  > {{{V_1}} \over {{V_2}}} = {1 \over 2}\)

3NaOH + AlCl₃ → 3NaCl + Al(OH)₃ (1)

NaOH + Al(OH)₃  → NaAlO₂ + 2H₂O (2)

Theo đề bài ta có: n_NaOH = 0,4 mol; n_AlCl3 = 0,2a (mol); n_Al(OH)3 = 7,8 : 78 = 0,1 mol

Vì n_NaOH > 3n_Al(OH)3 nên sau phản ứng (1)  dư NaOH => xảy ra cả phản ứng (2)

        3NaOH + AlCl₃ → 3NaCl + Al(OH)₃ (1)

Bđ:   0,4           0,2a

Pư:   0,6a ←     0,2a  →                  0,2a

Sau: 0,4-0,6a    0                             0,2a

        NaOH    +   Al(OH)₃  → NaAlO₂ + 2H₂O (2)

Bđ:  0,4-0,6a       0,2a

Pư:   0,4-0,6a → 0,4-0,6a

Sau:  0                 0,8a-0,4

Sau phản ứng ta thu được 0,1 mol kết tủa => 0,8a - 0,4 = 0,1 => a = 0,625

n_Ba =0,1 mol

n_Al = 0,2 mol

Ta có

             Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂

        0,1 mol           →0,1 mol       0,1 mol

                  Ba(OH)₂ +  2Al +2H₂O → Ba(AlO₂)₂ + 3H₂

Ban đầu      0,1 mol     0,2 mol

Sau pư         0               0                                         0,3 mol

→n_H2= 0,4 mol → V =8,96 lít

Ta có: n_NaOH = 0,4.2 = 0,8 mol; n_Al2(SO4)3 = 0,1 mol

PTHH: 6NaOH + Al₂(SO₄)₃ → 3Na₂SO₄ + 2Al(OH)₃ ↓

                   0,6  ←  0,1               →                    0,2

                Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ +  2H₂O

                      0,2             0,2

⟹ n ↓ = 0 ⟹ m = 0.

Ta có: n_NaOH = 0,15.2 = 0,3 mol; n _Al2(SO4)3 = 0,1.0,4 = 0,04 mol.

PTHH: 6NaOH + Al₂(SO₄)₃ → 3Na₂SO₄ + 2Al(OH)₃ ↓

n_bđ            0,3         0,04

n_pư            0,24   ←   0,04                         →     0,08      mol

n_sau                 0,06                                                   0,08      mol

              NaOH + Al(OH)₃ → NaAlO₂ + 2H₂O

                 0,06  →  0,06     mol

⟹ n _↓  = 0,08 – 0,06 = 0,02 mol

⟹ m↓ = 0,02.78 = 1,56 gam.

n_Al = 0,1 mol

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑

0,1 mol                     →                        0,15 mol

$ = > {V_{{H_2}}} = 0,15.22,4 = 3,36$ lít

${n_{Ba}} = \frac{{13,7}}{{137}} = 0,1\,\,mol;\,\,{n_{Al}} = \frac{{5,4}}{{27}} = 0,2\,\,mol$

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂↑

0,1 mol    →    0,1 mol → 0,1 mol

2Al + Ba(OH)₂ + 2H₂O → Ba(AlO₂)₂ + 3H₂↑

0,2 ← 0,1 mol                     →                0,3 mol

$ = > \sum {{n_{{H_2}}} = 0,1 + 0,3 = 0,4\,\,mol\,\, = > {V_{{H_2}}} = 0,4.22,4 = 8,96} $

AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃↓ + 3NaCl

   a    →   3a    →       a

Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O

  a     →        a

Nếu n_NaOH = 4a thì kết tủa sẽ tan hết => để có kết tủa thì: n_NaOH < 4a => b < 4a

=> a : b > 1 : 4

n_Al = 0,2 mol

Gọi số mol Al phản ứng là x mol

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑

 x   →    x                      →                     1,5x

Khối lượng dung dịch tăng 3,6 gam => ∆m_tăng = m_Al – m_H2 = 3,6 gam

=> 27x – 1,5x.2 = 3,6 => x = 0,15 mol

Theo PT: n_NaOH = n_{Al phản ứng} = 0,15 mol

$ = > {C_{M\,\,NaOH}} = \frac{{0,15}}{{0,2}} = 0,75M$

${n_{NaOH}} = 0,1\,\,mol;\,\,{n_{Ba{{(OH)}_2}}} = 0,05\,\,mol$

PTHH:

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑

0,1  ←  0,1 mol

2Al + Ba(OH)₂ + 2H₂O → Ba(AlO₂)₂ + 3H₂↑

0,1 ← 0,05 mol

=> ∑n_{Al phản ứng} = 0,1 + 0,1 = 0,2 mol => m_Al = 0,2.27 = 5,4 gam

Hòa tan trong NaOH => chỉ có Al phản ứng

${n_{{H_2}}} = \frac{{13,44}}{{22,4}} = 0,6\,\,mol$

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

0,4 mol                     ←                        0,6 mol

Hòa tan trong HCl cả 2 kim loại đều tạo khí

${n_{{H_2}}} = \frac{{17,92}}{{22,4}} = 0,8\,\,mol$

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

0,4 mol             →           0,6 mol

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

0,2 mol            ←          0,2 mol

=> a = m_Al + m_Mg = 0,4.27 + 24.0,2 = 15,6 gam

${n_{{H_2}}} = \frac{{8,96}}{{22,4}} = 0,4\,\,mol$

Gọi số mol Na là a mol => số mol của Al là 2a mol

m gam chất rắn không tan là Al => Al dư sau phản ứng với NaOH

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

 a           →           a    →    0,5a

2Al  +  2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑

 a      ←    a                           →              1,5a

$ = > \sum {{n_{{H_2}}}} = 0,5{\text{a}} + 1,5{\text{a}} = 0,4\,\, = > a = 0,2$

=> n_{Al dư} = 2a – a = a = 0,2 => m = 5,4 gam

Phần chất rắn chưa tan là Al còn dư

Gọi n_K = x mol

Cho hỗn hợp X vào nước, K phản ứng hết tạo KOH và Al phản ứng với KOH và còn dư => tính số mol theo KOH

2K + 2H₂O → 2KOH + H₂

 x           →         x   →   0,5x

2Al + 2KOH + 2H₂O → 2KAlO₂ + 3H₂

 x   ←   x                   →                   1,5x

$ = > \sum {{n_{{H_2}}} = 0,5{\text{x}} + 1,5{\text{x}} = 0,2\,\, = > x = 0,1\,\,mol} $

Ta có: m_{hh X} = m_K + m_{Al phản ứng} + m_{Al dư}

=> m_{Al dư} = 12 – 0,1.39 – 0,1.27 = 5,4 gam

=> n_{Al trong hh X} = 0,1 + 0,2 = 0,3 mol

Cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch KOH dư => K phản ứng hết với H₂O và Al phản ứng hết với KOH

2K + 2H₂O → 2KOH + H₂

0,1 mol           →       0,05 mol

2Al + 2KOH + 2H₂O → 2KAlO₂ + 3H₂

0,3 mol                    →                      0,45 mol

$ = > \sum {{n_{{H_2}}} = 0,05 + 0,45 = 0,5\,mol\,\, = > \,\,V = 11,2} $ lít

Gọi số mol của Na và Al trong hỗn hợp X lần lượt là x và y mol

Vì tỉ lệ thể tích cũng là tỉ lệ số mol => coi như thí nghiệm 1 thu được a mol khí và thí nghiệm 2 thu được 1,75a mol

Cho hỗn hợp X vào nước, Na phản ứng hết tạo NaOH và Al phản ứng với NaOH và còn dư => tính số mol theo NaOH

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

 x            →          x   →   0,5x

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

 x     ←   x                     →                   1,5x

$ = > \sum {{n_{{H_2}}}} = 0,5{\text{x}} + 1,5{\text{x}} = a\, = > x = 0,5{\text{a}}$ (1)

Cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch NaOH dư => Na phản ứng hết với H₂O và Al phản ứng hết với NaOH

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

 x mol               →              0,5x mol

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

 y mol                       →                       1,5y mol

$ = > \sum {{n_{{H_2}}}} = 0,5x + 1,5y = 1,75{\text{a}}$ (2)

Thay (1) vào (2) =>  $y = \frac{{1,75{\text{a}} - 0,5.0,5{\text{a}}}}{{1,5}} = a$

$ = > \% {m_{Na}} = \frac{{0,5{\text{a}}.23}}{{0,5{\text{a}}.23 + 27a}}.100\% = 29,87\% $

Ta có: n_AlCl3 = 0,2.2 = 0,4 (mol); n_NaOH = 0,1.1 = 0,1 (mol)

PTHH: AlCl₃ + 3 NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl

Tỉ lệ        1              3                    1           3

Có:       0,4            0,1  

P/ư:        0,1/3   ← 0,1     →  0,1/3

Từ PTHH ⟹ AlCl₃ dư ⟹ n↓ = 0,1/3 (mol)

⟹ m _↓= 0,1/3.78 = 2,6 (g).

Có: n ↓ = 39/78 = 0,5 mol.

Vì sau phản ứng thu được dung dịch chứa 2 muối trong đó có 1 muối clorua ⟹ Có phản ứng hóa tan kết tủa tạo thành muối NaAlO₂.

PTHH:

AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ + 3KCl

0,7     →   2,1  →   0,7

NaOH + Al(OH)₃ → NaAlO₂ + 2H₂O

    0,2  ←0,7 – 0,5 = 0,2

⟹ n_NaOH = 2,1 + 0,2 = 2,3 mol ⟹ V_NaOH = 2,3/1 = 2,3 lít.

n_KOH = 2V; n_AlCl3 = 0,15.1 = 0,15 mol; n _↓ = 3,9/78 = 0,05 mol.

Nhận thấy mol Al(OH)₃ < mol AlCl₃ ⟹ Xảy ra 2 TH sau:

TH1: AlCl₃ dư, KOH hết, chỉ xảy ra phản ứng sau:

AlCl₃ + 3KOH → Al(OH)₃ + 3KCl

                  0,15 ←  0,05

⟹ 2V = 0,15 ⟹ V = 0,075

TH2: KOH hòa tan 1 phần kết tủa.

AlCl₃ + 3KOH → Al(OH)₃ + 3KCl

 0,15  → 0,45   →    0,15

KOH + Al(OH)₃ → KAlO₂ + 2H₂O

   0,1   ← 0,15 – 0,05 = 0,1

⟹ 2V = 0,45 + 0,1 = 0,55 ⟹ V = 0,275.

Ta có: n_Na = 8,05/23 = 0,35 (mol)

Ta có: n_AlCl3 = 0,2.0,5 = 0,1 (mol) 

Khi cho Na vào dd:

PTHH: 2Na + 2H₂O →  2NaOH + H₂

           0,35               →       0,35

         AlCl₃ + 3 NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl

Tỉ lệ        1           3                        1           3

Có:       0,1        0,35         

P/ư:      0,1   →     0,3   →     0,1

⟹Sau phản ứng NaOH dư : 0,35 – 0,3 = 0,05 (mol)

NaOH dư:  Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O

Tỉ lệ:            1                   1               1             2

Có:             0,1               0,05

P/ư:          0,05       ←    0,05      

⟹ Sau p/ư   Al(OH)₃ dư : 0,1 – 0,05 = 0,05 (mol) 

Nhiệt phân kết tủa:

2Al(OH)₃   →  Al₂O₃ + 3H₂O

     0,05      →    0,025

⟹ Chất rắn A là : Al₂O₃

⟹ m = 0,025.102 = 2,55 (g)