Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
Ch¬ng XII: Nh«m vµ hîp chÊt
PhÇn A. tãm t¾t lý thuyÕt
I. nh«m
Nh«m lµ kim lo¹i ho¹t ®éng kh¸ m¹nh, t¸c dông ®îc víi nhiÒu ®¬n chÊt vµ hîp chÊt.
1. T¸c dông víi phi kim
Khi ®èt nãng, nh«m t¸c dông víi nhiÒu phi kim nh oxi, lu huúnh, halogen.
0
t
4Al + 3O2
2Al2O3
0
t
2Al + 3S
Al2S3
0
t
2Al + 3Cl2
2AlCl3
2. T¸c dông víi axit
a. Dung dÞch axit HCl vµ H2SO4 lo·ng gi¶i phãng hidro:
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3 H2
2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2
b. Dung dÞch H2SO4 ®Æc, nãng:
0
t
2Al + 6H2SO4 (®Æc)
Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Chó ý: Al kh«ng tan trong dung dÞch H2SO4 ®Æc nguéi!
c. Dung dÞch HNO3:
Nh«m t¸c dông víi dung dÞch HNO3 t¹o thµnh Al(NO3)3, níc vµ c¸c s¶n phÈm øng víi sè oxi ho¸
thÊp h¬n cña nit¬: NH4NO3 ; N2 ; N2O ; NO ; NO2.
S¶n phÈm t¹o thµnh cã thÓ lµ mét hçn hîp khÝ, khi ®ã øng víi mçi khÝ, viÕt mét ph¬ng tr×nh ph¶n
øng. VÝ dô s¶n phÈm gåm khÝ N2O vµ N2:
10Al + 36HNO3 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O
8Al + 30HNO3 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
Chó ý: Al kh«ng tan trong dung dÞch HNO3 ®Æc nguéi!
3. T¸c dông víi níc
2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2
Ph¶n øng nµy chØ x¶y ra trªn bÒ mÆt cña thanh Al do Al(OH)3 t¹o thµnh kh«ng tan ®· ng¨n c¶n
ph¶n øng. Thùc tÕ coi Al kh«ng t¸c dông víi níc!
4. T¸c dông víi dung dÞch kiÒm
2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2
2Al + Ba(OH)2 + 2H2O Ba(AlO2)2 + 3H2
B¶n chÊt cña qu¸ tr×nh Al tan trong dung dÞch baz¬ kiÒm lµ:
2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
5. T¸c dông víi dung dÞch muèi
2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu
Al + 3AgNO3 Al(NO3)3 + 3Ag
6. T¸c dông víi oxit kim lo¹i (ph¶n øng nhiÖt nh«m):
a. Kh¸i niÖm
1
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
NhiÖt nh«m lµ ph¬ng ph¸p ®iÒu chÕ kim lo¹i b»ng c¸ch dïng Al kim ®Ó khö oxit kim lo¹i thµnh
kim lo¹i ë nhiÖt ®é cao trong ®iÒu kiÖn kh«ng cã kh«ng khÝ.
0
t
2Al + Fe2O3
Al2O3 + 2Fe
(*)
b. Ph¹m vi ¸p dông
Ph¶n øng nhiÖt nh«m chØ sö dông khi khö c¸c oxit cña kim lo¹i trung b×nh vµ yÕu nh: oxit s¾t,
(FeO, Fe2O3, Fe3O4) oxit ®ång, oxit ch×...
Kh«ng sö dông ph¬ng ph¸p nµy ®Ó khö c¸c oxit kim lo¹i m¹nh nh: ZnO, MgO...
c. Liªn hÖ gi÷a khèi lîng chÊt r¾n tríc ph¶n øng vµ khèi lîng chÊt r¾n sau ph¶n øng:
Trong qu¸ tr×nh nhiÖt nh«m, c¸c chÊt tríc ph¶n øng vµ sau ph¶n øng ®Òu lµ c¸c chÊt r¾n (c¸c kim
lo¹i vµ oxit kim lo¹i). Nh vËy:
Khèi lîng chÊt r¾n tríc ph¶n øng = Khèi lîng chÊt r¾n sau ph¶n øng
d. HiÖu suÊt ph¶n øng nhiÖt nh«m
Gi¶ sö tiÕn hµnh ph¶n øng nhiÖt nh«m hçn hîp bét gåm Al = x mol vµ Fe2O3 = y mol theo ph¬ng
tr×nh (*).
Trêng hîp 1: Ph¶n øng diÔn ra hoµn toµn ( H = 100%), khi ®ã cã 2 kh¶ n¨ng:
- NÕu Al d: chÊt r¾n A sau ph¶n øng gåm Al = x-2y, Al2O3 = y vµ Fe = 2y. Khi cho A t¸c dông víi
dung dÞch kiÒm sÏ cã khÝ hidro bay ra.
- NÕu Al hÕt: chÊt r¾n A sau ph¶n øng gåm Fe2O3 = y- 0,5x, Al2O3 = 0,5x vµ Fe= 2x. Khi cho A t¸c
dông víi dung dÞch kiÒm kh«ng cã khÝ hidro bay ra.
Trêng hîp 2: Ph¶n øng diÔn ra kh«ng hoµn toµn (H < 100%), khi ®ã ®Æt sè mol ph¶n øng theo mét
biÕn míi. ChÊt r¾n sau ph¶n øng gåm 4 chÊt: Al, Fe2O3, Al2O3 vµ Fe.
e. Bµi to¸n chia chÊt r¾n sau ph¶n øng nhiÖt nh«m thµnh hai phÇn kh¸c nhau.
XÐt qu¸ tr×nh nhiÖt nh«m diÔn ra theo ph¶n øng (*). Gi¶ sö ph¶n øng diÔn ra hoµn toµn, Al d, chÊt
r¾n sau ph¶n øng ®îc chia thµnh 2 phÇn cã khèi lîng kh¸c nhau.
- Gäi sè mol c¸c chÊt trong phÇn 1 lµ Al = a, Al2O3 = b vµ Fe = 2b.
- Gäi sè mol c¸c chÊt trong phÇn 2 lµ Al = ka, Al2O3 = kb vµ Fe = 2kb.
Chó ý:
- Kh«ng gäi sè mol cho c¸c chÊt tríc khi tham gia ph¶n øng nhiÖt nh«m.
- TØ lÖ sè mol cña c¸c chÊt s¶n phÈm = tØ lÖ c¸c hÖ sè trong ph¬ng tr×nh ph¶n øng.
II. nh«m oxit
1. TÝnh chÊt vËt lý: Lµ chÊt r¾n mµu tr¾ng, kh«ng tan trong níc.
2. TÝnh chÊt ho¸ häc: (TÝnh chÊt lìng tÝnh)
T¸c dông víi dung dÞch axit:
Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O
T¸c dông víi dung dÞch baz¬ muèi aluminat:
Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O
Al2O3 + Ba(OH)2 Ba(AlO2)2 + H2O
3. §iÒu chÕ:
- Cho Al t¸c dông víi oxi.
2
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
0
t
- NhiÖt ph©n Al(OH)3 : 2Al(OH)3
Al2O3 + 3H2O
III. nh«m hidroxit
1. TÝnh chÊt vËt lý: Lµ chÊt kÕt tña keo mµu tr¾ng, kh«ng tan trong níc.
2. TÝnh chÊt ho¸ häc: (TÝnh chÊt lìng tÝnh)
T¸c dông víi dung dÞch axit:
Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O
T¸c dông víi dung dÞch baz¬ muèi aluminat:
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
2Al(OH)3 + Ba(OH)2 Ba(AlO2)2 + 4H2O
Chó ý: Al(OH)3 kh«ng tan ®îc trong c¸c dung dÞch baz¬ yÕu nh NH3, Na2CO3...
3. §iÒu chÕ
a. Tõ dung dÞch muèi Al3+ nh AlCl3, Al(NO3)3, Al2(SO4)3:
- T¸c dông víi dung dÞch baz¬ yÕu (dung dÞch NH3, dung dÞch Na2CO3...):
AlCl3 + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3 + 3NH4Cl
Al(OH)3 t¹o thµnh kh«ng tan khi cho NH3 d.
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 6NaCl + 3CO2
- T¸c dông víi dung dÞch baz¬ m¹nh (dung dÞch NaOH, Ba(OH)2...):
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl
Al(OH)3 t¹o thµnh tan dÇn khi cho kiÒm d:
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
Tæng qu¸t:
AlCl3 + 4NaOH NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O
b. Tõ dung dÞch muèi aluminat (NaAlO2 , Ba(AlO2)2...):
- T¸c dông víi dung dÞch axit yÕu (khÝ CO2, dung dÞch NH4Cl, dung dÞch AlCl3... ):
NaAlO2 + CO 2 + 2H2O Al(OH)3 + NaHCO3
(Al(OH)3 t¹o thµnh kh«ng tan khi sôc khÝ CO2 d).
NaAlO2 + NH4Cl + H2O Al(OH)3 + NaCl + NH3
3NaAlO2 + AlCl3 + 3H2O 4Al(OH)3 + 3NaCl
- T¸c dông víi dung dÞch axit m¹nh (dung dÞch HCl...):
NaAlO2 + HCl + H2O Al(OH)3 + NaCl
Al(OH)3 t¹o thµnh tan dÇn khi cho axit d:
Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O
Tæng qu¸t:
NaAlO2 + 4HCl AlCl3 + NaCl + 2H2O
IV. muèi nh«m
HÇu hÕt c¸c muèi nh«m ®Òu tan trong níc vµ t¹o ra dung dÞch cã m«i trêng axit yÕu lµm chuyÓn
quú tÝm thµnh mµu hång:
[Al(H2O)]3+ + H2O
[Al(OH)]2+ + H3O+
Mét sè muèi nh«m Ýt tan lµ: AlF3 , AlPO4 ...
Muèi nh«m sunfat cã kh¶ n¨ng t¹o phÌn. C«ng thøc cña phÌn chua lµ K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O.
3
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
V. S¶n xuÊt nh«m
Nguyªn liÖu ®Ó s¶n xuÊt nh«m lµ quÆng boxit Al2O3.nH2O. QuÆng boxit thêng lÉn c¸c t¹p chÊt lµ
Fe2O3 vµ SiO2. Ngêi ta lµm s¹ch nguyªn liÖu theo tr×nh tù sau:
QuÆng boxit ®îc nghiÒn nhá råi ®îc nÊu trong dung dÞch xót ®Æc ë kho¶ng 180oC. Lo¹i bá ®îc
t¹p chÊt kh«ng tan lµ Fe2O3, ®îc dung dÞch hçn hîp hai muèi lµ natri aluminat vµ natri silicat:
Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O
SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O
Sôc CO2 vµo dung dÞch, Al(OH)3 t¸ch ra:
NaAlO2 + CO 2 + 2H2O Al(OH)3 + NaHCO3
Läc vµ nung kÕt tña Al(OH)3 ë nhiÖt ®é cao (> 900oC ta ®îc Al2O3 khan.
§iÖn ph©n nãng ch¶y Al2O3 víi criolit (3NaF.AlF3 hay Na3AlF6) trong b×nh ®iÖn ph©n víi hai ®iÖn
cùc b»ng than ch×, thu ®îc nh«m:
2Al2O3 dpnc
4Al + 3O2
C¸c ph¶n øng phô x¶y ra trªn ®iÖn cùc: khÝ oxi ë nhiÖt ®é cao ®· ®èt ch¸y d¬ng cùc lµ cacbon,
sinh ra hçn hîp khÝ lµ CO vµ CO2 theo c¸c ph¬ng tr×nh:
C + O2 CO2
2C + O2 2CO
Sù khö ion Al3+ trong Al2O3 lµ rÊt khã kh¨n, kh«ng thÓ khö ®îc b»ng nh÷ng chÊt khö th«ng thêng
nh C, CO, H2...
PhÇn B: Bµi tËp cã lêi gi¶i
§Ò bµi
446. Nªu hiÖn tîng vµ viÕt c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng trong c¸c trêng hîp sau:
a. Nhá dÇn dÇn dung dÞch KOH vµo dung dÞch Al2(SO4)3.
b. Nhá dÇn dÇn dung dÞch AlCl3 vµo dung dÞch NaOH.
c. Cho Na kim lo¹i vµo dung dÞch AlCl3.
447. Nh«m tan ®îc dÔ dµng trong dung dÞch kiÒm m¹nh (vÝ dô dung dÞch NaOH) gi¶i phãng hidro.
Cã thÓ nãi nh«m lµ kim lo¹i lìng tÝnh hay kh«ng? T¹i sao? KiÒm gi÷ vai trß g× trong ph¶n øng
nµy? ViÕt c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng x¶y ra.
448. (TrÝch ®Ò thi §H vµ C§ khèi B - 2004)
Cho hçn hîp A gåm Al2O3, MgO, Fe3O4, CuO. Cho khÝ CO d ®i qua A nung nãng ®îc chÊt r¾n
B. Hoµ tan B vµo dung dÞch NaOH d, ®îc dung dÞch C vµ chÊt r¾n D. Cho dung dÞch HCl d vµo
dung dÞch C. Hoµ tan chÊt r¾n D vµo dung dÞch HNO3 lo·ng (ph¶n øng t¹o khÝ NO). ViÕt c¸c
ph¬ng tr×nh ph¶n øng.
449. Cho hçn hîp A gåm 4,6 gam Na vµ 8,1 gam Al. TÝnh sè mol khÝ H2 thu ®îc khi:
1. Cho A vµo mét lîng H2O d.
2. Cho A vµo mét lîng dung dÞch NaOH d.
4
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
450. Hoµ tan hÕt m gam hçn hîp gåm Al vµ Na b»ng dung dÞch NaOH d, thu ®îc 8,96 lÝt khÝ H2
(®ktc) vµ dung dÞch A. Sôc khÝ CO2 vµo A tíi khi lîng kÕt tña kh«ng thay ®æi n÷a thu ®îc 15,6
gam kÕt tña.
ViÕt ph¬ng tr×nh ph¶n øng vµ tÝnh m.
451. Hçn hîp bét A gåm Ba vµ Al.
Cho m gam A vµo mét lîng níc d thu ®îc 0,25 mol khÝ H2.
Cho m gam A vµo dung dÞch NaOH d thu ®îc 0,4 mol khÝ H2.
ViÕt c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng x¶y ra vµ tÝnh m.
452. B×nh A chøa 300 mL dung dÞch AlCl3 1M.
Cho 500 mL dung dÞch NaOH vµo b×nh A thu ®îc 15,6 gam kÕt tña. TÝnh nång ®é mol/L cña dung
dÞch NaOH ®· dïng.
453. Hoµ tan hÕt 0,81 gam bét nh«m vµo 550 mL dung dÞch HCl 0,2M thu ®îc dung dÞch A. TÝnh
thÓ tÝch dung dÞch NaOH 0,5 M cÇn thªm vµo dung dÞch A ®Ó:
a. Thu ®îc lîng kÕt tña lín nhÊt.
b. Thu ®îc 0,78 gam kÕt tña.
454. Cho 3,87 gam hçn hîp A gåm Mg vµ Al vµo 250 mL dung dÞch X chøa axit HCl 1M vµ axit
H2SO4 0,5M ®îc dung dÞch B vµ 4,368 lÝt khÝ H2 ë ®ktc.
1. H·y chøng minh r»ng trong dung dÞch B vÉn cßn d axit.
2. TÝnh khèi lîng cña c¸c kim lo¹i trong hçn hîp A.
3. TÝnh thÓ tÝch dung dÞch C gåm NaOH 0,2M vµ Ba(OH)2 0,1M cÇn ®Ó trung hoµ hÕt lîng
axit d trong dung dÞch B.
455. Cho 5,2 gam hçn hîp A gåm Al, Fe, Cu t¸c dông víi 20 mL dung dÞch NaOH 6M, thu ®îc
2,688 lÝt khÝ ë ®ktc, sau ®ã thªm tiÕp 400 mL dung dÞch axit HCl 1M vµ ®un nãng ®Õn khi khÝ H2
ngõng tho¸t ra. Läc t¸ch hçn hîp chÊt r¾n B.
Cho B t¸c dông hÕt víi dung dÞch HNO3 lo·ng thu ®îc dung dÞch C vµ 0,672 lÝt khÝ NO (®o ë
®ktc).
Cho C t¸c dông víi dung dÞch NaOH d t¹o kÕt tña D. Nung D ë nhiÖt ®é cao ®Õn khèi lîng kh«ng
®æi thu ®îc chÊt r¾n E. BiÕt c¸c ph¶n øng ®Òu x¶y ra hoµn toµn.
1. TÝnh khèi lîng c¸c kim lo¹i trong A.
2. TÝnh khèi lîng chÊt r¾n E.
456. Cho m gam hçn hîp A gåm Al, Mg, Cu. Hoµ tan m gam A trong dung dÞch NaOH d, thu
®îc 3,36 lÝt khÝ H2 ë ®ktc vµ phÇn kh«ng tan B. Hoµ tan hÕt B trong dung dÞch H2SO4 ®Æc nãng thu
®îc 2,24 lÝt khÝ SO2 ë ®ktc vµ dung dÞch C. Cho C ph¶n øng víi dung dÞch NaOH d thu ®îc kÕt
tña D. Nung kÕt tña D tíi khèi lîng kh«ng ®æi, thu ®îc chÊt r¾n E. Cho E ph¶n øng víi mét lîng
khÝ H2 d ®un nãng thu ®îc 5,44 gam chÊt r¾n F. BiÕt c¸c ph¶n øng x¶y ra hoµn toµn.
TÝnh khèi lîng cña c¸c chÊt trong A vµ F.
457. Hoµ tan hoµn toµn 2,16 gam kim lo¹i M trong 500 mL dung dÞch HNO3 0,6M thu ®îc dung
dÞch A (kh«ng chøa muèi NH4NO3) vµ 604,8 mL hçn hîp khÝ N2 vµ N2O ë ®ktc. TØ khèi h¬i cña
hçn hîp khÝ nµy so víi H2 lµ 18,445.
5
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
MÆt kh¸c, hoµ tan hoµn toµn 7,038 gam Na kim lo¹i vµo 400 mL dung dÞch HCl x mol/L thu ®îc
khÝ H2 vµ dung dÞch E.
Trén dung dÞch A víi dung dÞch E thu ®îc 2,34 gam kÕt tña.
1. X¸c ®Þnh kim lo¹i M.
2. X¸c ®Þnh nång ®é mol/L cña dung dÞch HCl ®· dïng.
458. TiÕn hµnh ph¶n øng nhiÖt nh«m víi 84,15 gam hçn hîp bét Al vµ Fe2O3. Chia hçn hîp chÊt r¾n
thu ®îc sau ph¶n øng thµnh 2 phÇn.
PhÇn mét cã khèi lîng 28,05 gam cho t¸c dông víi dung dÞch HCl d thu ®îc 0,175 mol H2.
PhÇn hai cho t¸c dông víi dung dÞch NaOH d thu ®îc 0,15 mol H2.
1. TÝnh khèi lîng c¸c chÊt trong hçn hîp ®Çu.
2. TÝnh hiÖu suÊt ph¶n øng nhiÖt nh«m.
459. TiÕn hµnh ph¶n øng nhiÖt nh«m víi Fe2O3 trong ®iÒu kiÖn kh«ng cã kh«ng khÝ. Chia hçn hîp
sau ph¶n øng ®· trén ®Òu thµnh 2 phÇn.
PhÇn mét cã khèi lîng 67 gam cho t¸c dông víi lîng d dung dÞch NaOH thÊy cã 16,8 lÝt H2 bay
ra.
Hoµ tan phÇn 2 b»ng mét lîng d dung dÞch HCl thÊy cã 84 lÝt H2 bay ra.
C¸c ph¶n øng x¶y ra hoµn toµn, c¸c thÓ tÝch khÝ ®o ë ®ktc.
1. ViÕt ph¬ng tr×nh ph¶n øng x¶y ra.
2. TÝnh khèi lîng Fe thu ®îc trong qu¸ tr×nh nhiÖt nh«m.
460. Hoµ tan hoµn toµn mét lîng oxit FexOy b»ng dung dÞch H2SO4 ®Æc nãng thu ®îc 4,48 lÝt khÝ
SO2 ë ®ktc, phÇn dung dÞch chøa 240 gam mét lo¹i muèi s¾t duy nhÊt.
1. X¸c ®Þnh c«ng thøc cña oxit s¾t.
2. Trén 5,4 gam bét Al vµ 23,2 gam bét oxit s¾t ë trªn råi tiÕn hµnh ph¶n øng nhiÖt nh«m, gi¶ sö chØ
x¶y ra ph¶n øng khö trùc tiÕp FexOy thµnh Fe. Hoµ tan hÕt hçn hîp chÊt r¾n sau ph¶n øng b»ng
dung dÞch H2SO4 20% ( d = 1,4 g/mL) th× thu ®îc 5,376 lÝt khÝ H2 ë ®ktc.
a. TÝnh hiÖu suÊt cña ph¶n øng nhiÖt nh«m.
b. TÝnh thÓ tÝch tèi thiÓu dung dÞch H2SO4 20% ®· dïng.
461. Mét hçn hîp A gåm bét Al vµ Fe3O4. §un nãng hçn hîp cho ph¶n øng hoµn toµn trong m«i
trêng kh«ng cã kh«ng khÝ thu ®îc hçn hîp B. Cho B ph¶n øng víi dung dÞch NaOH d sinh ra
6,72 lÝt khÝ H2. Cßn khi cho B t¸c dông víi dung dÞch HCl d thu ®îc 26,88 lÝt khÝ H2.
1. ViÕt c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng x¶y ra.
2. TÝnh sè gam tõng chÊt trong hçn hîp A vµ B.
3. TÝnh thÓ tÝch dung dÞch HNO3 10% (d = 1,2 g/mL) ®Ó hoµ tan võa hÕt hçn hîp A (BiÕt khÝ duy
nhÊt tho¸t ra lµ NO).
C¸c khÝ ®o ë ®ktc .
462. (TrÝch ®Ò thi §H vµ C§ khèi B - 2002)
Cho hçn hîp A cã khèi lîng m gam gåm bét Al vµ s¾t oxit FexOy. TiÕn hµnh ph¶n øng nhiÖt nh«m
trong ®iÒu kiÖn kh«ng cã kh«ng khÝ, thu ®îc hçn hîp B. NghiÒn nhá, trén ®Òu B råi chia thµnh hai
phÇn. PhÇn mét cã khèi lîng 14,49 gam ®îc hoµ tan hÕt trong dung dÞch HNO3 ®un nãng, thu
®îc dung dÞch C vµ 3,696 lÝt khÝ NO duy nhÊt ë ®ktc. Cho phÇn hai t¸c dông víi lîng d dung
6
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
dÞch NaOH ®un nãng thÊy gi¶i phãng 0,336 lÝt khÝ H2 ë ®ktc vµ cßn l¹i 2,52 gam chÊt r¾n. C¸c ph¶n
øng x¶y ra hoµn toµn.
1. ViÕt c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng x¶y ra.
2. X¸c ®Þnh c«ng thøc cña s¾t oxit vµ tÝnh m.
463. Hoµ tan 13,9 gam mét hçn hîp A gåm Mg, Al, Cu b»ng V mL dung dÞch HNO3 5M (võa ®ñ),
gi¶i phãng ra 20,16 lÝt khÝ NO2 duy nhÊt ë ®ktc vµ dung dÞch B. Thªm dung dÞch NaOH d vµo
dung dÞch B, lÊy kÕt tña nung ë nhiÖt ®é cao tíi khèi lîng kh«ng ®æi thu ®îc chÊt r¾n D, dÉn
luång khÝ H2 d ®i qua D ®un nãng thu ®îc 14,40 gam chÊt r¾n E.
BiÕt c¸c ph¶n øng x¶y ra hoµn toµn.
1. ViÕt c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng x¶y ra.
2. TÝnh % theo khèi lîng cña mçi kim lo¹i trong hçn hîp A.
3. TÝnh V.
464. Mét hçn hîp A gåm Ba vµ Al.
Cho m gam A t¸c dông víi H2O d, thu ®îc 1,344 lÝt khÝ, dung dÞch B vµ phÇn kh«ng tan C.
Cho 2m gam A t¸c dông víi dung dÞch Ba(OH)2 d thu ®îc 20,832 lÝt khÝ.
BiÕt c¸c ph¶n øng x¶y ra hoµn toµn, c¸c khÝ ®Òu ®o ë ®ktc.
1. TÝnh khèi lîng cña tõng kim lo¹i trong m gam A.
2. Cho 50 mL dung dÞch HCl vµo dung dÞch B. Sau khi ph¶n øng xong, thu ®îc 0,78 gam kÕt tña.
X¸c ®Þnh nång ®é mol/L cña dung dÞch HCl.
465. Hçn hîp bét E gåm 3 kim lo¹i lµ K, Al, Fe ®îc chia thµnh 3 phÇn b»ng nhau:
PhÇn 1: Cho t¸c dông víi H2O lÊy d t¹o ra 4,48 lÝt khÝ.
PhÇn 2: Cho t¸c dông víi dung dÞch KOH d t¹o ra 7,84 lÝt khÝ.
PhÇn 3: Hoµ tan hÕt trong 0,5 lÝt dung dÞch H2SO4 1,2M t¹o ra 10,08 lÝt khÝ vµ dung dÞch A.
1. TÝnh sè gam mçi kim lo¹i trong hçn hîp E.
2. Cho dung dÞch A t¸c dông víi 240 gam dung dÞch NaOH 20% thu ®îc kÕt tña, läc röa kÕt tña råi
nung trong kh«ng khÝ tíi khèi lîng kh«ng ®æi thu ®îc m gam chÊt r¾n. TÝnh m.
7
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
lêi gi¶i
446. a. Ban ®Çu xuÊt hiÖn ngay kÕt tña keo tr¾ng Al(OH)3:
AlCl3 + 3KOH Al(OH)3 + 3KCl
Sau mét thêi gian, kÕt tña Al(OH)3 t¹o thµnh tan dÇn khi cho kiÒm d:
Al(OH)3 + KOH KAlO2 + 2H2O
b. Ban ®Çu xuÊt hiÖn kÕt tña keo tr¾ng Al(OH)3 vµ kÕt tña tan ngay:
AlCl3 + 4NaOH NaAlO2 + 3NaCl
Sau mét thêi gian, l¹i xuÊt hiÖn kÕt tña Al(OH)3 khi cho AlCl3 d:
3NaAlO2 + AlCl3 + 3H2O 2Al(OH)3 + 3NaCl
c. Natri t¸c dông m¹nh víi níc t¹o thµnh NaOH vµ gi¶i phãng hidro:
2Na + 2H2O 2NaOH + H2
§ång thêi xuÊt hiÖn kÕt tña Al(OH)3 mµu tr¾ng:
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl
Sau ®ã nÕu cho d Na sÏ t¹o ra thªm NaOH ®Ó hoµ tan kÕt tña t¹o ra:
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
447. NÕu thanh nh«m ®îc phñ líp oxit b¶o vÖ th× ban ®Çu nã sÏ bÞ ph¸ huû trong dung dÞch NaOH:
Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O
Sau khi kh«ng cßn líp oxit b¶o vÖ, nh«m ph¶n øng trùc tiÕp víi níc, ph¶n øng diÔn ra trªn bÒ mÆt
Al:
2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2
Trong dung dÞch NaOH, líp Al(OH)3 t¹o thµnh trªn bÒ mÆt nh«m l¹i bÞ hoµ tan:
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
Sau ®ã thanh Al kh«ng cßn líp hidroxit b¶o vÖ l¹i tiÕp tôc ph¶n øng víi níc vµ qu¸ tr×nh cø thÕ lÆp
l¹i lµm thanh Al tan dÇn .
Nh vËy kh«ng thÓ nãi r»ng nh«m lµ kim lo¹i lìng tÝnh v× nã kh«ng ph¶n øng trùc tiÕp víi kiÒm,
chØ hîp chÊt cña nh«m míi thÓ hiÖn tÝnh chÊt lìng tÝnh.
448. Cho A + khÝ CO d, nung nãng: CO khö Fe3O4, CuO thµnh kim lo¹i:
Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO2
CuO + CO Cu + CO2
ChÊt r¾n B gåm: Al2O3, MgO, Fe, Cu. Cho B + dung dÞch NaOH d, Al2O3 tan hÕt theo ph¬ng
tr×nh:
Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O
Dung dÞch C gåm NaAlO2 vµ NaOH. ChÊt r¾n D gåm MgO, Fe, Cu. Cho C + dung dÞch HCl d:
NaOH + HCl NaCl + H2O
NaAlO2 + HCl + H2O Al(OH)3 + NaCl
Cho D + dung dÞch HNO3 lo·ng:
MgO + 2HNO3 Mg(NO3)2 + H2O
Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
449. Sè mol Na = 0,2 mol; sè mol nh«m = 0,3 mol.
1. Cho A t¸c dông víi níc d: Na tan hÕt, Al tan mét phÇn theo c¸c ph¬ng tr×nh sau:
8
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
2Na + 2H2O 2NaOH + H2
(mol): 0,2
0,2
0,1
2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2
(mol): 0,2
0,2
0,2
0,3
Tõ (1), (2) sè mol hidro thu ®îc lµ 0,4 mol.
2. Cho A t¸c dông víi dung dÞch NaOH d: Na vµ Al ®Òu tan hÕt:
2Na + 2H2O 2NaOH + H2
(mol): 0,2
0,2
0,1
2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2
(mol): 0,3
0,3
0,3
0,45
Tõ (3), (4) sè mol hidro thu ®îc lµ 0,55 mol.
450. Gäi sè mol mçi kim lo¹i trong hçn hîp ban ®Çu Na = x mol; Al = y mol.
2Na + 2H2O 2NaOH + H2
(mol): x
x
0,5x
2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2
(mol): y
y
y
1,5y
Tõ (3), (4) 0,5x + 1,5y = 0,4 x + 3y = 0,8
Dung dÞch A gåm NaAlO2 = y mol; NaOH d. Sôc CO2 d vµo A:
NaOH + CO2 NaHCO3
NaAlO2 + CO2 + 2H2O Al(OH)3 + NaHCO3
(mol): y
y
Sè mol Al(OH)3 = 0,2 mol y = 0,2.
KÕt hîp víi (3) x = 0,2.
VËy: m = 23x + 27y = 23.0,2 + 27.0,2 = 10 (gam).
(1)
(2)
(3)
(4)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
451. Gäi sè mol mçi kim lo¹i trong hçn hîp ban ®Çu: Ba = x; Al = y.
- Khi cho m gam A t¸c dông víi níc d: Ba tan hÕt, Al tan mét phÇn theo c¸c ph¶n øng:
Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2
(1)
(mol): x
x
x
2Al + Ba(OH)2 + 2H2O Ba(AlO2)2 + 3H2
(2)
(mol): x
x
x
1,5x
Sè mol H2 = 0,4 mol. Tõ (1), (2) x + 1,5x = 0,25 x = 0,1
(3)
- Khi cho m gam A t¸c dông víi dung dÞch NaOH d: Ba vµ Al ®Òu tan hÕt:
Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2
(4)
(mol): x
x
x
2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2
(5)
(mol): y
y
y
1,5y
Sè mol H2 = 0,55 mol x + 1,5y = 0,4
(6)
Tõ (3), (6) y = 0,2
m = 137.x + 27y = 137.0,1 + 27.0,2 = 19,1 (gam)
452. Gäi nång ®é dung dÞch NaOH ®· dïng lµ C mol/L.
Sè mol kÕt tña Al(OH)3 cÇn ®iÒu chÕ =
15,6
= 0,2 (mol).
78
9
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
- Trêng hîp 1: Lîng NaOH võa ®ñ ®Ó t¹o ra 15,6 gam kÕt tña.
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl
(mol): 0,2
0,6
0,2
VËy nång ®é dung dÞch NaOH lµ: C =
0,2
= 0,4 (M).
0,5
- Trêng hîp 2: Lîng NaOH ®ñ ®Ó chuyÓn hÕt 0,3 mol AlCl3 thµnh kÕt tña Al(OH)3, sau ®ã cßn d
®Ó hoµ tan ®îc 0,1 mol kÕt tña t¹o thµnh.
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl
(mol): 0,3
0,9
0,3
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
(mol): 0,1
0,1
0,1
VËy nång ®é dung dÞch NaOH lµ: C =
0,9 0,1
= 2 (M).
0,5
0,81
= 0,03 (mol) ; sè mol HCl = 0,55.0,2 = 0,11 (mol).
27
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2
453. Sè mol Al =
mol: 0,03 0,09
0,03
0,045
Dung dÞch A thu ®îc gåm: AlCl3 = 0,03 mol ; HCl = 0,11 - 0,09 = 0,02 (mol).
a. Thu lîng kÕt tña lín nhÊt
HCl + NaOH NaCl + H2O
(mol): 0,02 0,02
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl
(mol): 0,03
0,09
0,03
ThÓ tÝch dung dÞch NaOH cÇn dïng =
0,02 0,09
= 0,22 (lÝt).
0,5
b. Thu ®îc 0,78 gam kÕt tña
Sè mol Al(OH)3 cÇn ®iÒu chÕ = 0,01 mol.
- Trêng hîp 1
HCl + NaOH NaCl + H2O
(mol): 0,02 0,02
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl
(mol): 0,01
0,03
0,01
ThÓ tÝch dung dÞch NaOH cÇn dïng =
0,02 0,01
= 0,06 (lÝt)
0,5
- Trêng hîp 2
HCl + NaOH NaCl + H2O
(mol): 0,02 0,02
AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl
(mol): 0,03
0,09
0,03
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
(mol): 0,02
0,02
0,02
ThÓ tÝch dung dÞch NaOH cÇn dïng =
0,02 0,09 0,02
= 0,26 (lÝt)
0,5
10
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
454. 1. C¸c ph¶n øng ®iÖn li trong dung dÞch X:
HCl H+ + Cl(mol): 0,25
0,25 0,25
(1)
H2SO4 2H+ + SO 24
(mol): 0,125
0,25
(2)
0,125
Dung dÞch X gåm: H = 0,5 mol; Cl- = 0,25 mol; SO 24 = 0,125 mol.
+
C¸c ph¶n øng khi cho hçn hîp A t¸c dông víi dung dÞch X:
Mg + 2H+ Mg2+ + H2
(mol): x
2x
x
x
+
3+
2Al + 6H 2Al + 3H2
(mol): y
3y
y
1,5y
Sè mol H2 t¹o thµnh =
(3)
(4)
4,368
= 0,195 (mol).
22,4
Tõ (3), (4) x + 1,5y = 0,195 hay 2x + 3y = 0,39 (mol)
(5)
+
+
Sè mol H ph¶n øng = 2x + 3y = 0,39 (mol) sè mol H d = 0,5 - 0,39 = 0,11 (mol).
VËy Mg, Al ph¶n øng hÕt, axit cßn d.
Khèi lîng hçn hîp A = 3,87 gam 24x + 27y = 3,87
(6)
Tõ (5), (6) x = 0,06 mol ; y = 0,09 mol.
2. Khèi lîng cña c¸c kim lo¹i trong hçn hîp A:
mMg = 0,06.24 = 1,44 (gam) ; mAl = 0,09.27 = 2,43 (gam).
3. Gäi thÓ tÝch dung dÞch C cÇn dïng lµ V lÝt.
C¸c ph¶n øng ®iÖn li trong dung dÞch C:
NaOH Na+ + OH(7)
(mol): 0,2V
0,2V
Ba(OH)2 Ba2+ + 2OH(8)
(mol): 0,1V
0,2V
Tõ (7), (8) Sè mol OH- trong dung dÞch = 0,4V (mol).
Ph¶n øng trung hoµ:
H+ + OH- H2O
(9)
(mol): 0,11 0,11
Ta cã: 0,4V = 0,11 V = 0,275 (lÝt).
455. Gäi sè mol mçi kim lo¹i trong hçn hîp ®Çu: Al = x; Fe = y; Cu = z.
Sè mol khÝ hidro =
2,688
= 0,12 (mol).
22,4
Cho A + dung dÞch NaOH:
2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2
(1)
(mol): 0,08
0,08
0,08
0,12
Sè mol NaOH d = 0,02.6 - 0,08 = 0,04 (mol). Nh vËy Al tan hÕt x = 0,08
(2)
Khi thªm tiÕp 400 mL dung dÞch axit HCl 1M vµ ®un nãng, x¶y ra c¸c ph¶n øng sau:
NaOH + HCl NaCl + H2O
(3)
(mol): 0,04
0,04
NaAlO2 + HCl + H2O Al(OH)3 + NaCl
(4)
11
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
(mol): 0,08
0,08
0,08
Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3NaCl
(5)
(mol): 0,08
0,24
0,08
Sau ®ã lîng axit HCl cßn l¹i = 0,4 – (0,04 + 0,08 + 0,24) = 0,04 (mol) tiÕp tôc ph¶n øng víi Fe.
Do thu ®îc hçn hîp chÊt r¾n B nªn Fe cßn d, axit HCl hÕt:
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
(6)
(mol): 0,02 0,04
0,02
ChÊt r¾n B gåm Fe = (y - 0,02) mol; Cu = z mol. Cho B + dung dÞch HNO3 lo·ng:
Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
(7)
(mol): y - 0,02
y - 0,02
y - 0,02
3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
(8)
(mol): z
z
2
z
3
Sè mol khÝ NO = 0,03 mol. Tõ (3), (4) y - 0,02 +
2
z = 0,03 3y + 2z = 0,15 (9)
3
Dung dÞch C gåm: Fe(NO3)3 = y – 0,02; Cu(NO3)2 = z; HNO3 d
HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O
(10)
Fe(NO3)3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaNO3
(11)
Cu(NO3)2 + 2NaOH Cu(OH)2 + 2NaNO3
(12)
KÕt tña D gåm: Fe(OH)3 = (y – 0,02) mol; Cu(OH)2 = z mol. Nung D:
2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O
(13)
Cu(OH)2 CuO + H2O
(14)
ChÊt r¾n E gåm Fe2O3 = 0,5(y – 0,02) mol; CuO = z mol.
Theo bµi: mA = 5,2 gam 27x + 56y + 64z = 5,2
(15)
Tõ (2), (9) vµ (15) x = 0,08 ; y = 0,044 mol; z = 0,009 mol.
1. Khèi lîng mçi kim lo¹i trong A: mAl = 2,16 gam; mFe = 2,464 gam; mCu = 0,576 gam
2. Khèi lîng chÊt r¾n E: mE = 160.0,5(0,044 – 0,02) + 80.0,009 = 2,64 (gam).
456. Gäi sè mol mçi kim lo¹i: Al = x; Mg = y vµ Cu = z.
Cho A + dung dÞch NaOH d, Al tan hÕt theo ph¬ng tr×nh:
2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2
(1)
(mol): x
x
x
1,5x
Sè mol khÝ H2 = 0,15 mol. Tõ (1) 1,5x = 0,15 x = 0,1 (mol).
PhÇn kh«ng tan B gåm: Mg = y vµ Cu = z. Cho B + dung dÞch H2SO4 ®Æc nãng:
Mg + 2H2SO4 MgSO4 + SO2 + 2H2O
(2)
(mol): y
y
y
Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O
(3)
(mol): z
z
z
Sè mol khÝ SO2 = 0,1 mol. Tõ (2), (3) y + z = 0,1
(4)
Dung dÞch C gåm: MgSO4 = y; CuSO4 = z vµ H2SO4 d. Cho C + dung dÞch NaOH d:
H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O
MgSO4 + 2NaOH Mg(OH)2 + Na 2SO4
(5)
CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na 2SO4
(6)
KÕt tña D gåm: Mg(OH)2 = y vµ Cu(OH)2 = z. Nung kÕt tña D:
12
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
0
t
Mg(OH)2
MgO + H2O
(7)
0
t
Cu(OH)2
CuO + H2O
(8)
ChÊt r¾n E gåm: MgO = y vµ CuO = z. Cho E + khÝ H2 d, ®un nãng, CuO bÞ khö hÕt thµnh Cu:
0
t
CuO + H2
Cu + H2O
(9)
(mol): z
z
ChÊt r¾n F gåm: MgO = y vµ Cu = z.
Ta cã mF = 5,44 gam 40y + 64z = 5,44
(10)
Tõ (4), (10) y = 0,04 mol, z = 0,06 mol.
Khèi lîng c¸c chÊt trong A: m (Al) = 2,7 gam; m (Mg) = 0,96 gam ; m (Cu) = 3,84 gam.
Khèi lîng c¸c chÊt trong F: m (MgO) = 1,6 gam; m (Cu) = 3,84 gam.
457. Gäi ho¸ trÞ kim lo¹i M lµ n vµ sè mol ban ®Çu lµ x.
Gäi sè mol mçi khÝ: N2 = a mol; N2O = b mol.
Theo bµi ra ta cã: a + b =
0,6048
28a 44b
= 0,027 vµ
= 18,445.
22,4
2.0,027
Tõ ®ã t×m ®îc: a = 0,012 (mol) vµ b = 0,015 (mol).
Cho A + dung dÞch HNO3:
10M + 12nHNO3 10M(NO3)n + nN2 + 6nH2O
(mol):
0,12
n
0,144
0,12
n
(1)
0,012
8M + 10nHNO3 8M(NO3)n + nN2O + 5nH2O
(2)
0,12
0,12
0,15
0,015
n
n
0,12 0,12
Ta cã: M(
+
) = 2,16 M = 9n. Ta lËp b¶ng sau:
n
n
(mol):
n
M
1
9 (lo¹i)
2
18 (lo¹i)
3
27 (nhËn)
VËy M lµ Al.
Dung dÞch A gåm: Al(NO3)3 = 0,08 mol; HNO3 = 0,3. (0,144 + 0,15) = 0,006 (mol).
Cho Na + 400 mL dung dÞch HCl x mol/L:
2Na + 2HCl 2NaCl + H2
(3)
(mol): 0,4x
0,4x
2Na
+ 2H2O 2NaOH + H2
(4)
(mol): (0,306 - 0,4x)
(0,306 - 0,4x)
Dung dÞch E gåm: NaOH = 0,306 – 0,4x; NaCl = 0,306 mol.
Khi trén dung dÞch A víi dung dÞch E, ®Ó thu ®îc 0,03 mol kÕt tña Al(OH)3, x¶y ra hai trêng
hîp:
- Trêng hîp 1
HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O
(5)
(mol): 0,006
0,006
Al(NO3)3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaNO3
(6)
(mol): 0,03
0,09
0,03
13
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
Tõ (5), (6) 0,306 – 0,4x = 0,006 + 0,09 x = 0,525 (M)
- Trêng hîp 2
HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O
(mol): 0,006
0,006
Al(NO3)3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaNO3
(mol): 0,08
0,24
0,08
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
(mol): 0,05
0,05
0,05
Tõ (5), (7), (8) 0,306 – 0,4x = 0,006 + 0,24 + 0,05 x = 0,25 (M)
VËy nång ®é cña dung dÞch HCl ®· dïng lµ 0,525M hoÆc 0,25M.
(5)
(7)
(8)
458. Ph¶n øng nhiÖt nh«m:
0
t
2Al + Fe2O3
Al2O3 + 2Fe
Tæng khèi lîng chÊt r¾n sau ph¶n øng = khèi lîng ban ®Çu = 60,15 gam. PhÇn
20,05 gam phÇn 2 cã khèi lîng 40,1 gam, gÊp ®«i phÇn 1.
- Gäi sè mol c¸c chÊt trong phÇn 1 lµ Al = a, Fe2O3 = b, Al2O3 = c vµ Fe = 2c.
- Gäi sè mol c¸c chÊt trong phÇn 2 lµ Al = 2a, Fe2O3 = 2b, Al2O3 = 2c vµ Fe = 4c.
PhÇn 1 + dung dÞch HCl
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2
(mol): a
1,5a
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
(mol): b
b
Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O
FeO + 2HCl FeCl2 + H2O
Sè mol hidro = 0,175 mol. Tõ (2), (3) 1,5a + b = 0,175
PhÇn 2 + dung dÞch NaOH
2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2
(mol): 2a
3a
Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O
Sè mol hidro = 0,15 mol. Tõ (7) 3a = 0,15 a = 0,05 (mol).
Tõ (6), (9) b = 0,1 mol
MÆt kh¸c, 27a + 160b + 102c + 112c = 28,05 gam c = 0,05 mol
1. m (Al) = 27(a + 2c).3 = 12,15 (gam) ; m (Fe2O3) = 160(b + c).3 = 72 (gam).
2. Khi Al ph¶n øng hÕt (0,45 mol) th× hiÖu suÊt = 100%
Thùc tÕ Al ph¶n øng 3a = 0,15 mol nªn hiÖu suÊt lµ 33,33%.
(1)
1 cã khèi lîng
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
459. Ph¶n øng nhiÖt nh«m:
0
t
2Al + Fe2O3
Al2O3 + 2Fe
(*)
V× H = 100%, chÊt r¾n sau ph¶n øng nhiÖt nh«m + dung dÞch NaOH t¹o ra khÝ hidro nªn trong ph¶n
øng (*) nh«m cßn d vµ Fe2O3 ph¶n øng hÕt.
- Gäi sè mol c¸c chÊt trong phÇn 1 lµ Al = a, Al2O3 = b vµ Fe = 2b.
Ta cã: 27a + 214b = 67 vµ 1,5a = 0,75.
- Sè mol c¸c chÊt trong phÇn 2 lµ Al = ka, Al2O3 = kb vµ Fe = 2kb.
Sè mol H2 = 3,75 mol 1,5ka + 2kb = 3,75.
14
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
Tõ ®©y ta t×m ®îc a, b vµ k.
460. 1. 2FexOy + (6x -2y)H2SO4 xFe2(SO4)3 + (3x – 2y)SO2 + (3x – y) H2O
LËp tØ lÖ
x 3
c«ng thøc oxit lµ Fe3O4.
y 4
2. Sè mol Al = 0,2 mol; Fe3O4 = 0,1 mol.
0
t
8Al + 3Fe3O4
4Al2O3 + 9Fe
(mol): 8c
3c
4c
9c
ChÊt r¾n sau ph¶n øng gåm Al = 0,2 - 8c; Fe3O4 = 0,1. 3c; Al2O3 = 4c vµ Fe = 9c.
Sè mol H2 = 0,24 mol 1,5(0,2 – 8c. + 9c = 0,24 c = 0,02 mol.
Khi nh«m ph¶n øng hÕt (0,2 mol) th× hiÖu suÊt lµ 100%.
Thùc tÕ nh«m ph¶n øng 0,16 mol nªn hiÖu suÊt lµ 80%.
461. Gäi sè mol ban ®Çu Al = a mol; Fe3O4 = 3b mol. Do B t¸c dông víi dung dÞch NaOH gi¶i
phãng hidro nªn sau ph¶n øng nhiÖt nh«m th× nh«m cßn d. Do hiÖu suÊt lµ 100% nªn oxit s¾t tõ ®·
bÞ khö hÕt thµnh Fe.
0
t
8Al + 3Fe3O4
4Al2O3 + 9Fe
(mol): 8b
3b
4b
9b
ChÊt r¾n B gåm: Al2O3 = 4b mol; Fe = 9b mol; Al = a – 8b.
Khi cho B t¸c dông víi dung dÞch NaOH, chØ cã Al vµ Al2O3 ph¶n øng. Sè mol H2 = 0,3 mol
1,5(a – 8b) = 0,3 a – 8b = 0,2.
Khi cho B t¸c dông víi dung dÞch HCl d, c¸c chÊt ®Òu bÞ hoµ tan. Sè mol H2 = 1,2 mol 1,5(a
– 8b) + 9b = 1,2 a = 1,0 (mol); b = 0,1 (mol).
462. Ph¶n øng nhiÖt nh«m:
0
t
2yAl + 3FexOy
yAl2O3 + 3xFe
(*)
(mol): 2yb
3b
yb
3xb
V× H = 100%, chÊt r¾n sau ph¶n øng nhiÖt nh«m + dung dÞch NaOH t¹o ra khÝ hidro nªn trong ph¶n
øng (*) nh«m cßn d vµ FexOy ph¶n øng hÕt.
- Gäi sè mol c¸c chÊt trong phÇn 1 lµ Al = a, Al2O3 = yb vµ Fe = 3xb. Ta cã:
27a + 102yb + 168xb = 14,49.
Sè mol NO = 0,165 mol a + 3xb = 0,165.
- Sè mol c¸c chÊt trong phÇn 2 lµ Al = ka, Al2O3 = kyb vµ Fe = 3kxb.
Sè mol H2 = 0,015 mol 1,5ka = 0,015 ka = 0,01.
ChÊt r¾n thu ®îc lµ Fe 3kxb = 0,045 kxb = 0,015.
VËy xb = 0,03; a = 0,075; yb = 0,04.
LËp tØ lÖ:
x 3
c«ng thøc oxit lµ Fe3O4.
y 4
463. Gäi sè mol ban ®Çu Mg = a mol; Al = b mol; Cu = c mol.
Ta cã: 24a + 27b + 64c = 13,9.
Mg + 4HNO3 Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
(mol): a
4a
2a
15
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
Al + 6HNO3 Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
(mol): b
6b
3b
Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
(mol): c
4c
2c
Sè mol NO2 = 0,9 mol nªn 2a + 3b + 2c = 0,9.
Dung dÞch B gåm Mg(NO3)2 = a; Al(NO3)3 = b vµ Cu(NO3)2 = c.
ChÊt r¾n D lµ MgO = a vµ CuO = c. ChÊt r¾n E gåm MgO = a mol vµ Cu = c mol.
Ta cã: 40a + 64c = 14,4. Tõ ®©y ta t×m ®îc a = 0,2 mol; b = 0,1 mol ; c = 0,1 mol.
2. % mMg = 34,53%; % mAl = 19,42%; % mCu = 46,05%.
3. Sè mol HNO3 ®· dïng = 4a + 6b + 4c = 1,8 (mol). VËy: V =
1,8
= 0,36 (lÝt).
5
464. Gäi sè mol trong m, gam A: Ba = a mol; Al = b mol.
Cho A + níc: Ba t¸c dông víi níct¹o thµnh Ba(OH)2, sau ®ã Ba(OH)2 t¸c dông hÕt víi nh«m. Sè
mol khÝ H2 thu ®îc lµ (a + 3a. = 4a a = 0,015.
Cho A + dung dÞch Ba(OH)2: Ba t¸c dông hÕt trong níc, Al t¸c dông hÕt víi dung dÞch Ba(OH)2.
Sè mol khÝ H2 thu ®îc lµ (2a + 3b. VËy b = 0,3 mol.
1. Khèi lîng mçi kim lo¹i: m (Ba. = 2,055 gam; m (Al) = 8,1 gam.
2. Dung dÞch C gåm Ba(AlO2)2 = 0,015 mol.
Trêng hîp 1: HCl t¸c dông võa ®ñ víi Ba(AlO2)2 ®Ó t¹o ra 0,005 mol Al(OH)3.
CM (HCl) = 0,005/ 0,05 = 0,1M
Trêng hîp 2: HCl t¸c dông víi Ba(AlO2)2 ®Ó t¹o ra 0,03 mol kÕt tña Al(OH)3, sau ®ã hoµ tan 0,025
mol kÕt tña. CM (HCl) = 0,105/ 0,05 = 2,1M
465. Gäi sè mol trong mçi phÇn: K = a mol; Al = b mol vµ Fe = c mol.
PhÇn 1+ níc: K t¸c dông víi níct¹o thµnh KOH, sau ®ã KOH t¸c dông hÕt víi nh«m. Sè mol khÝ
H2 thu ®îc lµ 0,2 mol nªn: 0,5a + 1,5a = 0,2 a = 0,1 (mol).
PhÇn 2 + dung dÞch KOH: K t¸c dông hÕt trong níc, Al t¸c dông hÕt víi dung dÞch KOH. Sè mol
khÝ H2 thu ®îc lµ 0,35 mol nªn: 0,5a + 1,5b = 0,35 b = 0,2 (mol)
PhÇn 3 + dung dÞch H2SO4 lo·ng: c¶ 3 kim lo¹i ®Òu ph¶n øng hÕt. Sè mol khÝ H2 thu ®îc lµ 0,45
mol nªn: 0,5a + 1,5b + c = 0,45 c = 0,1 mol.
1. Khèi lîng mçi kim lo¹i: m (K) = 3,9 gam; m (Al) = 5,4 gam; m (Fe) = 5,6 gam.
2. Dung dÞch A gåm: K2SO4 = 0,05 mol; Al2(SO4)3 = 0,1 mol; FeSO4 = 0,1 mol vµ H2SO4 = 0,6 –
(0,05 + 0,3 + 0,1) = 0,15 (mol).
Sè mol NaOH = 1,2 mol.
H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O
(mol): 0,15
0,3
Al2(SO4)3 + 6NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
(mol): 0,1
0,6
0,2
FeSO4 + 2NaOH Fe(OH)2 + Na2SO4
(mol): 0,1
0,2
0,1
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O
(mol): 0,1
0,1
KÕt tña thu ®îc lµ Fe(OH)2 = 0,1 mol vµ Al(OH)3 = 0,1mol. Nung kÕt tña nµy trong kh«ng khÝ,
x¶y ra c¸c ph¬ng tr×nh:
16
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3
0
t
2Fe(OH)3
Fe2O3 + 3 H2O
0
t
2Al(OH)3
Al2O3 + 3 H2O
chÊt r¾n thu ®îc thu ®îc lµ: Fe2O3 = 0,05 mol vµ Al2O3 = 0,05 mol.
VËy m = 0,05.160 + 0,05.102 = 13,1 (gam).
17
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
PhÇn C. Bµi tËp tù gi¶i
466. Hoµn thµnh c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng theo s¬ ®å sau:
Al
Al2O3 Ba(AlO2)2
AlCl3
KAlO2
Al(OH)3
467. H·y gi¶i thÝch v× sao:
1. X« nh«m bÞ ph¸ huû khi ®ùng v«i t«i.
2. Khi hoµ tan Al b»ng dung dÞch HCl, nÕu thªm mét vµi giät muèi CuSO4 vµo th× qu¸ tr×nh hoµ tan
x¶y ra nhanh h¬n, khÝ tho¸t ra m¹nh h¬n.
§¸p sè: 1. V«i t«i lµ Ca(OH)2, lµ mét baz¬ kiÒm nªn hoµ tan líp oxit trªn bÒ mÆt nh«m, lµm
cho Al bÞ ¨n mßn.
2. Do sù h×nh thµnh pin ®iÖn Al – Cu lµm nh«m bÞ ¨n mßn nhanh h¬n.
468. 1. H·y cho biÕt sù gièng vµ kh¸c nhau khi cho tõ tõ ®Õn d:
a. Dung dÞch NH3 vµo dung dÞch AlCl3
b. Dung dÞch NaOH vµo dung dÞch AlCl3.
2. H·y cho biÕt sù gièng vµ kh¸c nhau khi cho tõ tõ ®Õn d:
a. KhÝ CO2 vµo dung dÞch muèi NaAlO2
b. Dung dÞch HCl lo·ng vµo dung dÞch NaAlO2 .
ViÕt c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng x¶y ra.
§¸p sè: 1. a. XuÊt hiÖn kÕt tña tr¾ng vµ kÕt tña kh«ng bÞ hoµ tan khi cho NH3 d.
b. Ban ®Çu xuÊt hiÖn kÕt tña tr¾ng vµ kÕt tña nµy tan dÇn khi cho NaOH d.
2. a. XuÊt hiÖn kÕt tña tr¾ng vµ kÕt tña kh«ng bÞ hoµ tan khi sôc CO2 d.
b. Ban ®Çu xuÊt hiÖn kÕt tña tr¾ng vµ kÕt tña nµy tan dÇn khi cho HCl d.
469. 1. Cã 3 chÊt sau: Mg, Al vµ Al2O3. H·y chän mét thuèc thö cã thÓ nhËn biÕt ®îc mçi chÊt.
ViÕt c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng.
2. ChØ dïng nh÷ng chÊt ban ®Çu lµ NaCl, H2O vµ Al, lµm thÕ nµo ®Ó ®iÒu chÕ ®îc c¸c chÊt sau:
AlCl3, Al(OH)3, NaAlO2. ViÕt c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng.
§¸p sè: 1. Dïng dung dÞch NaOH.
2. §iÖn ph©n dung dÞch NaCl thu ®îc NaOH, khÝ Cl2 vµ khÝ H2.
470. 1. H·y tr×nh bµy nguyªn t¾c s¶n xuÊt nh«m vµ cho biÕt c¸c qu¸ tr×nh ho¸ häc x¶y ra ë c¸c ®iÖn
cùc. Dùa vµo qu¸ tr×nh nµy, h·y viÕt ph¬ng tr×nh ®iÖn ph©n nãng ch¶y Al2O3.
2. Mét hîp chÊt quan trong cña nh«m trong tù nhiªn lµ criolit. ViÕt c«ng thøc cña criolit vµ cho biÕt
hîp chÊt nµy ®îc sö dông trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt nh«m víi môc ®Ých g×?
3. Cã mét mÉu quÆng boxit cã lÉn t¹p chÊt lµ Fe2O3 vµ SiO2. Lµm thÕ nµo cã thÓ ®iÒu chÕ ®îc
nh«m nguyªn chÊt. ViÕt c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng ho¸ häc ®· dïng.
18
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
§¸p sè: 1. Nguyªn t¾c: dïng dßng ®iÖn khö ion Al3+ trong oxit thµnh Al.
2. Criolit cã c«ng thøc Na3AlF6 hay AlF3.3NaF, ®îc dïng ®Ó lµm gi¶m nhiÖt ®é nãng ch¶y
cña Al2O3.
3. §un nãng quÆng víi NaOH ®Æc ®Ó läc t¸ch Fe2O3 vµ SiO2 (díi d¹ng muèi silicat). Sôc
CO2 vµo dung dÞch thu ®îc, Al(OH)3 t¸ch ra. Läc vµ nung kÕt tña Al(OH)3 ë nhiÖt ®é cao thu ®îc
Al2O3 khan. §iÖn ph©n nãng ch¶y Al2O3 víi criolit trong b×nh ®iÖn ph©n víi hai ®iÖn cùc b»ng than
ch×, thu ®îc nh«m.
571. Hoµ tan hÕt 5,4 gam bét nh«m vµo 320 mL dung dÞch NaOH 1M thu ®îc dung dÞch A. TÝnh
thÓ tÝch dung dÞch HCl 0,5 M cÇn thªm vµo dung dÞch A ®Ó:
a. Thu ®îc lîng kÕt tña lín nhÊt.
b. Thu ®îc 7,8 gam kÕt tña.
§¸p sè: Dung dÞch A gåm NaAlO2 = 0,2 mol; NaOH = 0,12 mol.
a. Tríc hÕt HCl trung hoµ NaOH, sau ®ã ph¶n øng võa ®ñ víi dung dÞch natri aluminat t¹o
kÕt tña Al(OH)3. VHCl = 0,64 lÝt.
b. Trêng hîp 1: HCl trung hoµ NaOH, sau ®ã ph¶n øng víi dung dÞch natri aluminat ®Ó t¹o
thµnh 0,1 mol kÕt tña Al(OH)3. VHCl = 0,44 lÝt.
Trêng hîp 2: HCl trung hoµ NaOH, sau ®ã ph¶n øng víi dung dÞch natri aluminat ®Ó t¹o
thµnh 0,2 mol kÕt tña Al(OH)3 råi hoµ tan 0,1 mol kÕt tña. VHCl = 1,24 lÝt.
472. Cho 7,7 gam hçn hîp bét Na vµ Al vµo 500 mL dung dÞch NaOH 0,5M (d), sau khi ph¶n øng
kÕt thóc thu ®îc dung dÞch A vµ 7,84 lÝt khÝ hidro (®ktc).
1. TÝnh khèi lîng mçi kim lo¹i trong hçn hîp ®Çu.
2. TÝnh thÓ tÝch dung dÞch HCl 1M cÇn thªm vµo dung dÞch A ®Ó:
a. Thu ®îc lîng kÕt tña lín nhÊt.
b. Thu ®îc 7,8 gam kÕt tña.
§¸p sè: Gäi sè mol ban ®Çu Na = a mol; Al = b mol. Dung dÞch A gåm NaAlO2 = b mol,
NaOH = (0,25 + a – b) mol.
a = 0,1 mol vµ b = 0,2 mol. m (Na) = 2,3 gam; m (Al) = 5,4 gam.
2. Lµm t¬ng tù bµi 471.
a. VHCl = 0,35 lÝt
b. Trêng hîp 1: VHCl = 0,25 lÝt; Trêng hîp 2: VHCl = 0,65 lÝt.
473. Cã 3,23 gam hçn hîp bét Al, Fe, Cu chia thµnh 2 phÇn b»ng nhau:
PhÇn 1 cho vµo 60 gam dung dÞch HCl 7,3% (d) thu ®îc dung dÞch A, chÊt r¾n B vµ 1,008 lÝt khÝ
H2 ë ®ktc. LÊy chÊt r¾n B cho vµo dung dÞch HNO3 ®Æc d thu ®îc 0,896 lÝt khÝ NO2 ë ®ktc.
PhÇn 2 cho vµo 100 mL dung dÞch NaOH 0,15M thu ®îc V lÝt khÝ H2 (®o ë 27,3oC vµ 745 mmHg).
1. TÝnh khèi lîng cña mçi kim lo¹i trong hçn hîp.
2. TÝnh nång ®é % cña c¸c chÊt trong dung dÞch A vµ tÝnh V.
BiÕt c¸c ph¶n øng x¶y ra hoµn toµn.
§¸p sè: Gäi sè mol mçi phÇn: Al = a mol; Fe = b mol vµ Cu = c mol.
19
Tài liệu về nhôm, sắt, đồng, crom (hóa học ôn thi đại học)
27a + 56b + 64c = 3,23. PhÇn 1 + dung dÞch HCl, Al vµ Fe tan hÕt, chÊt r¾n B kh«ng tan lµ
Cu. Sè mol H2 = 0,045 mol 1,5a + b = 0,045.
Sè mol NO2 = 0,04 mol c = 0,02. Tõ ®©y t×m ®îc a = 0,01 mol; b = 0,03 mol.
PhÇn 2 + dung dÞch NaOH, chØ cã Al ph¶n øng.
2. Dung dÞch A gåm: AlCl3 = 0,01 mol; FeCl2 = 0,03 mol vµ HCl d = 0,03 mol.
Khèi lîng dung dÞch A = 60 + m (Al) + m (Fe) – m (H2) = 61,86 gam. Tõ ®©y tÝnh ®îc
nång ®é % c¸c chÊt trong A.
474. Cho 0,828 gam bét Al vµo 100 mL dung dÞch A chøa hçn hîp gåm AgNO3 0,22M vµ
Pb(NO3)2 0,18M ®Õn ph¶n øng hoµn toµn thu ®îc chÊt r¾n B vµ dung dÞch C.
1. TÝnh khèi lîng chÊt r¾n B.
2. Cho 20 mL dung dÞch NaOH vµo dung dÞch C thu ®îc 0,936g kÕt tña. TÝnh nång ®é mol/L dung
dÞch NaOH ®· dïng.
§¸p sè: 1. Tríc hÕt Al t¸c dông víi AgNO3, sau ®ã míi ph¶n øng víi Pb(NO3)2. ChÊt r¾n
thu ®îc lµ Ag = 0,022 mol; Pb = 0,018 mol vµ Al d = 0,034/ 3 mol.
Dung dÞch C gåm: Al(NO3)3 = 0,058/3 mol.
2. Trêng hîp 1: NaOH võa ®ñ ®Ó t¹o ra 0,012 mol kÕt tña Al(OH)3.
CM (NaOH) = 0,036/ 0,02 = 1,8M.
Trêng hîp 2: NaOH chuyÓn hÕt Al(NO3)3 thµnh kÕt tña, sau ®ã hoµ tan ®Ó cßn 0,012 mol
Al(OH)3.
475. Hoµ tan 2,16 gam hçn hîp 3 kim lo¹i Na, Al, Fe vµo mét lîng níc d, thu ®îc 0,448 lÝt khÝ
ë ®ktc vµ mét lîng chÊt r¾n. T¸ch lîng chÊt r¾n nµy cho t¸c dông hÕt víi 60 mL dung dÞch CuSO4
1M thu ®îc 3,2 gam Cu kim lo¹i vµ dung dÞch A. Cho dung dÞch NaOH vµo A ®Ó thu ®îc lîng
kÕt tña lín nhÊt. Nung kÕt tña thu ®îc trong kh«ng khÝ ®Õn khèi lîng kh«ng ®æi ®îc chÊt r¾n B.
1. X¸c ®Þnh khèi lîng cña mçi kim lo¹i trong hçn hîp ®Çu.
2. TÝnh khèi lîng cña chÊt r¾n B.
§¸p sè: Gäi sè mol ban ®Çu: Na = a mol; Al = b mol vµ Fe = c mol.
23a + 27b + 56c = 2,16. Cho A + níc d: Na tan hÕt, Al tan mét phÇn trong NaOH. Sè mol
H2 = 0,02 nªn (0,5a + 1,5a) = 0,02 hay a = 0,01 mol. ChÊt r¾n thu ®îc lµ Al d = (b – a) mol vµ
Fe = c mol. Dung dÞch A gåm Al2(SO4)3 = 0,5(b - a); FeSO4 = c vµ CuSO4 d = 0,06 - 0,05 = 0,01
mol. Ta cã: 3(b –a) + 2c = 0,1.
VËy b = 0,03 mol; c = 0,02 mol.
1. m (Na) = 0,23 gam; m (Al) = 0,81 gam; m (Fe) = 1,12 gam.
2. B gåm Al2O3 = 0,01 mol; Fe2O3 = 0,01 mol; CuO = 0,01 mol. m (B) = 3,42 gam.
476. Hoµ tan hoµn toµn hçn hîp bét A (gåm Al, CuO, Fe3O4) b»ng dung dÞch H2SO4 ®Æc nãng thu
®îc 21,84 lÝt khÝ X.
MÆt kh¸c, trén ®Òu m gam hçn hîp A råi thùc hiÖn ph¶n øng nhiÖt nh«m hoµn toµn, thu ®îc hçn
hîp chÊt r¾n B. Cho hÕt lîng B t¸c dông víi dung dÞch NaOH d, thu ®îc 3,36 lÝt khÝ Y. Khi
ph¶n øng kÕt thóc, cho tiÕp dung dÞch HCl ®Õn d thu ®îc dung dÞch C, m1 gam chÊt r¾n vµ thu
thªm ®îc 10,08 lÝt khÝ Y. Thæi khÝ Cl2 vµo dung dÞch C råi cho dung dÞch NaOH vµo tíi d, thu
20
- Xem thêm -
.PDF 
62 
375 
69 
