Bài tập luyện tập tính chất hóa học của Nhôm và hợp chất của nhôm - Hóa 12 bài 29

Trong bài viết này, chúng ta cùng ôn tập lại một số tính chất hóa học của nhôm Al và các hợp chất quan trọng của nhôm. Đồng thời rèn luyện kỹ năng giải một số bài tập về nhôm và các hợp chất quan trọng của kim loại này.

I. Tóm tắt lý thuyết cần nhớ

1. Tính chất của Nhôm

• Vị trí trong bảng tuần hoàn: Nhôm ở ô số 13, nhóm IIIA, chu kì 3.

• Tính chất vật lý: Nhôm là kim loại nhẹ (D = 2,7g/cm³), dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, dẻo.

• Tính chất hóa học:

- Nhôm là kim loại có tính khử mạnh (chỉ sau kim loại kiềm và kiềm thổ)

 Al → Al³⁺ + 3e

- Trên thực tế nhôm không tác dụng với O₂ không khí vì nhôm có lớp màng oxit bảo vệ.

- Nhôm bị phá hủy trong môi trường kiềm.

2. Hợp chất của nhôm

a) Nhóm oxit

- Nhôm oxit là oxit lưỡng tính: vừa tan được trong dung dịch axit vừa tan được trong kiềm mạnh.

b) Nhóm hidroxit

- Nhôm hiđroxit là hidroxit lưỡng tính, vừa tan trong dung dịch axit, vừa tan trong dung dịch kiềm mạnh.

c) Nhóm sunfat

- Phèn chua: K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O

- Phèn nhôm: M₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O (M⁺ là Na⁺; Li⁺; NH₄⁺)

II. Bài tập về Nhôm và hợp chất của nhôm

* Bài 1 trang 134 SGK Hóa 12: Nhôm bền trong môi trường không khí và nước là do

A. Nhôm là kim loại kém hoạt động.

B. Có màng oxit Al₂O₃ bền vững bảo vệ.

C. Có màng hiđroxit Al(OH)₃ bền vững bảo vệ.

D. Nhôm có tính thụ động với không khí và nước.

° Lời giải bài 1 trang 134 SGK Hóa 12:

• Chọn đáp án: B. Có màng oxit Al₂O₃ bền vững bảo vệ.

* Bài 2 trang 134 SGK Hóa 12: Nhôm không tan trong dung dịch nào sau đây?

A. HCl.    B. H₂SO₄.    C. NaHSO₄.     D. NH₃.

° Lời giải bài 2 trang 134 SGK Hóa 12:

• Chọn đáp án: D. NH₃.

- Nhôm không tan trong dung dịch NH₃. PTPƯ của Al với các dung dịch còn lại:

 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑

 2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑

 2Al + 6NaHSO₄→ 3Na₂SO₄ + Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑

* Bài 3 trang 134 SGK Hóa 12: Cho 31,2 gam hỗn hợp bột Al và Al₂O₃ tác dụng hết với dung dịch NaOH dư thu được 13,44 lít H₂ ở đktc. Khối lượng từng chất trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là:

A. 16,2 gam và 15 gam.

B. 10,8 gam và 20,4 gam.

C. 6,4 gam và 24,8 gam.

D. 11,2 gam và 20 gam.

° Lời giải bài 3 trang 134 SGK Hóa 12:

• Chọn đáp án: B. 10,8 gam và 20,4 gam.

- Theo bài ra, thu được 13,44 lít H₂ ở đktc nên:

- PTPƯ của Al và Al₂O₃ với NaOH

 2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↓  (1)

 Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O  (2)

- Theo PTPƯ (1) thì ta có:

⇒ m_Al = 0,4.27 = 10,8 (g);

⇒ m_Al2O3 = 31,2 - 10,8 = 20,4 (g).

* Bài 4 trang 134 SGK Hóa 12: Chỉ dùng thêm 1 hóa chất, hãy phân biệt các chất trong những dãy sau và viết phương trình hóa học để giải thích.

a) Các kim loại: Al, Mg, Ca, Na.

b) Các dung dịch: NaCl, CaCl₂, AlCl₃.

c) Các chất bột: CaO, MgO, Al₂O₃.

° Lời giải bài 4 trang 134 SGK Hóa 12:

a) Nhận biết Al, Mg , Ca, Na

• Cho nước vào 4 mẫu thử:

- Mẫu kim loại tan trong nước tạo thành dung dịch trong suốt là Na

- Mẫu kim loại tan trong nước tạo dung dịch vẩn đục là Ca

 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

 Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂↑

- Hai mẫu thử không tan trong nước là Al và Mg

- Hai kim loại không tan trong nước ta cho dung dịch NaOH vào, kim loại nào phản ứng có khí bay ra là Al, còn lại là Mg

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑

b) Nhận biết các dung dịch NaCl, CaCl₂, AlCl₃

• Cho dung dịch NaOH vào 3 mẫu thử:

- Mẫu thử nào xuất hiện kết tủa, sau đó kết tủa tan là: AlCl₃.

- Mẫu thử nào dung dịch có vẩn đục là CaCl₂

- Mẫu thử nào dung dịch trong suốt là NaCl.

- Các phương trình phản ứng:

 AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃↓ + 3NaCl

 Al(OH)₃↓ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O

 CaCl₂ + 2NaOH → Ca(OH)₂ + 2NaCl

c) Nhận biết các chất bột CaO, MgO, Al₂O₃

- Cho nước vào 3 mẫu thử, mẫu thử nào tan trong nước là CaO, hai mẫu thử không tan trong nước là MgO và Al₂O₃

 CaO + H₂O → Ca(OH)₂

- Lấy Ca(OH)₂ ở trên cho vào 2 mẫu thử không tan trong nước. Mẫu thử nào tan ra là Al₂O₃, còn lại là MgO

 Ca(OH)₂ + Al₂O₃ → Ca(AlO₂)₂ + H₂O

* Bài 5 trang 134 SGK Hóa 12: Viết phương trình hóa học để giải thích các hiện tượng xảy ra khi.

a) Cho dung dịch NH₃ dư vào dung dịch AlCl₃.

b) Cho từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch AlCl₃.

c) Cho từ từ dung dịch Al₂(SO₄)₃ vào dung dịch NaOH và ngược lại.

d) Sục từ từ đến dư khi CO₂ vào dung dịch NaAlO₂.

e) Cho từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch NaAlO₂.

° Lời giải bài 5 trang 134 SGK Hóa 12:

a) Cho dd NH₃ dư vào dd AlCl₃ xuất hiện kết tủa trắng keo Al(OH)₃

 AlCl₃ + 3NH₃ + 3H₂O → Al(OH)₃↓_trắng + 3NH₄Cl

b) Cho từ từ dd NaOH đến dư vào dung dịch AlCl₃ ban đầu xuất hiện kết tủa trắng keo Al(OH)₃, sau đó kết tủa tan ra dung dịch trở lại trong suốt

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

 Al(OH)₃↓ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O

c) Cho từ từ dd Al₂(SO₄)₃ vào dung dịch NaOH xuất hiện kết tủa trắng keo Al(OH)₃ sau đó kết tủa tan ngay.

- Ngược lại cho từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch Al₂(SO₄)₃ ban đầu sẽ có kết tủa trắng keo Al(OH)₃, sau đó khi NaOH dư thì kết tủa tan ra.

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

Al(OH)₃↓ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O

d) Sục từ từ khí CO₂ vào dung dịch Na[Al(OH)₄], xuất hiện kết tủa trắng keo Al(OH)₃

 NaAlO₂ + 2H₂O + CO₂ → NaHCO₃ + Al(OH)₃↓

e) Cho từ từ đến dư dung dịch HCl vào dd Na[Al(OH)₄].

- Ban đầu xuất hiện kết tủa trắng keo của Al(OH)₃ sau đó khi HCl dư thì kết tủa tan ra

 2NaAlO₂ + 2HCl + 2H₂O → 2NaCl + 2Al(OH)₃↓

 3HCl + Al(OH)₃↓ → AlCl₃ + 3H₂O

* Bài 6 trang 134 SGK Hóa 12: Hỗn hợp X gồm hai kim loại K và Al có khối lượng 10,5 gam. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X trong nước được dung dịch A. Thêm từ từ dung dịch HCl 1M vào dung dịch A: lúc đầu không có kết tủa, khi thêm được 100 ml dung dịch HCl 1M thì bắt đầu có kết tủa. Tính thành phần % số mol của các kim loại trong X.

° Lời giải bài 6 trang 134 SGK Hóa 12:

- Gọi x, y lần lượt là số mol của K và Al có trong hỗn hợp

- Ta có các PTPƯ:

 2K + 2H₂O → 2KOH + H₂↑      (1)

 x                  x(mol)

2Al + 2KOH + 2H₂O → 2KAlO₂ + 3H₂↑   (2)

 y        y                   y(mol)

- Khi thêm HCl vào dd A, lúc đầu không có kết tủa, sau đó mới có kết tủa nên dung dịch A có KOH dư;

- Như vậy dd A gồm: KOH dư: x - y (mol) và KAlO₂ : y (mol)

 HCl  +  KOH → KCl  +  H₂O   (3)

(x-y)    (x-y)mol

- Khi HCl trung hòa hết KOH dư thì xuất hiện kết tủa:

 KAlO₂ + HCl + H₂O → Al(OH)₃↓ + KCl   (4)

- Theo bài ra, khi thêm được 100 ml dung dịch HCl 1M thì bắt đầu có kết tủa; như vậy để trung hòa KOH dư cần 100 ml dung dịch HCl 1M.

- Ta có: n_HCl = n_KOH(3) = x - y = 0,1.1 = 0,1 (mol)   (*)

- Mặt khác, theo bài ra hai kim loại K và Al có khối lượng 10,5 gam nên có:

 39x + 27y = 10,5    (**)

- Giải hệ từ (*) và (**) ta được x = 0,2; y = 0,1.

- Vậy phần trăm số mol của K và Al trong hỗn hợp là:

 %n_K = (0,2/0,3) .100% = 66,67%;

 %n_Al = 100% - 66,67% = 33,33%.