Phương pháp giải một số dạng bài tập về kim loại nhôm và hợp chất của nhôm

Dạng 1: Lý thuyết về kim loại nhôm

Ví dụ 1: Nhôm thể hiện tính chất nào sau đây ?

1) Nhôm có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm diện.

2) Là kim loại màu trắng bạc, mềm, dễ kéo sợi và dát mỏng.

3) Nhôm dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, tốt hơn các kim loại Fe và Cu.

4) Nhôm là kim loại nhẹ, nóng chảy ở nhiệt độ 660^oC.

5) Nhôm là nguyên tố s.

A. 1, 2, 4, 5.

B. 1, 2, 4.

C. 1, 3, 4, 5.

D. 1, 2, 3, 4.

Hướng dẫn giải chi tiết:

(3) Nhôm dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, tốt hơn các kim loại Fe và Cu.

=> Sai do tính dẫn điện của Cu tốt hơn Al

Đáp án B.

Ví dụ 2: Tính chất nào sau đây của nhôm là đúng ?

A. Nhôm tác dụng với các axit ở tất cả mọi điều kiện.

B. Nhôm tan được trong dung dịch NH₃.

C. Nhôm bị thụ động hóa với HNO₃ đặc nguội và H₂SO₄ đặc nguội.

D. Nhôm là kim loại lưỡng tính.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Lưu ý: nhôm bị thụ động với HNO₃ đặc nguội, và H₂SO₄ đặc nguội.

Đáp án C

Ví dụ 3: Tính chất nào sau đây của nhôm là đúng ?

A. Nhôm tác dụng với các axit ở tất cả mọi điều kiện.

B. Nhôm tan được trong dung dịch NH₃.

C. Nhôm bị thụ động hóa với HNO₃ đặc nguội và H₂SO₄ đặc nguội.

D. Nhôm là kim loại lưỡng tính.

Dạng 2: Nhôm và hợp chất của nhôm tác dụng với dung dịch kiềm

*Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Cho từ từ 350 ml dung dịch NaOH 1M vào 100 ml dung dịch AlCl₃ x mol/l, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,9 gam kết tủa.Giá trị của x là

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_NaOH = V_NaOH×C_M = 0,35×1 = 0,35 (mol) ;

n_AlCl3 = 0,1x (mol)

n_Al(OH)3 = 3,9 : 78 = 0,05 (mol)

Ta thấy: n_Al(OH)3 < 3n­­NaOH → xảy ra trường hợp tạo kết tủa cực đại, sau đó kết tủa tan 1 phần.

Khi cho từ từ dd NaOH vào dd AlCl₃  xảy ra phản ứng theo thứ tự sau:

3NaOH + AlCl₃ → Al(OH)₃↓ + 3NaCl  (1)

  0,3x    ← 0,1x  →  0,1x   (mol)

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

(0,1x – 0,05) ← (0,1x – 0,05)  (mol)

Theo PTHH (1): n_{Al(OH)3 cực đại} = n_AlCl3 = 0,1x (mol)

→ n_{Al(OH)3 bị hòa tan} = n_{Al(OH)3 cực đại} – n_{Al(OH)3 còn lại} = 0,1x – 0,05 (mol)

Ta có: ∑ n_NaOH(1)+(2) = 0,3x + (0,1x – 0,05)

→ 0,4x - 0,05 = 0,35

→ 0,4x = 0,4 → x = 1 (M)

* Ta cũng có thể áp dụng công thức tính nhanh

4 * nAlCl₃ - nNaOH = n Al(OH)₃

4 * 0,1x - nNaOH = n Al(OH)₃

=> 4* 0,1 x = 0,05 + 0,35 => x = 1M

Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm Al và Al₂O₃. Hòa tan hoàn toàn 1,83 gam X trong 50 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ), thu được V lít H₂ (đktc). Giá trị của V là

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_NaOH = 0,05 mol

Đặt n_Al = x và n_Al2O3 = y (mol)

+)  m_{hh X} = 27x + 102y = 1,83 (1)

+) Hỗn hợp X tác dụng với NaOH:

  Al + NaOH + H₂O → NaAlO₂ + 1,5 H₂

   x →    x       →                         1,5x

Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O

   y →       2y

→ n_NaOH = x + 2y = 0,05 (2)

Giải hệ (1) (2) được x = 0,03 và y = 0,01

⟹ V_H2 = 22,4.1,5x = 1,008 lít

Dạng 3: Bài tập về phản ứng nhiệt nhôm

* Một số ví dụ cụ thể:

Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm Fe₃O₄ và Al có tỉ lệ mol tương ứng là 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

Hướng dẫn giải chi tiết:

               3Fe₃O₄ + 8Al \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) 9Fe + 4Al₂O₃

Ban đầu:    1           3

Ta thấy: 1/3 < 3/8 nên Fe₃O₄ phản ứng hết, Al còn dư.

Vậy sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp gồm Fe, Al₂O₃ và Al dư.

Ví dụ 2: Khi cho 20,7 gam hỗn hợp X gồm Fe₂O₃, Cr₂O₃ và Al₂O₃ tác dụng với dung dịch NaOH đặc dư, sau phản ứng thu được chất rắn có khối lượng 8 gam. Để khử hoàn toàn 41,4 gam X bằng phản ứng nhiệt nhôm phải dùng 10,8 gam Al. Thành phần phần trăm theo khối lượng của Al₂O₃ trong hỗn hợp X là

Hướng dẫn giải chi tiết:

Cr₂O₃ và Al₂O₃ tan trong dung dịch NaOH đặc dư → chất rắn còn lại là Fe₂O₃ có khối lượng 8 gam

→\({n_{F{e_2}{O_3}}}\) = 0,05 mol

Gọi n_Cr2O3 = 2x mol

Khử 41,4 gam X bằng phản ứng nhiệt nhôm (lượng các chất lấy gấp đôi ban đầu)

2Al + Cr₂O₃ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Al₂O₃ + 2Cr

 4x  ←   2x 

2Al + Fe₂O₃ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Al₂O₃ + 2Fe

0,2  ←  0,1

→ n_{Al cần dùng} = 4x + 0,2 = 0,4 → x = 0,05

\( \to {m_{A{l_2}{O_3}}} = 20,7 - 8 - 0,05.152 = 5,1\,\,gam\)

\(\,\, \to \,\,\% {m_{A{l_2}{O_3}}} = \frac{{5,1}}{{20,7}}.100\% = 24,64\% \)