Cách giải bài tập muối nhôm tác dụng với kiềm năm 2024
|
Cho x gam Al tan hoàn toàn vào y mol HCl thu được dung dịch Z chứa 2 chất tan có cùng nồng đô mol. Thêm từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch Z thì đồ thị biểu diễn lượng kết tủa phụ thuộc vào lượng OH- là: Giá trị của x là:
Đáp án: A Phương pháp giải: Bài toán muối nhôm tác dụng với dd kiềm Các phản ứng xảy ra: Al3+ + 3OH-→ Al(OH)3 (1) Al(OH)3 + OH-→ [Al(OH)4]- (2) Từ (1) và (2) ta rút ra kết luận: + Nếu b/a ≤ 3 thì kết tủa chưa bị hoà tan và nAl(OH)3= b/3 + Nếu 3 < b/a < 4 thì kết tủa bị hoà tan 1 phần Al3+ + 3OH-→ Al(OH)3 (1) mol a →3a →a Al(OH)3 + OH- → [Al(OH)4]- (2) Mol b-3a b-3a nAl(OH)3= 4a-b + Nếu b/a ≥ 4 thì kết tủa bị hoà tan hoàn toàn Lời giải chi tiết: Vì Z có 2 chất tan cùng nồng độ mol => đó là AlCl3 và HCl \=> nAlCl3 = nHCl => n = y – 3n => y = 4n (1) Tại nOH = 5,16 mol thì kết tủa tan 1 phần \=> nAl(OH)3 = 4nAl3+ - (nOH – nHCl (Z) ) \=> 0,175y = 4n – ( 5,16 – n) (2) Từ (1,2) => n = 1,2 mol \=> x = 32,4g Đáp án A Đáp án - Lời giải 1. Tổng quan kiến thứcKhi cho muối nhôm vào dung dịch kiềm: - Tạo ra kết tủa Al(OH)3:AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl - Kết tủa tan bởi NaOH dư: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + H2O Hiện tượng: khối lượng kết tủa đại cực đại rồi tan. 1.1. Dung dịch muối nhôm vừa đủ hoặc dư Sản phẩm tạo thành: kết tủa Al(OH)3 PTHH: AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl 2AlCl3 + 3Ba(OH)2 → 2Al(OH)2 + 3BaCl2 Dữ kiện cho: số mol muối nhôm, số mol dung dịch kiềm. Phương pháp giải: - Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol. - Bước 2: Viết PTHH xảy ra. - Bước 3: Tìm tỉ lệ số mol của các chất tham gia, các chất tạo thành. - Bước 4: Từ tỉ lệ số mol theo PTHH tìm số mol có liên quan, rồi tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận. Ví dụ 1: Cho 150ml dung dịch AlCl3 0,1M tác dụng với 300ml dung dịch NaOH 0,1M. Tính khối lượng kết tủa tạo thành. Ta có: nAlCl3 = 0,1.0,15 =0,015 (mol); nNaOH = 0,1.0,3 = 0,03 (mol) PTHH: AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl Tỉ lệ 1 3 1 3 Có: 0,015 0,03 P/ư:0,01<-0,03->0,01 Từ PTHH → AlCl3 dư → n↓ = 0,01 (mol) →m ↓= 0,01.78 = 0,78 (g) 1.2. Dung dịch kiềm dư Sản phẩm tạo thành: Al(OH)3 , muối aluminat ( NaAlO2, Ba(AlO2)2…) PTHH: AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl(1) Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + H2O(2) Dữ kiện cho: Cho số mol muối nhôm, số mol kiềm. Tính khối lượng kết tủa Phương pháp giải: - Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol. - Bước 2: Viết PTHH xảy ra. - Bước 3: Tìm tỉ lệ số mol của các chất tham gia, các chất tạo thành. Từ pt (1) tìm được số mol Al(OH)2, số mol kiềm dư. - Bước 4: Đặt số mol kiềm dư và Al(OH)2 vào pt (2). Xác định NaOH dư hay Al(OH)2 dư → Tính số mol các chất liên theo chất phản ứng hết trước. - Bước 5: Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận. Ví dụ 2: Cho 150ml dung dịch AlCl3 0,1M tác dụng với 500ml dung dịch NaOH 0,1M. Tính khối lượng kết tủa tạo thành. Ta có: nAlCl3 = 0,1.0,15 =0,015 (mol); nNaOH = 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 + H2O Tỉ lệ: 1 1 1 1 Có: 0,015 0,005 P/ư: 0,005 0,005 → Sau p/ưAl(OH)3 dư : 0,015 – 0,005 = 0,01 (mol) →m ↓= 0,01.78 = 0,78 (g) 1.3. Cho khối lượng kết tủa, xác định lượng chất ban đầu phản ứng. PTHH: AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl(1) Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + H2O(2) Tại cùng một giá trị số mol kết tủa Al(OH)3 thì xảy ra 2 trường hợp: - TH1: Kiềm thiếu - TH2: Kiềm dư Phương pháp giải: - Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol. - Bước 2: Xét trường hợp 1: Dung dịch kiềm thiếu: + Viết PTHH (chỉ có p/ư (1)) + Đặt số mol Al(OH)3 → số mol kiềm p/ư - Bước 3: Xét trường hợp 2: Dung dịch kiềm dư + Viết PTHH (2 phản ứng) + Tìm tỉ lệ số mol của các chất tham gia, các chất tạo thành. Từ pt (1) tìm được số mol Al(OH)3 tạo thành, số mol kiềm p/ư. + Xác định số mol Al(OH)3 p.ư ở pt (2) . Đặt vào PTTH (2) tìm số mol kiềm p.ư ở pt (2). + Cộng số mol kiềm tác dụng ở pt (1) và (2). - Bước 4: Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận. Ví dụ 3: Cho 300ml dung dịch AlCl3 1M tác dụng với 500ml dung dịch NaOH xM. Sau phản ứng thu được 7,8 gam kết tủa. Tính x. Ta có: nAlCl3 = 0,3.1 = 0,3 (mol);n↓ = \(\frac{7,8}{78} =0,1 (mol)\) TH1: Dung dịch kiềm thiếu: PTHH: AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl(1) Tỉ lệ: 1 3 1 3 P/ư: 0,3 0,1 →nNaOH = 0,3 (mol) → CM = x = \(\frac{n}{V}= \frac{0,3}{0,5} = 0,6\) (M) TH2: Dung dịch kiềm dư: 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 nAl(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 + H2O(2) Tỉ lệ: 1111 P/ư: 0,2-> 0,2 → nNaOH p.ư = 0,9 + 0,2 = 1,1 (mol) → CM = x = \(\frac{n}{V}= \frac{1,1}{0,5} = 2,2\) (M) 2. Bài tập và hướng dẫn giảiBài 1: Cho 360ml dung dịch NaOH 1M vào 160ml dung dịch hỗn hợp chứa Fe2(SO4)3 0,125M và Al2(SO4)3 0,25M. Sau phản ứng tách kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi được chất rắn C. a/ Tính mrắn C. b/ Tính nồng độ mol/l của muối tạo thành trong dung dịch. Ta có: nNaOH = 0,36.1 = 0,36 (mol) nFe2(SO4)3 = 0,16.0,125 = 0,02 (mol) nAl2(SO4)3 = 0,16.0,25 = 0,04 (mol) PTHH: Fe2(SO4)3 + 6NaOH → 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4 0,02 0,12 0,04 Al2(SO4)3 + 6NaOH → 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 0,04 0,24 0,08 Theo PTHH → NaOH phản ứng vừa đủ → Chất rắn sau phản ứng là : Fe(OH)3; Al(OH)3 Nhiệt phân chất rắn: 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O 0,04 0,02 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O 0,08 0,04 → Chất rắn C gồm: Fe2O3, Al2O3 → Khối lượng chất rắn C là: mC = mFe2O3 + mAl2O3 = 0,02.160 + 0,04.102 = 7,28 (g) Bài 2: Cho 8,05 (g) Na vào 200ml dung dịch AlCl3 0,5M. Sau phản ứng thu được chất kết tủa, nung kết tủa đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn A. Tính m. Bài làm: Ta có: nNa = \(\frac{8,05}{23}\) = 0,35 (mol) Ta có: nAlCl3 = 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 + H2O Tỉ lệ: 1 1 1 1 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 A= 0,025.102 = 2,55 (g) Bài 3: Cho 500ml dung dịch NaOH 1,3M tác dụng với 100ml dung dịch X chứ AlCl3 1M và FeCl3 1M . Nung kết tủa thu được đến khối lượng không đổi được x gam chất rắn B. Tính giá trị của x. Bài làm: Ta có: nNaOH = 0,5.1,3 = 0,65 (mol) nFeCl3 = 0,1.1 = 0,1 (mol) nAlCl3 = 0,1.1 = 0,1 (mol) PTHH: FeCl3 + 3 NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl P/ư 0,1 0,3 0,04 AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl P/ư: 0,1 0,3 0,1 → Sau phản ứng NaOH dư : 0,65 – (0,3 + 0,3) = 0,05 (mol) NaOH dư: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + H2O Có: 0,1 0,05 P/ư: 0,05 0,05 → Chất rắn sau phản ứng là : Fe(OH)3; Al(OH)3 Nhiệt phân chất rắn: 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O 0,1 0,05 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O 0,05 0,025 → Chất rắn B gồm: Fe2O3, Al2O3 → Khối lượng chất rắn C là: mB = mFe2O3 + mAl2O3 = 0,05.160 + 0,025.102 = 10,55 (g) Bài 4: Cho 300ml dung dịch AlCl3 1M tác dụng với 500ml dung dịch NaOH xM. Sau phản ứng thu được kết tủa. Nung kết tủa đến khối lượng không đổi được 10,2 gam.Tính x. Bài làm: Ta có: nAlCl3 = 0,3.1 = 0,3 (mol) ; nAl2O3 = \( \frac{10,2}{102} = 0,1 (mol)\) PTHH: 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O P.ư 0,2<- 0,1 →nAl(OH)3 = 0,2 (mol) TH1: Dung dịch kiềm thiếu: PTHH: AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl (1) Tỉ lệ: 1 3 1 3 P/ư: 0,6 0,2 →nNaOH = 0,6 (mol) → CM = x = \( \frac{n}{V}= \frac{0,6}{0,5} = 1,2\) (M) TH2: Dung dịch kiềm dư: 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 nAl(OH)3 = 0,3 (mol) Số mol kết tủa thu được là 0,2 mol → Số mol kết tủa bị hòa tan là: 0,3 – 0,2 = 0,1 (mol) NaOH dư: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + H2O (2) Tỉ lệ: 1 1 1 1 P/ư: 0,1 0,1 → nNaOH p.ư = 0,9 + 0,1 = 1 (mol) → CM = x = \( \frac{n}{V}= \frac{1}{0,5} = 2\) (M) Bài 5: Cho một mẫu Na vào 100ml dung dịch AlCl3 1M thu được V lit khí (đktc) và một kết tủa A. Nung A đến khối lượng không đổi thu được 2,55 gam chất rắn. Tính giá trị của V. Bài làm: Ta có: nAlCl3 = 0,1.1 = 0,1 (mol) A là Al(OH)3 → Chất rắn thu được sau nhiệt phân là : Al2O3 → nAl2O3 = \( \frac{2,55}{102} = 0,025 (mol)\) Khi nhiệt phân A: PTHH: 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O P.ư 0,05 0,025 →nAl(OH)3 = 0,05 (mol) TH1: Dung dịch kiềm thiếu: PTHH: AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl (1) Tỉ lệ: 1 3 1 3 P/ư: 0,15 0,05 →nNaOH = 0,15 (mol) → nH2 = ½ nNaOH = 0,15 : 2 = 0,075 (mol) → V = 0,075.22,4 = 1,68 (lít) TH2: Dung dịch kiềm dư: PTHH: AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl (1) Tỉ lệ 1 3 1 3 Có: 0,1 P/ư: 0,1 0,3 0,1 → Sau phản ứng nAl(OH)3 = 0,1 (mol) Số mol kết tủa thu được là 0,05 mol → Số mol kết tủa bị hòa tan là: 0,1 – 0,05 = 0,05 (mol) NaOH dư: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + H2O (2) Tỉ lệ: 1 1 1 1 P/ư: 0,05 0,05 → nNaOH p.ư = 0,3 + 0,05 = 0,35 (mol) → nH2 = ½ nNaOH = 0,35 : 2 = 0,175 (mol) → V = 0,175.22,4 = 3,92 (lít) -Hết- Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề phương pháp giải bài tập muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm môn Hóa học 9 năm 2021-2022. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính. |
