Cách giải bài tập về Tính lưỡng tính của nhôm hiđroxit Al(OH)3 hay, chi tiết



Bài giảng: Bài tập về tính lưỡng tính của nhôm hiđroxit - Cô Nguyễn Thị Thu (Giáo viên VietJack)

A. Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

    - Cho dung dịch OH- tác dụng với dung dịch Al3+ hoặc cho H+ tác dụng với dung dịch AlO-2 (hoặc [Al(OH)4]-

    a/ Cho từ từ a mol OH- vào dung dịch chứa b mol Al3+. Tìm khối lượng kết tủa:

    Al3+ + OH- → Al(OH)3↓

    Nếu OH- dư: Al(OH)3 + OH- → AlO-2 + 2H2O

    - Khi đó tùy theo tỉ lệ số mol OH-: số mol Al3+ mà có kết tủa hoặc không có kết tủa hoặc vừa có kết tủa vừa có muối tan.

    * Để giải nhanh có thể sử dụng công thức:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    b/ Nếu cho từ từ H+ vào dung dịch chứa AlO-2 (hoặc [Al(OH)4]- thì có các phản ứng sau:

    AlO-2 + H+ + H2O → Al(OH)3

    Nếu H+ dư: Al(OH)3 + H+ → Al3+ + 3H2O

    Khi đó tùy theo tỉ lệ số mol H3+ : số mol AlO-2 mà có kết tủa hoặc không có kết tủa hoặc vừa có kết tảu vừa có muối tan.

    * Để giải nhanh có thể sử dụng công thức:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

Ví dụ minh họa

Bài 1: Rót 100 ml dung dịch NaOH 3,5M vào 100 ml dung dịch AlCl3 1M thu được m gam kết tủa. Tính m?

Hướng dẫn:

    Ta có: nNaOH = 0,35 mol, nAlCl3 = 0,1 mol

    Vận dụng tỉ lệ T

    nOH- = 0,35 mol, nAl3+ = 0,1 mol

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    → m↓ = 0,05 . 78 = 3,9 g

    hoặc T = 3,5 nên Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

Bài 2: Cho 450 ml dung dịch KOH 2M tác dụng với 100 ml dung dịch Al2(SO4)3 1M được dung dịch X. Tính nồng độ mol/l các chất trong dung dịch X?

Hướng dẫn:

    nOH- = 0,9 mol, nAl3+ = 0,2 mol

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    → Tạo [Al(OH)4]- và OH-

    Dung dịch X có Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

Bài 3: Cho m gam hỗn hợp bột Al và Fe tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy thoát ra 6,72 lít khí (đktc). Nếu cho m gam hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch HCl dư thì thấy thoát ra 8,96 lít khí (đktc). Tính khối lượng của Al và Fe trong hỗn hợp ban đầu.

Hướng dẫn:

    Ta có: nH2(1) = 6,72/22,4 = 0,3(mol)

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Từ (1) ⇒ nAl = 0,2(mol) ⇒ mAl = 0,2*27 = 5,4 (gam)

    Mà nH2(2)(3) = 8,96/22,4 = 0,4(mol)

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Từ (2) và (3) suy ra: mFe = 0,1*56 = 5,6(gam)

b) Bài toán ngược

    Đặc điểm: Biết số mol của 1 trong 2 chất tham gia phản ứng và số mol kết tủa. Yêu cầu tính số mol của chất tham gia phản ứng còn lại.

    * Kiểu 1: Biết số mol Al(OH)3, số mol Al3+ . Tính lượng OH-.

    Phương pháp:

    - Nếu số mol Al(OH)3 = số mol Al3+: cả 2 chất phản ứng vừa đủ với nhau tạo Al(OH)3. Khi đó:

    - Nếu nAl(OH)3 < nAl3+ thì có 2 trường hợp:

        +) Chưa có hiện tượng hoà tan kết tủa hay Al3+ còn dư. Khi đó sản phẩm chỉ có Al(OH)3 và .

        +) Có hiện tượng hoà tan kết tủa hay Al3+ hết. Khi đó sản phẩm có Al(OH)3 và [Al(OH)4]- :

    Ta có:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

Ví dụ minh họa

Bài 1: Cho 0,5 lít dung dịch NaOH tác dụng với 300ml dung dịch Al2(SO4)3 0,2M thu được 1,56g kết tủa. Tính nồng độ mol/lít của dung dịch NaOH. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Hướng dẫn:

    Số mol Al3+ = 0,12 mol.

    Số mol Al(OH)2 = 0,02 mol < số mol Al3+ nên có 2 trường hợp xảy ra.

        + TH1: Al3+ dư → Chỉ tạo Al(OH)3 nên số mol OH- = 3 . 0,02 = 0,06 mol.

    → CM(NaOH) = 0,12M

        + TH2: Al3+ hết → tạo

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    → Số mol OH- = 3 . 0,02 + 4 . 0,1 = 0,46 mol

    → CM(NaOH) = 0,92M

    * Kiểu 2: Biết số mol OH-, số mol kết tủa Al(OH)3. Tính số mol Al3+.

    Phương pháp: mol OH- của bài cho với số mol OH- trong kết tủa.

        + Nếu số mol OH- của bài cho lớn hơn số mol OH- trong kết tủa thì đã có hiện tượng hoà tan kết tủa.

    Sản phẩm của bài có Al(OH)3 và [Al(OH)4]-

    Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án (Áp dụng bảo toàn nhóm OH-)

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

        + Nếu trong bài có nhiều lần thêm OH- liên tiếp thì bỏ qua các giai đoạn trung gian, ta chỉ tính tổng số mol OH- qua các lần thêm vào rồi so sánh với lượng OH- trong kết tủa thu được ở lần cuối cùng của bài.

Ví dụ minh họa

Bài 2: Thêm 0,6 mol NaOH vào dd chứa x mol AlCl3 thu được 0,2 mol Al(OH)3. Thêm tiếp 0,9 mol NaOH thấy số mol của Al(OH)3 là 0,5. Thêm tiếp 1,2 mol NaOH nữa thấy số mol Al(OH)3 vẫn là 0,5 mol. Tính x?

Hướng dẫn:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    nAl(OH)3 = 0,5

    Số mol OH- trong kết tủa là 1,5 mol < 2,7 mol → có tạo [Al(OH)4]-

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    * Kiểu 3: Nếu cho cùng một lượng Al3+ tác dụng với lượng OH- khác nhau mà lượng kết tủa không thay đổi hoặc thay đổi không tương ứng với sự thay đổi OH-, chẳng hạn như:

    TN1: a mol Al3+ tác dụng với b mol OH- tạo x mol kết tủa.

    TN2: a mol Al3+ tác dụng với 3b mol OH- tạo x mol kết tủa hoặc 2x mol kết tủa.

    Khi đó, ta kết luận:

    TN1: Al3+ còn dư và OH- hết. nAl(OH)3 = nOH-/3 = x.

    TN2: Cả Al3+ và OH- đều hết và đã có hiện tượng hoà tan kết tủa.

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

Ví dụ minh họa

Bài 3: TN1: Cho a mol Al2(SO4)3 tác dụng với 500ml dung dịch NaOH 1,2M được m gam kết tủa.

    TN2: Cũng a mol Al2(SO4)3 tác dụng với 750ml dung dịch NaOH 1,2M thu được m gam kết tủa. Tính a và m?

Hướng dẫn:

    Vì lượng OH- ở 2 thí nghiệm khác nhau mà lượng kết tủa không thay đổi nên:

    TN1: Al3+ dư, OH- hết.

    Số mol OH- = 0,6 mol → nAl(OH)3 = nOH-/3 = 0,2 mol → m = 15,6 g

    TN2: Al3+ và OH- đều hết và có hiện tượng hoà tan kết tủa.

    Số mol OH- = 0,9 mol → Tạo Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Số mol Al2(SO4)3 = 0,1375 mol = a.

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Cho V lít dung dịch NaOH 0,4M tác dụng với 58,14g Al2(SO4)3 thu được 23,4g kết tủa. Tìm giá trị lớn nhất của V?

    A. 2,65l         B. 2,24l         C. 1,12l         D. 3,2 l

Đáp án: A

    Số mol Al3+ = 0,34 mol.

    Số mol Al(OH)3 = 0,3 mol < số mol Al3+ nên có 2 trường hợp xảy ra.

        + TH1: Al3+ dư → Chỉ tạo Al(OH)3 nên số mol OH- = 3 . 0,3 = 0,9 mol.

    → V(dd NaOH) = 2,25 lít = Vmin

        + TH2: Al3+ hết → tạo Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    → Số mol OH- = 3 . 0,3 + 4 . 0,04 = 1,06 mol

    → V(dd NaOH) = 2,65 lít = Vmax.

Bài 2: Cho 150 cm3 dung dịch NaOH 7M tác dụng với 100cm3 dung dịch Al2(SO4)3 1M. Hãy xác định nồng độ mol của NaOH trong dung dịch sau phản ứng.

    A. 0,8M         B. 1,2M         C. 1M         D. 0,75M

Đáp án: C

    Ta có: nNaOH = 7.0,15 = 1,05 mol; nAl2(SO4)3 = 1.0,1 = 0,1 mol

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Vì NaOH dư nên:

    Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]

    Sau phản ứng có 0,2 mol Na[Al(OH)4] và 0,25 mol NaOH dư.

    Nồng độ mol của Na[Al(OH)4] = 0,2/(0,15 + 0,1) = 0,8M

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

Bài 3: Cho từ từ 0,7 mol NaOH vào dung dịch chứa 0,1 mol Al2(SO4)3. Số mol kết tủa thu được là:

    A. 0,2         B. 0,15         C. 0,1         D. 0,05

Đáp án: C

    Ta có: nOH- = nNaOH = 0,7 mol

    nAl3+ = 2.0,1 = 0,2 mol

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    → nOH- = 0,7 - 0,6 = 0,1 mol

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    → nAl(OH)3 còn = 0,2 - 0,1 = 0,1 mol

Bài 4: Cho 100ml dung dịch AlCl3 1M tác dụng với 200ml dung dịch NaOH. Kết tủa tạo thành được làm khô và nung đến khối lượng không đổi cân nặng 2,55g. Tính nồng độ dung dịch NaOH ban đầu.

    A. 0,75 M         B. 1,75M         C. 1M         D. 1,25M

Đáp án: B

    Số mol AlCl3 là nAlCl3 = 0,1.1 = 0,1 (mol)

    Số mol Al2O3 là nAl2O3 = 2,55/102 = 0,025 (mol)

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Theo pt (3) ta thấy số mol Al(OH)3 còn lại là 0,05 mol

    Như vậy đã có: 0,1 - 0,05 = 0,05 mol Al(OH)3 đã bị hòa tan.

    Từ (1) và (2) số mol NaOH = 3.0,1 + 0,05 = 0,35 (mol)

    Nồng độ mol/l CM(NaOH) = 0,35/0,2 = 1,75M

Bài 5: Cho V lít dung dịch Ba(OH)2 0,5M vào 200 ml dung dịch Al(NO3)3 0,75M thu được 7,8 g kết tủa. Vậy V có giá trị là:

    A. 0,3 và 0,6         B. 0,3 và 0,7         C. 0,4 và 0,8         D. 0,3 và 0,5

Đáp án: D

    nBa(OH)2 = 0,5V → nOH- = 1V (mol)

    nAl3+ = nAl(NO3)3 = 0,75.0,2 = 0,15 (mol)

    nAl(OH)3 = 7,8/78 = 0,1 mol

    Trường hợp 1: lượng OH- chỉ đủ tạo 0,1 mol kết tủa:

    nOH- = 3.nAl(OH)3 = 0,3 mol

    V = 0,3 (l)

    Trường hợp 2: lượng OH- dư, hòa tan một phần kết tủa

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    * Cách khác áp dụng nhanh công thức cho 2 trường hợp:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

Bài 6: Hòa tan hết 0,81 gam bột nhôm vào 550ml dung dịch HCl 0,2M thu được dung dịch A. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,5M cần thêm vào dung dịch A để thu được lượng kết tủa lớn nhất.

    A. 0,22l         B. 0.2l         C. 0,15l         D. 0,12l

Đáp án: A

    Số mol Al = 0,81/27 = 0,03 (mol); số mol HCl = 0,55.0,2 = 0,11 (mol)

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Dung dịch A thu được gồm AlCl3 = 0,03 mol; HCl = 0,11 - 0,09 = 0,02 mol.

    Để có lượng kết tủa lớn nhất:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Thể tích dung dịch NaOH cần dùng = (0,02+0,09)/0,5 = 0,22 (lít)

Bài 7: Cho 200ml dung dịch AlCl3 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M; lượng kết tủa thu được là 15,6 gam. Giá trị lớn nhất của V là:

    A. 1,2         B. 1,8         C. 2,4         D. 2

Đáp án: D

    Ta có: nAlCl3 = 1,5.0,2 = 0,3 mol; nAl(OH)3 = 15,6/78 = 0,2 mol

    Thể tích NaOH lớn nhất khi kết tủa sinh ra cực đại, bị NaOH hòa tan 1 phần còn 15,6 (g).

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Theo phương trình phản ứng, ta có: nNaOH = 0,9 + 0,1 = 1 mol

    → VNaOH = 1/0,5 = 2 lít

Bài 8: Cho hỗn hợp gồm Na và Al có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 2 vào nước dư. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8,96 lít khí H2 (đktc) và m gam chất rắn không tan. Giá trị của m là:

    A. 10,8         B. 5,4         C. 7,8         D. 43,2

Đáp án: B

    Ta có: nH2 = 0,896/22,4 = 0,04 mol

    Gọi: nAl = x mol → nAl = 2x mol

    Phản ứng:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Sau các phản ứng còn m(g) chất rắn không tan, đó là khối lượng của Al dư.

    Theo phản ứng (1), (2) Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    → mAl ban đầu = 2x = 0,2.2 = 0,4 mol

    Mà: nAl phản ứng = nNaOH = x = 0,2 mol → nAl dư = 0,4 - 0,2 = 0,2 mol

    → mAl = 0,2.27 = 5,4 (g)

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại khoahoc.vietjack.com

CHỈ CÒN 250K 1 KHÓA HỌC BẤT KÌ, VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID

Tổng hợp các video dạy học từ các giáo viên giỏi nhất - CHỈ TỪ 399K tại khoahoc.vietjack.com

Tổng đài hỗ trợ đăng ký khóa học: 084 283 45 85


kim-loai-kiem-kim-loai-kiem-tho-nhom.jsp


Các loạt bài lớp 12 khác
2004 - Toán Lý Hóa