Chuyên đề Các bài toán về nhôm

Các bài toán về nhôm
A. Bản chất của phản ứng 
Về nguyên tắc , Al tác dụng mãnh liệt với theo phương trình :
Tuy nhiên, thực tế các vật bằng Al không tan được trong vì ở bề mặt các vật này có 1 lớp oxit mỏng bao bọc ngăn cản sự tiếp xúc của  với Al .
Khi nhúng các vật bằng Al vào dung dịch kiềm như có các quá trình sau : 
Trước hết : 
Kiềm hoà tan lớp oxit trên bề mặt 
Sau đó : 
+Al phản ứng mãnh liệt với 
+Kiềm hoà tan 
Quá trình (2) và (3) xảy ra liên tục và đan xen nhau 
Kết quả : 
Vật làm bằng Al tan dần . Quá trình tan đó đc mô tả bằng phương trình tổng sau : 
**Khi đề bài cho hỗn hợp 2 kim loại A, B tác dụng với mà tan hoàn toàn sẽ xảy ra 2 TH 
TH1 : A, B đều phản ứng đc với 
VD : 
TH2 : A tan trong nước , B tan trong kiềm do A tạo ra :
VD : 
B.Bài toán nhiệt nhôm . 
a. Phương trình tổng quát 
b. Điều kiện phản ứng 
Phản ứng chỉ xảy ra khi là oxit kim loại đứng sau Al 
VD:  
c. Đặc điểm phản ứng 
+Do trong quá trình phản ứng trạng thái của các chất ban đầu cũng như sản phẩm đều ở trạng thái rắn nên dù hoàn toàn hay không tổng khối lượng chất rắn phản ứng bằng tổng khối lượng chất rắn sau phản ứng 
+Tùy theo điều kiện phản ứng nhiệt nhôm có thể xảy ra hoàn toàn hoặc không hoàn toàn (ta có thể chia các TH có thể xảy ra ) 
+Các oxit có thể khác nhau nhưng trong phản ứng luôn có Al và điều kiện nhiệt độ . Nên được gọi là phản ứng nhiệt Al 
d. Ứng dụng của phản ứng 
Do trong phản ứng chuyển về kim loại nên phản ứng nhiệt nhôm được dùng để điều chế những kim loại đứng sau Al (phản ứng nhiệt luyện ) 
e. Các kĩ năng giải bài tập phản ứng nhiệt nhôm 
Ví dụ minh họa hiểu rõ bản chất (có thể hơi dài dòng nhưng đây là bản chất của quá trình ) 
VD: Nung 10,8 g bột Al với 16 g (trong điều kiện không có không khí ) , nếu thì khối lượng là bao nhiêu ? 
Bg: 
                                            Ta có : 
Khi cho Al tác dụng với có thể xảy ra 3 phản ứng sau : 
Về mặt thực tế cả 3 phản ứng trên xảy ra đồng thời nhưng để thuận lợi cho tính toán , 1 cách gần đúng ta coi tốc độ phản ứng (1) và (2) rất nhỏ xo với (3) nghĩa là 1 cách gần đúng ta coi chỉ có phản ứng 
Theo bài cho thì phản ứng chỉ có 80% nghĩa là cả 2 chất ban đầu không phản ứng hết 
Do đó : để tính theo chất nào ( ) ta phải tìm chất hết bằng cách : 
Giả sử phản ứng xảy ra hoàn toàn 
Theo số mol bài cho dễ thấy hết , nên sản phẩm tính theo 
Khối lượng của thu đc : 
Mà H=80% , nên khối lượng thực tế thu đc là : 
C. Phương pháp giải bài tập về nhôm .
 Với các bài toán hóa học về nhôm , hợp chất của nhôm cũng như các bài toán hỗn hợp . Ngoài việc sử dụng các phương pháp như bào toàn khối lượng , bảo toàn electron , tăng - giảm khối lượng ...v..v .... Ngoài ra còn có một số dạng bài tập đặc trưng riêng của nhôm đó là :
1.  Muối tác dụng với dung dịch kiềm tạo kết tủa . 
        Khi cho một lượng dung dịch chứa vào dung dịch thu được kết tủa . Nếu sẽ có hai trường hợp phù hợp xảy ra . Khi đó bài toán sẽ có hai giá trị gần đúng .
Trường hợp 1 : Lượng thiếu , chỉ đủ để tạo kết tủa theo phản ứng .
Lượng được tính theo kết tủa , khi đó giá trị là giá trị nhỏ nhất .
Trường hợp 2 : Lượng đủ để xảy ra hai phản ứng :
Trong đó , phản ứng hoàn toàn , phản ứng xảy ra 1 phần . Lượng được tính theo cả và , khi đó giá trị là giá trị lớn nhất . 
 2. Dung dịch tác dụng với dung dịch tạo kết tủa .
    Khi cho từ từ dung dịch chứa vào dung dịch chứa thu được kết tủa .Nếu sẽ có hai trường hợp phù hợp xảy ra . Khi đó bài toán sẽ có hai giá trị gần đúng .
Trường hợp 1: Lượng thiếu , chỉ đủ để tạo kết tủa theo phản ứng 
Lượng được tính theo kết tủa , khi đó giá trị là giá trị nhỏ nhất 
Trường hợp 2 : Lượng đủ ,  để tạo kết tủa theo phản ứng
Trong đó , phản ứng hoàn toàn , phản ứng xảy ra 1 phần . Lượng được tính theo cả và , khi đó giá trị là giá trị lớn nhất . 
 3. Hỗn hợp kim loại kiềm gồm kim loại kiềm (kiềm thổ ) , nhôm tác dụng với nước .
   Khi đó , kim loại kiềm hoặc kiềm thổ tác dụng với nước tạo dung dịch kiềm , sau đó dung dịch kiềm hòa tan nhôm . 
Ví dụ : Một hỗn hợp gồm được chia làm hai phần bằng nhau
-Phần 1 : Đem hòa tan trong nước dư thu được V1 lít khí (đktc)
-Phần 2 : Hòa tan trong dung dịch dư thu được V2 lít khí (đktc)
Khi đó : Ở phần 1 có các phản ứng
             Ở phần 2 có các phản ứng
Nếu khi đó , ở phần 1 nhôm chưa tan hét , lượng được tính theo thoát ra . Phần 2 , cả và đều tan hết , lượng  được tính theo cả .
D: Các bài tập áp dụng 
a. Phần tự luận 
Câu 1: 
Cho V lít dung dịch vào dung dịch chứa 0,15 mol thu được 9,86 gam kết tủa . Tính V .
Câu 2 :
Hỗn hợp X gồm và . Cho m gam X vào lượng dư nước thì thoát ra 1 lít khí .Nếu cũng cho m gam X vào dung dịch dư thì được 1,75 lít khí .Tính thành phần phần trăm khối lượng của các chất trong hỗn hợp X (biết các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn ).
Câu 3 :
Chia m gam hỗn hợp A gồm thành 2 phần bằng nhau:
-Phần 1: Tan trong nước dư thu được 1,344 lít khí (đktc) và dung dịch B.
-Phần 2: Tan trong dung dịch dư được 10,416 lít khí (đktc) 
a/ Tính khối lượng kim loại trong hỗn hợp ban đầu .
b/ Cho 50ml dung dịch vào B .Sau phản ứng thu được 7,8 gam kết tủa .Tính nồng độ mol của dung dịch .
b . Phần trắc nghiệm
Câu 1 : 
Hỗn hợp tecmit là hỗn hỗn hợp dùng để làm đường ray xe lửa. Thành phần của hỗn hợp tecmit là:
A. bột nhôm và FeO
B. bột nhôm và 
C. bột nhôm và 
D. bột nhôm và 
Câu 2 :
Nguyên liệu chủ yếu được dùng để sản xuất trong công nghiệp là 
A. đất sét 
B. quặng boxit 
C. mica 
D. cao lanh 
Câu 3 : 
Trong các chất sau đây, chất nào không có tính chất lưỡng tính 
A. 
B. 
C. 
D. 
Câu 4 :
Trộn 5,4 gam bột với 17,4 gam bột rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm  Giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử thành . Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp chất rắn sau phản ứng bằng dung dịch loãng thì thu được 5,376 lít khí (đktc). Hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm là 
A. 12,5% 
B. 60% 
C. 20% 
D. 80% 
Câu 5 : 
Khoáng chất trong thiên nhiên của nhôm là : Nefelin, boxit, corundum. Công thức của các khoáng chất này lần lượt là:
A. , , 
B. , , 
C. , , 
D. , , 
Câu 6 :
Điều nào sau đây là đúng khi nói về sản xuất Al bằng phương pháp điện phân  nóng chảy:
A. Không dùng do bị thăng hoa khi nung nóng.
B. Thêm Cryolit để hạ nhiệt độ nóng chảy của và tăng tính dẫn điện của hỗn hợp.
C. Khi điện phân nóng chảy, điện cực graphit tác dụng với nên phải thường xuyên bổ sung điện cực.
D. Cả 3 điều trên.
Câu 7 :
Trong công nghiệp, người ta điều chế bằng cách nào dưới đây? 
A. điện phân hỗn hợp nóng chảy của và criolit 
B. điện phân nóng chảy 
C. dùng chất khử như  để khử 
D. dùng kim loại mạnh khử ra khỏi dung dịch muối 
Câu 8 :
Nhôm kim loại nguyên chất không tan trong nước là do
A. Trên bề mặt nhôm có lớp oxit rất mỏng nhưng bền vững bảo vệ
B. Al tác dụng với nước tạo ra không tan trên bề mặt, ngăn cản phản ứng
C. Nhôm không có khả năng phản ứng với nước.
D. Al tác dụng với nước tạo ra không tan trên bề mặt, ngăn cản phản ứng
Câu 9 :
Khi cho từ từ khí đến dư vào dung dịch 
A. không có hiện tượng gì xảy ra 
B. xuất hiện kết tủa keo trắng 
C. xuất hiện kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa bị hoà tan một phần 
D. lúc đầu xuất hiện kết tủa keo trắng sau đó kết tủa tan hết 
Câu 10 : 
Trộn dung dịch chứa a mol và dung dịch chứa b mol . Để thu đc kết tủa cần có tỉ lệ:
A. a:b=1:4
B. a:b<1:4
C. a:b=1:5
D. a:b>1:4
Câu 11: 
Cho dãy các chất sau:  
Số chất có tính lưỡng tính là:
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
Câu 12 :
dung dịch muối trong nước có 
A. pH = 7 
B. pH < 7 
C. pH > 7 
D. pH 7 tuỳ vào lượng muối có trong dung dịch