Sáng kiến kinh nghiệm: Hướng dẫn học sinh giải nhanh một số dạng toán hóa học về nhôm và hợp chất của nhôm - Hà Thị Hồng Gấm

 Dạng 1: BÀI TOÁN VỀ DUNG DỊCH CHỨA ION Al3+ TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH KIỀM
* Kiến thức cần nắm vững
 Khi cho dung dịch kiềm vào dung dịch Al3+ sẽ có các phương trình ion thu gọn sau: 	Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 ¯ (1)
	Al(OH)3 +OH- → [Al(OH)4] - (Tan)(2)
 Hay có thể viết phương trình (2) dạng:
 Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O 
Tù (1) và (2) ta có: Al3+ + 4OH- → [Al(OH)4] - (3)	
 Ngoài ra khi bài toán ra dạng kim loại kiềm (M) tác dụng với dung dịch muối Al3+ còn có thêm phương trình: 2M + 2H2O → 2MOH + H2 (4)
	Hay khi nung nóng kết tủa Al(OH)3 : 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O (5) 
 * Phương pháp giải nhanh : 
 Áp dụng tỷ lệ: 
+ Từ (1) để có lượng kết tủa tối đa thì số mol OH- = 3 số mol Al3+
 = 3
 = 4
 + Từ (3) nếu = 4 thì sẽ không còn kết tủa .
 + Với dạng toán cho dung dịch chứa ion Al3+ khi cho tác dụng dung dịch kiềm, đề cho biết lượng kết tủa, xác định lượng kiềm có 2 trường hợp ( học sinh chỉ cần nhớ 2 biểu thức dưới đây) :
Trường hợp 1: (nhỏ nhất ) cần lấy = 3 n↓ (*)
Trường hợp 2: (lớn nhất ) = 4 - n↓ (**)
 * Một số chú ý khi giải bài tập: 
 	+ Nếu dung dịch X chứa ion Al3+ và ion H+ thì khi cho dung dịch kiềm ( chứa ion OH- ) vào X sẽ có 2 trường hợp sau:
Trường hợp 1: 	(nhỏ nhất ) cần lấy = 3 n↓ + 	(***)
 Trường hợp 2: (lớn nhất ) = + 4 - n↓ 	(****)
 Tùy thuộc vào đặc điểm đề bài cho mà các em cần nhận dạng đặc điểm bài toán và vận dụng các cách giải bài tập cho hợp lí.
a) Bài toán thuận: 
 Đặc điểm của bài toán: Cho biết số mol của Al3+ và OH-, yêu cầu tính lượng kết tủa.
*Cách giải nhanh: Đặt 
 +) Nếu T ≤ 3: Chỉ xảy ra (1) và chỉ tạo Al(OH)3 ¯. (Al3+ dư nếu T < 3)
 Khi đó (Theo bảo toàn OH-)
 +) Nếu 3 < T < 4: Xảy ra (1) và (2). Tạo hỗn hợp Al(OH)3 ¯ và [Al(OH)4]-. (Cả Al3+ và OH- đều hết)
Khi đó: Đặt số mol Al(OH)3 là x
 Số mol [Al(OH)4]- là y
à Hệ phương trình: x + y = 
 3x + 4y = 
 Đặc biệt thì 
	+) Nếu T ≥ 4: Chỉ xảy ra (2) và chỉ tạo [Al(OH)4]- (OH- dư nếu T > 4)
Khi đó: 
* Một số ví dụ minh họa:
VD 1: 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 giải:
 Theo đề: + 0,9 mol,	 0,2 mol
	= 4,5 > 4 à Tạo [Al(OH)4]- và OH- dư
 Dung dịch X có : = 0,2 mol; 0,9 – 0,2 . 4 = 0,1 mol
 à CM (K[Al(OH)4]) = 
 CM(KOH) = 
VD 2: Dung dịch A chứa 16,8g NaOH cho tác dụng với dung dịch chứa 8g Fe2(SO4)3. Thêm tiếp vào đó 13,68g Al2(SO4)3 thu được 500ml dung dịch B và m gam kết tủa. Tính CM các chất trong B và m?
Hướng dẫn giải:Theo đề: + nNaOH = 0,42 mol; 
 + 0,02 mol; 
 + 0,04 mol
 Ta có: 10,5 à Tạo Fe(OH)3 và Fe3+ hết, OH- dư
 0,04 mol; 
 0,08 mol; 0,42 – 0,04 . 3 = 0,3 mol
 à = 3,75 à tạo hỗn hợp Al(OH)3 : x mol 
 và [Al(OH)4 ]-: y mol
Ta có hệ: x + y = 0,08 x = 0,02
 3x + 4y = 0,3 à y = 0,06
Vậy khối lượng kết tủa là: m = 1,56g
Dung dịch B gồm Na[Al(OH)4 ]: 0,06 mol
 Na2SO4: (0,42 – 0,06)/2 = 0,18 mol
à CM (Na[Al(OH)4 ]) = 0,12M; CM (Na2SO4]) = 0,36M 
b) Bài toán ngược:
 Đặc điểm của bài toán: : Biết số mol của 1 tong 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-.
 Cách giải nhanh: So sánh số mol Al(OH)3 với số mol Al3+ , tùy trường hợp mà có thể có các trường hợp sau:
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 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: 	
* Một số ví dụ minh họa:
VD1: 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 giải:
 Số mol Al3+ = 0,12 mol.
 Số mol Al(OH)3 = 0,02 mol < số mol Al3+ nên có 2 trường hợp xảy ra.
 +TH1: Al3+ dư à Chỉ tạo Al(OH)3 nên số mol OH- = 3 . 0,02 = 0,06 mol.
 à CM(NaOH) = 0,12M
 +TH2: Al3+ hết à tạo Al(OH)3: 0,02 mol
 [Al(OH)4 ]-: 0,12 – 0,02 = 0,1 mol
 à Số mol OH- = 3 . 0,02 + 4 . 0,1 = 0,46 mol
 à CM(NaOH) = 0,92M
VD2: 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?
Hướng dẫn giải:
 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 à Chỉ tạo Al(OH)3 nên số mol OH- = 3 . 0,3 = 0,9 mol.
 à V(dd NaOH) = 2,25 lít = Vmin 
 +TH2: Al3+ hết à tạo Al(OH)3: 0,3 mol
 [Al(OH)4 ]-: 0,34 – 0,3 = 0,04 mol
 à Số mol OH- = 3 . 0,3 + 4 . 0,04 = 1,06 mol
 à V(dd NaOH) = 2,65 lít = Vmax.
*Kiểu 2: Biết số mol OH-, số mol kết tủa Al(OH)3. Tính số mol Al3+.
 Cách làm: So sánh số 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 ]- 
 (Theo bảo toàn nguyên tố (nhóm OH- ))
à 
 +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: 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 giải:
 ; 0,5 mol
 Số mol OH- trong kết tủa là 1,5 mol < 2,7 mol à có tạo [Al(OH)4 ]- 
= 0,3 mol
à = 0,8 mol
*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. = x.
 	TN2: Cả Al3+ và OH- đều hết và đã có hiện tượng hoà tan kết tủa.
 Ví dụ minh họa: 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 giải:
 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 à = 0,2 mol à m = 15,6 g
 TN2: Al3+ và OH- đều hết và có hiện tượng hoà tan kết tủa.
 Số mol OH- = 0,9 mol à Tạo Al(OH)3: 0,2 mol
 [Al(OH)4 ]-: 0,075 mol
 à 0,2 + 0,075 = 0,275 mol
 Số mol Al2(SO4)3 = 0,1375 mol = a.
* Một số bài tập tự luyện:
 Câu 1: (Trích đề thi ĐH KA năm 2009)
 Cho 100 ml dung dịch Ba(OH)2 phản ứng với 200ml dung dịch Al(NO3)3 0,2 M thu được 2,34 g kết tủa. Nồng độ của dung dịch Ba(OH)2 ban đầu là:
 A. 0,45M hoặc 0,5M B. 0,65M hoặc 0,4M 
 C. 0,45M hoặc 0,65M D. 0,3M hoặc 0,6M 
 Câu2: (Trích đề thi ĐH KA năm 2009)
 Cho 200ml dung dịch AlCl3 1,5 M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M , thu được 15,6 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V là 
 A. 1,2 B. 1,8 C. 2,4 D. 2,0
 Câu3: ( Trích đề thi ĐH KB năm 2010)
 Cho 150ml dung dịch KOH 1,2 M tác dụng với 100ml dung dịch AlCl3 nồng độ x mol/lít thu được dung dịch Y và 4,68 gam kết tủa, thêm tiếp 175 ml dung dịch KOH 1,2 M vào Y , thu được 2,34 gam kết tủa. Giá trị của x là 
 A. 1,2 B. 0,8 C.0,9 D.1,0
 Câu 4: Hòa tan 21 gam hỗn hợp gồm Al và Al2O3 bằng HCl được dung dịch A và 13,44 lít H2(ở đktc). Thêm V lít dung dịch NaOH 0,5M vào dung dịch A thu được 31,2 gam kết tủa. Giá trị của V là ?
 A. 2,4 	B. 2,4 hoặc 4 	C. 4 	D. 1,2 hoặc 2
 Câu 5: Cho 46,95 gam hỗn hợp X gồm K và Ba tác dụng với dung dịch AlCl3 dư, thu được 19,50 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng của K trong X là:
 A. 24,92%.            B. 12,46%.            C. 75,08%.            D. 87,54%.
 Câu 6: Thêm 150 ml dung dịch NaOH 2M vào một cốc đựng 100 ml dung dịch AlCl3 xM, sau khi phản ứng hoàn toàn thấy trong cốc có 0,1 mol chất kết tủa. Thêm tiếp 100 ml dung dịch NaOH 2M vào cốc, sau khi phản ứng hoàn toàn thấy trong cốc có 0,14 mol chất kết tủa. Giá trị của x là
 A. 1,6 	B. 1,0 	C. 0,8	D. 2
 Câu 7: Thêm m gam kali vào 300 ml dung dịch chứa Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M thu được dung dịch X. Cho từ từ dung dịch X vào 200 ml dung dịch Al2(SO4)3 0,1M thu được kết tủa Y. Để thu được lượng kết tủa Y lớn nhất thì giá trị của m là:	A. 1,59 	B. 1,17 	C. 1,71 	D.1,95
 Câu 8: Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1 mol Al2(SO4)3 và 0,1 mol H2SO4 đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 7,8 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V để thu được lượng kết tủa trên là
A. 0,35.	B. 0,25.	C. 0,45.	D. 0,05
Đáp án:
Câu
1
2
3
4
5
6
7
8
Đáp án
C
D
A
B
B
A
B
C
2/. Dạng 2: BÀI TOÁN VỀ DUNG DỊCH CHỨA ION TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT
* Kiến thức cần nắm vững 
Khi cho dung dịch axit vào dung dịch chứa sẽ có các phương trình ion thu gọn sau: 	[Al(OH)4] - + H+ → Al(OH)3 +H2O (1)
Khi số mol ion H+ lớn hơn số mol ion [Al(OH)4] – ( hoặc số mol kết tủa ) sẽ xảy ra phản ứng sau:	Al(OH)3 + 3H+→ Al3+ + 3H2O (2)	
 * Phương pháp giải nhanh :
 + Từ (1) để có lượng kết tủa tối đa thì 
 số mol ion = số mol ion H+ = số mol Al(OH)3 
+ Từ (2) nếu = 4 thì sẽ không còn kết tủa 
 Với một lượng kết tủa xác định mà giả thiết cho (ở đề bài) ta sẽ có có 2 trường hợp cần lưu ý: 
a/Trường hợp 1: = n↓	 (*)
b/ Trường hợp 2: = 4 - 3n↓ 	(**)
+Nếu dung dịch X chứa ion và ion OH- thì khi cho dung dịch axit ( chứa ion H+ ) vào X sẽ có 2 trường hợp sau:
a/Trường hợp 1: = n↓ + 	(***)
b/ Trường hợp 2: = 4 - 3n↓ + 	(****)
* Một số chú ý khi giải bài tập: 
 + ion không phản ứng với ion OH-
	+ Nếu dùng CO2 dư tác dụng với dung dịch chứa ion thì chỉ tạo ra kết tủa Al(OH)3 tương tự phản ứng (1) mà không xảy ra phản ứng (2).
 * Một số ví dụ minh họa:
 Ví dụ 1: Cho 200ml dung dịch H2SO4 0,5M vào dung dịch chứa a mol NaAlO2 được 7,8 gam kết tủa. Giá trị của a là:
A. 0,025 	B. 0,05 	C. 0,1	 D.0,125
 Hướng dẫn giải:
 + = 0,2.0,5.2 = 0,2 mol
 + n↓ = = 0,1 moln↓ < 
Ta có các phương trình phản ứng hoá học sau:
[Al(OH)4] - + H+ → Al(OH)3 +H2O (1)
Al(OH)3 + 3H+→ Al3+ + 3H2O (2)	
 Áp dụng công thức giải nhanh ta có:
 = 4 - 3n↓ = 4.a – 3.0,1 = 0,2 a = 0,125 mol	
 Ta chọn đáp án D
 Ví dụ 2: Hòa tan 3,9 gam Al(OH)3 bằng 50 ml NaOH 3M được dung dịch X. Thêm V lít dung dịch HCl 2M vào dung dịch X thu được 1,56 gam kết tủa. Giá trị của V là
 A. 0,02 	B. 0,24 	C. 0,06 hoặc 0,12	 D. 0,02 hoặc 0,24
 Hướng dẫn giải:
 + n↓ = = 0,05 mol; nNaOH = 0,05.3 = 0,15 mol
 + n↓ lần 2 = = 0,02
 Ta có các phương trình phản ứng hoá học sau:
 Al(OH)3 + OH -→ [Al(OH)4] - (1)
 H+ + OH- → H2O	(2)
 [Al(OH)4] - + H+ → Al(OH)3 + H2O (3)
 Từ (1), ta có: Số mol [Al(OH)4] - = n↓ = 0,05 mol
 nNaOH dư = = 0,15 – 0,05 = 0,1 mol
 Từ (2) và (3) ta có 2 trường hợp:
 + Trường hợp 1: = n↓ + = 0,02 + 0,1 = 0,12 mol V = 0,06
 + Trường hợp 2: = 4- 3n↓ + 
 = 4.0,05 -3.0,02 +0,1 = 0,24 mol 
 V = 0,12 mol.	
 Ví dụ3: Dung dịch A chứa m gam KOH và 40,18 gam KAlO2. Cho 500 ml dung dịch HCl 2M vào dung dịch A thu được 15,6 gam kết tủa. Giá trị của m là:
 A. 22,4 hoặc 44,8 	B. 12,6	C. 8 hoặc 22,4 	 D.44,8
 Hướng dẫn giải:
 + n↓ = = 0,2 mol; + nKOH = mol
 nHCl = 0,2.0,5 = 1 mol; Số mol KAlO2 = = 0,21 mol
 Ta có các phương trình phản ứng hoá học sau:
 H+ + OH- → H2O	(1)
 KAlO2 + H+ + H2O → Al(OH)3 + K+ (2)
 Al(OH)3 + 3H+→ Al3+ + 3H2O (3)
 Ta có 2 trường hợp:
 + Trường hợp 1: = n↓ + = 0,2 + = 1 mol m = 44,8
 + Trường hợp 2: = 4 - 3n↓ + = 4.0,21 -3.0,2 + = 1
 m < 0 ® Ta chọn đáp án D
 Ví dụ4: Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp K2O, Al2O3 vào nước được dung dịch A chỉ chứa một chất tan duy nhất. Cho từ từ 275ml dung dịch HCl 2M vào dung dịch A thấy tạo ra 11,7 gam kết tủa. Giá trị của m là.
 A. 29,4 	B. 49 	C. 14,7 	D. 24,5
 Hướng dẫn giải:
 n↓ = = 0,15 mol; 
 nHCl = 0,275.2 = 0,55 mol; 
Ta có các phương trình phản ứng hoá học sau:
	K2O + H2O → 2KOH (1)
Al2O3 + 2KOH +3H2O → 2K[Al(OH)4] (2)
 Dung dịch chứa một chất tan duy nhất là KAlO2 hay K[Al(OH)4]. Vậy KOH phản ứng vừa đủ với Al2O3
 Gọi x là số mol Al2O3 ban đầu, ta có: 
 + Trường hợp 1: = n↓ (loại)
 + Trường hợp 2: = 4 - 3n↓ = 4.2x -3.0,15 = 0,55x = 0,125
 Vậy m = 0,125.102 + 0,125. 94 = 24,5 gam. 
 Ta chọn đáp án D
 Ví dụ 5: 100 ml ddA chứa NaOH 0,1M và NaAlO2 0,3M .Thêm từ từ HCl 0,1M vào dung dịch A cho đến khi kết tủa tan trở lại một phần,lọc kết tủa ,nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được 1,02g chất rắn .Thể tích dung dịch HCl đã dùng là:	
 A. 0,5 lit 	B. 0,6 lit 	C. 0,7 lít	D. 0,8 lít
 Hướng dẫn giải:
 + n↓ = = 0,02 mol; 
 nNaOH = 0,1.0,1 = 0,01 mol; số mol AlO2- = 0,3. 0,1 = 0,03 mol
 Ta có các phương trình phản ứng hoá học sau:
	H+ + OH- → H2O	(1)
 [Al(OH)4] - + H+ → Al(OH)3 + H2O (2)
 Al(OH)3 + 3H+→ Al3+ + 3H2O (3)
 Theo giả thiết ta có: 
 = 4 - 3n↓ + = 4. 0,03- 3.0,02 +0,01 = 0,07 mol
 V = = 0,7 lít. Ta chọn đáp án C 
* Một số bài tập tự luyện:
 Câu 1:(Trích đề ĐH KA -2008)Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1 mol Al2(SO4)3 và 0,1 mol H2SO4 đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 7,8 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V để thu được lượng kết tủa trên là
	 A.0,45. B. 0,35. C. 0,25. 	D. 0,05.
 Câu 2: (Trích đề ĐH KA -2008)Hoà tan hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp gồm Al và Al4C3 vào dung dịch KOH (dư), thu được a mol hỗn hợp khí và dung dịch X. Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch X, lượng kết tủa thu được là 46,8 gam. Giá trị của a là
	 A.0,55. B. 0,60. 	 C. 0,40. 	 D. 0,45.
Câu 3: Cho dung dịch A chứa 0,05 mol NaAlO2 và 0,1 mol NaOH tác dụng với dung dịch HCl 2M. Thể tích dung dịch HCl 2M lớn nhất cần cho vào dung dịch A để thu được 1,56 gam kết tủa là
 A. 0,06 lít 	B. 0,18 lít 	C. 0,12 lít	 	D. 0,08 lít
Câu 4. Hỗn hợp A gồm Al và Al2O3 có tỉ lệ khối lượng tương ứng là 1,8:10,2. Cho A tan hết trong dung dịch NaOH vừa đủ thu được dung dịch B và 0,672 lít khí (ở đktc). Cho B tác dụng với 200ml dung dịch HCl thu được kết tủa D, nung D ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được 3,57 gam chất rắn. Tính nồng độ mol lớn nhất của dung dịch HCl đã dùng.
 A. 0,75M	 B. 0,35M 	C. 0,55M 	D.0,25M
Câu 5: 100 ml ddA chứa NaOH 0,1M và NaAlO2 0,3M .Thêm từ từ HCl 0,1M vào dung dịch A cho đến khi kết tủa tan trở lại một phần,lọc kết tủa ,nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được 1,02g chất rắn .Thể tích dung dịch HCl đã dùng là:	
 A. 0,5 lit 	B. 0,6 lit 	C. 0,7 lít	D. 0,8 lít
 Câu 6:(Trích đề CĐ KA -2009) Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Na2O và Al2O3 vào H2O thu được 200 ml dung dịch Y chỉ chứa chất tan duy nhất có nồng độ 0,5M. Thổi khí CO2 (dư) vào Y thu được a gam kết tủa. Giá trị của m và a lần lượt là 
 A.8,3 và 7,2. 	B. 11,3 và 7,8. C. 13,3 và 3,9. D. 8,2 và 7,8.
Đáp án:
Câu
1
2
3
4
5
6
Đáp án
A
B
C
C
C
B
3/.Dạng 3.BÀI TOÁN VỀ NHÔM TÁC DỤNG VỚI OXIT KIM LOẠI (PHẢN ỨNG NHIỆT NHÔM) 	
* Định hướng phương pháp giải chung: 	 Phản ứng nhiệt nhôm: Al + oxit kim loại  oxit nhôm + kim loại    	(Hỗn hợp X)                      (Hỗn hợp Y) 	 +Thường gặp:    2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe  	   2yAl + 3FexOy   Al2O3 + 3xFe  	(6x – 4y)Al + 3xFe2O3  6FexOy + (3x – 2y)Al2O3 	- Phương pháp chung để giải là dùng phương pháp bảo toàn electron hoặc bảo toàn nguyên tố hoặc bảo toàn khối lượng để giải. 	 + Định luật bảo toàn khối lượng: mhhX = mhhY       + Định luật bảo toàn nguyên tố (mol nguyên tử): 	 nAl (X) = nAl (Y) ; nFe (X) = nFe (Y) ; nO (X) = nO (Y) * Chú ý : - Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn, tùy theo tính chất của hỗn hợp Y tạo thành để biện luận. Ví dụ:   	+ Hỗn hợp Y chứa 2 kim loại → Al dư ; oxit kim loại hết. 	+ Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch bazơ kiềm (NaOH,) giải phóng H2 → có Al dư . 	- Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch axit có khí bay ra thì có khả năng hỗn hợp Y chứa (Al2O3 + Fe) hoặc (Al2O3 + Fe + Al dư) hoặc (Al2O3 + Fe + oxit kim loại dư)  - Nếu phản ứng xảy ra không hoàn toàn, hỗn hợp Y gồm Al2O3, Fe, Al dư và Fe2O3 dư .
 * Một số ví dụ minh họa:
 Ví dụ 1: Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe2O3 (trong điều kiện không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn , thu được hỗn hợp rắn Y. Chia Y thành hai phần bằng nhau: 
  Phần 1: tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng (dư) sinh ra 3,08 lít khí H2 (ở đktc) 
 Phần 2: tác dụng với dung dịch NaOH (dư) sinh ra 0,84 lít khí H2 (ở đktc) Giá trị của m là: 
 A.22,75gam             B.21,40gam                 C.29,40gam            D. 29,43 gam
 Hướng dẫn giải: 
 + nH2(1) = 0,1375 mol ; + nH2(2) = 0,0375 mol 
 - Hỗn hợp rắn Y tác dụng với NaOH giải phóng H2 → Al dư và vì phản ứng xảy ra hoàn toàn nên thành phần hỗn hợp rắn Y gồm: Al2O3, Fe và Al dư 
 Gọi nFe = x mol ; nAl dư = y mol có trong 1/2 hỗn hợp Y  Từ đề ta có hệ phương trình:  
Giải hệ phương trình đại số ta được: x = 0,1; y = 0,025 - Theo ĐLBT nguyên tố đối với O và Fe: nAl2O3 = nFe2O3 =  = 0,05 mol  - Theo đlbt khối lượng: m = (0,05.102 + 0,1.56 + 0,025.27).2 = 22,75 gam 	 → đáp án A 	Ví dụ 2: Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al và Fe3O4 trong điều kiện không có không khí. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu được dung dịch Y, chất rắn Z và 3,36 lít khí H2 (ở đktc). Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch Y, thu được 39 gam kết tủa. Giá trị của m là:  	A. 45,6 gam        B. 57,0 gam               C. 48,3 gam                D. 36,7 gam
Hướng dẫn: + nH2 = 0,15 mol ; nAl(OH)3 = 0,5 mol 
 Từ đề ta suy ra thành phần hỗn hợp rắn X gồm: Fe, Al2O3 (x mol) và Al dư (y mol)  	Các phản ứng xảy ra là:  	2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2  	Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4]  	CO2 + Na[Al(OH)4] → Al(OH)3 + NaHCO3  	+nH2 = 0,15 mol → y = 0,1 mol 	 	- Theo đlbt nguyên tố đối với Al: 2x + y = 0,5 → x = 0,2 mol  	- Theo đlbt nguyên tố đối với O: nO(Fe3O4) = nO(Al2O3)  	→ nFe3O4 =  (0,2:4) x 3 = 0,15mol  	- Theo đlbt nguyên tố đối với Fe: nFe = 3nFe3O4 = 3.0,15 = 0,45 mol 	- Theo đlbt khối lượng: m = 0,45.56 + 0,2.102 + 0,1.27 = 48,3 gam → đáp án C 	Ví dụ 3: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm Al và một oxit sắt FexOy (trong điều kiện không có không khí) thu được 92,35 gam chất rắn Y. Hòa tan Y trong dung dịch NaOH (dư) thấy có 8,4 lít khí H2 (ở đktc) thoát ra và còn lại phần không tan Z. Hòa tan 1/2 lượng Z bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư) thấy có 13,44 lít khí SO2 (ở đktc) thoát ra. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng Al2O3 trong Y và công thức oxit sắt lần lượt là:  	A. 40,8 gam và Fe3O4                    B. 45,9 gam và Fe2O3  	C. 40,8 gam và Fe2O3                                        D. 45,9 gam và Fe3O4 	Hướng dẫn: + nH2 = 0,375 mol ; + nSO2(cả Z) = 2.0,6 = 1,2 mol  	- Từ đề suy ra thành phần chất rắn Y gồm: Fe, Al2O3, Al dư và phần không tan Z là Fe . 	+ nH2 = 0,375 mol → nAl dư = 0,25 mol  	+ nSO2 = 1,2 mol → nFe = =0,8 mol	+ mAl2O3 = 92,35 – 0,8.56 – 0,25.27 = 40,8 gam (1) → nAl2O3 = 0,4 mol  Theo đlbt nguyên tố đối với O → nO(FexOy) = 0,4.3 = 1,2 mol 	 Ta có: =  = =  → công thức oxit sắt là Fe2O3 (2) 	- Từ (1) ; (2) → đáp án C	 	Ví dụ 4: Trộn 5,4 gam bột Al với 17,4 gam bột Fe3O4 rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm (trong điều kiện không có không khí). Giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử Fe3O4 thành Fe. Hòa tan hoàn toàn chất rắn sau phản ứng bằng dung dịch H2SO4 loãng (dư) thu được 5,376 lít khí H2 (ở đktc). Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm và số mol H2SO4 đã phản ứng là:	A. 75 % và 0,54 mol                                              B. 80 % và 0,52 mol  	C. 75 % và 0,52 mol                                              D. 80 % và 0,54 mol 	Hướng dẫn: nAl = 0,2 mol ; nFe3O4 = 0,075 mol ; nH2 = 0,24 mol 	 	 - Phản ứng xảy ra không hoàn toàn: 8Al + 3Fe3O4  4Al2O3 + 9Fe 	 x →    x     0,5 x      x (mol)
- Hỗn hợp chất rắn gồm: 	 - Ta có phương trình: (0,2 – x).3 = 0,24.2 → x = 0,16 mol	
	 → Hphản ứng = = 80% (1) 
 	 = 0,36 + 0,12 + 0,48 + 0,12 = 1,08 mol 
 (2) 	 - Từ (1) và (2) → đáp án D	 	 * Một số bài tập tự luyện :	 	Câu 1.Trộn hỗn hợp bột Al với bột Fe2O3 dư. Khơi mào phản ứng của hỗn hợp ở nhiệt độ cao trong môi trường không có không khí. Sau khi kết thúc phản ứng cho những chất còn lại