Tài liệu ôn tập môn Hóa học - Chuyên đề: Dạng bài muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm

 GV: Phan Thị Kim Nguyệt
 Trường: THCS Ninh Sở
 CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC: Dạng bài muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm
A. Tổng quan kiến thức và phương pháp giải bài tập
Khi 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. 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:0,010,01
Từ PTHH => AlCl3 dư => n↓ = 0,01 (mol)
=>m ↓= 0,01.78 = 0,78 (g)
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: 1111
Có:0,0150,005
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)
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↓ = 7,878=0,1(mol)
TH1: Dung dịch kiềm thiếu:
PTHH: AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3 + 3NaCl(1)
Tỉ lệ:1313
P/ư:0,3<-0,1
=>nNaOH = 0,3 (mol) => CM = x = nV=0,30,5=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 = nV=1,10,5=2,2 (M)
B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI
Bài 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.
Bài làm:
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 = 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   →to  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  →to  Fe2O3 + 3H2O
0,1                              -> 0,05
2Al(OH)3   →to  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 = 10,2102=0,1(mol)
PTHH:  2Al(OH)3   →to  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 = nV=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 = nV=10,5=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 = 2,55102=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)