6 dạng bài tập Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm trong đề thi Đại học có giải chi tiết

6 dạng bài tập Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm trong đề thi Đại học có giải chi tiết

Bài giảng: Bài tập trọng tâm về kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và nhôm – Cô Nguyễn Thị Thu (Giáo viên VietJack)

Dạng 1: Nước cứng và làm mềm nước cứng

Phương pháp :

Bạn đang đọc: 6 dạng bài tập Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm trong đề thi Đại học có giải chi tiết | Hóa học lớp 12

Nước chứa nhiều ion Ca2 + và Mg2 + được gọi là nước cứng
Phân loại :
– Nước có tính cứng trong thời điểm tạm thời : Ca ( HCO3 ) 2 và Mg ( HCO3 ) 2.

– Nước có tính cứng vĩnh cửu : muối SO42 -, Cl-của Ca2 + và Mg2 +
– Nước có tính cứng toàn phần : trong thời điểm tạm thời + vĩnh cửu
Cách làm mềm nước cứng
– Phương pháp kết tủa :
– Phương pháp trao đổi ion

Ví dụ 1 : Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Nước cứng là nước có chứa những muối CaCl2, MgCl2, …
B. Nước mềm là nước có chứa ít hoặc không chứa những ion Ca2 +, Mg2 +
C. Nước trong tự nhiên đều là nước cứng vì có chứa cation Ca2 +, Mg2 +
D. Nước khoáng đều là nước cứng
→ Đáp án B

Ví dụ 2 : Trong cốc nước có chứa 0,01 mol Na+; 0,02 mol Ca2+; 0,01 mol Mg2+; 0,05 mol HCO3- và 0,02 mol Cl-. Nước trong cốc là:

A. Nước mềm
B. Nước cứng trong thời điểm tạm thời
C. Nước vĩnh cửu
D. Nước cứng toàn phần
→ Đáp án D

Ví dụ 3 : Cho các phản ứng mô tả phương pháp khác nhau để làm mềm nước cứng ( dùng M2+ thay cho Ca2+ và Mg2+) như sau:

Phương pháp nào hoàn toàn có thể vận dụng với nước có tính trong thời điểm tạm thời ?
A. ( 1 ) B. ( 2 ) C. ( 1 ) và ( 2 ) D. ( 1 ), ( 2 ), ( 3 ), ( 4 )

Hướng dẫn giải :

→ Đáp án

Dạng 2: Hỗn hợp kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm tác dụng với nước

Phương pháp :

Cho kim loại kiềm, kiềm thổ vào nước thu được dung dịch chứa ion H +
Phương trình phản ứng
M + H2O → M + + OH – + 50% H2
M + 2H2 O → M2 + + 2OH – + H2
Nhận thấy : n2OH – = 2 nH2
Nếu có kim loại Al thì OH – công dụng với Al
Al + H2O + OH – → AlO2 – + 3/2 H2

Ví dụ 1 : Hỗn hợp X gồm Na và Al. Cho m gam X vào một lượng nước dư thì thoát ra V lít khí. Nếu cũng cho m gam X vào dung dịch NaOH dư thì được 1,75V lít khí. Thành phần phần trăm theo khối lượng của Na trong X là (biết các thể tích đo trong cùng điều kiện)

A. 39,87 % B. 77,31 % C. 49,87 % D. 29,87 %

Hướng dẫn giải :

Ta thấy lượng H2 sinh ra khi công dụng với H2O ít hơn so với lượng H2 khi tính năng với NaOH ⇒ Khi tính năng với H2O, Al còn dư :
nNa = 2 a ( mol ) ; nAl = b ( mol )

→ Đáp án D

Ví dụ 2 : Cho 2,22 gam hỗn hợp kim loại gồm K, Na và Ba vào nước được 500ml dung dịch X có pH = 13. Cô cạn dung dịch X được m gam chất rắn. m là:

A. 4,02 B. 3,42 C. 3,07 D. 3,05

Hướng dẫn giải :

Ta có pH = 13 ⇒ pOH = 14 – 13 = 1
⇒ [ OH – ] = 0,1 M ⇒ nOH – = 0,1. 0,5 = 0,05 mol
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng :
Ta có : m ( bazơ ) = m ( kim loại ) + mOH – = 2,22 + 0,05. 17 = 3,07 g
→ Đáp án C

Ví dụ 3 : Chia hỗn hợp X gồm K, Al, Fe thành 2 phần bằng nhau:

– Cho phần 1 vào dung dich KOH dư thu được 0,784 lít khí H2 ( đktc ) .
– Cho phần 2 vào một lượng H2O dư thu được 0,448 lít khí H2 ( đktc ) và m gam hỗn hợp kim loại Y. Hòa tan trọn vẹn Y vào dung dịch HCl dư thu được 0,56 lít khí H2 ( đktc ) .
Khối lượng tính theo gam cả K, Al, Fe trong mỗi phần hỗn hợp X lần lượt là :
A. 0,39 ; 0,54 ; 1,40
B. 0,78 ; 0,54 ; 1,12
C. 0,39 ; 0,54 ; 0,56
D. 0,78 ; 1,08 ; 0,56

Hướng dẫn giải :

Ta thấy lượng H2 sinh ra khi công dụng với H2O ít hơn so với lượng H2 khi công dụng với KOH ⇒ Khi công dụng với H2O, Al còn dư
Gọi số mol K, Al, Fe trong mỗi hợp lần lượt là : x, y, z ( mol )

nH2 = 2 x = 0,02 ⇒ x = 0,01, thay vào ( 1 ) ⇒ y = 0,02
Hỗn hợp Y gồm Al dư và Fe phản ứng với HCl
nAl dư = y – x = 0,01 mol
nH2 = 1,5 nAl dư + nFe = 0,025 ⇒ z = 0,01
Vậy mK = 0,39 g ; mAl = 0,54 g ; mFe = 0,56 g
→ Đáp án C

Dạng 3: Bài toán về tính lưỡng tính của nhôm, hợp chất của nhôm

Phương pháp :

– Al, Al2O3, Al ( OH ) 3 ngoài tính năng với axit còn có năng lực phản ứng với dung dịch kiềm .
– Khi cho muối Al3 + tính năng với dung dịch kiềm, tùy theo tỉ lệ mol mà phản ứng xảy ra theo thứ tự :
Al3 + + 3OH – → Al ( OH ) 3 ( 1 )
Nếu OH – dư liên tục xảy ra phản ứng :
Al ( OH ) 3 + OH – → AlO2 – + H2O ( 2 )
– Dung dịch muối có năng lực tính năng với axit tạo kết tủa :AlO2 – + H + + H2O → Al ( OH ) 3Các dạng bài thường gặp :
– Nếu tính được tỉ lệ = T
+ T ≤ 3 ⇒ Al3 + dư ⇒ chỉ xảy ra phản ứng ( 1 ) và tạo kết tủa
nOH – = 3 n ↓
+ T ≥ 4 ⇒ OH – dư sau phản ứng ( 1 ) và đủ hoặc dư phản ứng ( 2 ) do đó kết tủa bị hòa tan hết, không tạo kết tủa
+ 3 < T < 4 ⇒ Xảy ra cả phản ứng ( 1 ) và ( 2 ) : Kết tủa tạo ra ở phản ứng ( 1 ) và bị tan 1 phần ở phản ứng ( 2 ) nOH - = 4 nAl3 + - n ↓ - Nếu bài toán cho n ↓ và nAl3 + + n ↓ = nAl3 + ⇒ Chỉ xảy ra phản ứng ( 1 ) + n ↓ ≠ nAl3 + TH1 : Al3 + dư, chỉ xảy ra phản ứng ( 1 ) ⇒ nOH - = 3 n ↓ TH2 : OH - dư sau phản ứng ( 1 ) ⇒ xảy ra phản ứng ( 2 ) và kết tủa bị hòa ton 1 phần - Khi cho từ từ OH - vào dung dịch Al3 +, dựa vào số liệu và hiện tượng kỳ lạ để xét những trường hợp trên để giải toán Chú ý : + Lượng OH - lớn nhất khi OH - dư và hòa tan kết tủa : nOH - = 4 nAl3 + - n ↓ + Lượng kết tủa lớn nhất khi kết tủa sinh ra chưa bị hòa tan : n ↓ = nAl3 + + Khi cho từ từ H + ( hoặc sục khí CO2 ) vào dung dịch chứa AlO2 - ( hay Al ( OH ) 4 - ) thì những phản ứng xảy ra theo thứ tự AlO2 - + H + + H2O → Al ( OH ) 3 ( 3 ) Sau đó H + dư xảy ra phản ứng : Al ( OH ) 3 + 3H + → Al3 + + 3H2 O ( 4 ) Tùy vào tỉ lệ số mol của AlO2 - và H + mà hoàn toàn có thể kết tủa lại hoặc tạo kết tủa và kết tủa tan + Nếu AlO2 - dư ⇒ Chỉ xảy ra phản ứng ( 3 ) nH + = n ↓ + Nếu H + dư, tạo kết tủa rồi kết tủa lại tan một phần ⇒ Xảy ra cả phản ứng ( 3 ) và ( 4 ) nH + = 4 nAlO2 - - 3 n ↓

Ví dụ 1 : Cho V ( lít) dung dịch Ba(OH)2 0,5M vào 200ml dung dịch Al(NO3)3 0,75M thu được 7,8g kết tủa. Vậy giá trị của V 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

Hướng dẫn giải :

n ↓ = nAl ( OH ) 3 = 7,8 / 78 = 0,1 mol
nAl3 + = 0,75. 0,2 = 0,15 ≠ n ↓
⇒ TH2 : Al3 + dư ; nOH – = 3 n ↓ = 0,3 ⇒ nBa ( OH ) 2 = 0,15 ⇒ V = 0,3
⇒ TH2 : OH – dư hòa tan một phần kết tủa
nOH – = 4 nAl3 + – n ↓ = 0,5 ⇒ nBa ( OH ) 2 = 0,25 ⇒ V = 0,5
→ Đáp án D

Ví dụ 2 : 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

Hướng dẫn giải :

nAl3 + = 0,2
nOH – : nAl3 + = 0,7 : 0,2 = 3,5
⇒ Tạo kết tủa Al ( OH ) 3 và kết tủa tan một phần
nOH – = 4 nAl3 + – n ↓ ⇒ n ↓ = 4.0,2 – 0,7 = 0,1 mol
→ Đáp án C

Ví dụ 3 : Cho 200ml dung dịch AlCl3 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M thì lượng kết tủa là 15,6g. Gía trị lớn nhất của V là:

A. 1,8 B. 2.4 C. 2 D. 1,2

Hướng dẫn giải :

nAl3 + = 0,3 ≠ n ↓ = 15,6 : 78 = 0,2
OH – lớn nhất khi : nOH – = 4 nAl3 + – n ↓ = 1 mol
⇒ V = 2 lít
→ Đáp án C

Ví dụ 4 : Cho 2,7g Al vào 200ml dung dịch NaOH 1,5M thu được dung dịch A. Thêm từ từ 100ml dung dịch HCl vào dung dịch A thu được 5,46g kết tủa. Nồng độ của HCl là:

Xem thêm: Vớ Y Khoa Relaxsan Điều Trị Giãn Tĩnh Mạch – Siêu Thị Y Tế

A. 2,5 và 3,9
B. 2,7 và 3,6
C. 2,7 và 3,5
D. 2,7 và 3,9

Hướng dẫn giải :

nAl = 0,1 ; nNaOH = 0,3
Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + 3/2 H2
⇒ nNaOH dư = 0,2 mol ; nAlO2 – = 0,1 mol
nAl ( OH ) 3 = 5,46 : 78 = 0,07 ≠ nAlO2 –
⇒ TH1 : H + thiếu AlO2 – vẫn còn dư
nH + = nOH-dư + n ↓ = 0,2 + 0,07 = 0,27 ⇒ CM HCl = 2,7 M
⇒ TH2 : tạo Al ( OH ) 3 và bị hòa tan một phần bởi H +
nH + = nOH-dư + 4 nAlO2 – – 3 n ↓ = 0,2 + 4.0,1 – 3.0,07 = 0,39
CM HCl = 3,9 M
→ Đáp án D

Dạng 4: Bài toán CO2, SO2 tác dụng với dung dịch bazơ

Phương pháp :

OH – + CO2 → CO32 – + H2O ( 1 )
OH – + CO2 → HCO3 – ( 2 )
Lập tỉ số : K =
Nếu : K ≥ 2 : Chỉ tạo muối cacbonat ( CO32 – ), chỉ xảy ta phản ứng ( 1 )
K ≤ 1 : Chỉ tạo axit ( HCO3 – ), chỉ xảy ra phản ứng ( 2 )
1 < K < 2 : tạo ra hỗn hợp muối ( HCO3 - và CO32 - ) xảy ra cả 2 phản ứng ( 1 ) và ( 2 ) Lưu ý : Với những bài toàn không tính được K, ta phải dựa vào dữ kiện đề bài để tìm ra năng lực tạo muối như : + Hấp thu CO2 vào chỉ dung dịch bazơ dư ⇒ chỉ tạo muối CO32 - + Hấp thu CO2 dư vào chỉ dung dịch bazơ ⇒ chỉ tạo muối HCO3 - + Nếu dung dịch sau phản ứng thêm OH - vào lại sinh ra CO32 - ( hoặc đun nóng ) ⇒ Trong dung dịch có HCO3 - : HCO3 - + OH - → CO32 -
+ Nếu bài toán không cho bất kỳ tài liệu nào thì phải chia trường hợp để giải

Ví dụ 1 : Hấp thụ hoàn toàn 4,48l khí CO2 ở (đktc) vào 500ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,2M, sinh ra m gam kết tủa. Gía trị của m là:

A. 19,70 B. 17,73 C. 9,85 D. 11,82

Hướng dẫn giải :

nCO2 = 0,2 mol ; nOH – = nNaOH + 2 nBa ( OH ) 2 = 0,25 mol
1 < nOH - : nCO2 < 2 ⇒ Tạo hỗn hợp muối CO32 - và HCO3 - CO2 + OH - → HCO3 - ( 1 )x x x CO2 + 2OH - → CO32 - ( 2 )y 2 y y nCO2 = x + y = 0,2 nOH - = x + 2 y = 0,25 ⇒ x = 0,15 ; y = 0,05 Ba2 + + CO32 - → BaCO3 0,1 0,05⇒ nBa2 + = nCO32 - = 0,05 ⇒ m = 0,05. 197 = 9,85 g → Đáp án C

Ví dụ 2 : Sục a mol khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thu được 3g kết tủa. Lọc tách kết tủa rồi đun nóng nước lọc lại thu được thêm 2g kết tủa nữa. Gía trị của a là:

A. 0,05 mol B. 0,06 mol C. 0,07 mol D. 0,08 mol

Hướng dẫn giải :

nCaCO3 lúc đầu = 0,03 mol
Đun thêm nước lọc lại thu được kết tủa → trong dung dịch có muối HCO3 –
nCaCO3 thêm = nCO32 – = 0,02

Bảo toàn C : nCO2 = nCaCO3 lúc đầu + nHCO3 – = 0,03 + 0,04 = 0,07 mol
→ Đáp án C

Ví dụ 3 : Sục CO2 vào dung dịch hỗn hợp gồm Ca(OH)2 và KOH ta quan sát hiện tượng theo đồ thị hình bên (số liệu được tính theo đơn vị mol). Giá trị của x là?

A. 0,10 B. 0,11 C. 0,13 D. 0,12

Hướng dẫn giải :

Quan sát đồ thị ta thấy số mol CO2 = 0,15 thì kết tủa max
⇒ nCa ( OH ) 2 = nCaCO3 max = 0,15 mol
nCO2 hòa tan kết tủa = 0,5 – 0,45 = 0,05 mol
CO2 + H2O + CaCO3 → Ca ( HCO3 ) 2
0,05 → 0,05 ( mol )⇒ nCaCO3 bị hòa tan = 0,05 mol⇒ nCaCO3 còn lại = x = 0,15 – 0,05 = 0,1 mol
→ Đáp án A

Dạng 5: Bài toán về muối cacbonat

Phương pháp :

Với muối cacbonat ta thường gặp hai dạng bài :

Chú ý :

– Khi cho từ từ HCl vào hỗn hợp muối cacbonat và hiđrocacbonat phản ứng xảy ra theo trình tự :
Đầu tiên : H + + CO32 – → HCO3 -Sau đó : H + + HCO3 – → CO2 + H2O
– Khi cho từ từ hỗn hợp muối cacbonat và hiđrocacbonat vào dung dịch HCl, xảy ra đồng thời theo đúng tỉ lệ của 2 muối để tạo khí CO2

Ví dụ 1 : Nung nóng 100g hỗn hợp NaHCO3 và Na2CO3 đến khối lượng không đổi thu được 69kg hỗn hợp rắn. % khối lượng của NaHCO3 trong hỗn hợp là:

A. 80 % B. 70 % C. 80,66 % D. 84 %

Hướng dẫn giải :

→ Đáp án D

Ví dụ 2 : Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 30ml dung dịch HCl 1M vào 100ml dung dịch chưa Na2CO3 0,2M và NaHCO3 0,2M, sau phản ứng thu được số mol CO2 là:

A. 0,03 B. 0,01 C. 0,02 D. 0,015

Hướng dẫn giải :

nHCl = 0,03 mol ; nNa2CO3 = 0,02 mol ; nNaHCO3 = 0,02 mol
Khi cho từ từ HCl vào dung dịch xảy ra phản ứng theo thứ tự :
H + + CO32 – → HCO3 –
0,02 0,02 0,02 ( mol )
nH + còn = 0,01 mol ; nHCO32 – = 0,02 + 0,02 = 0,04 mol
H + + HCO3 – → CO2 + H2O
0,01 0,04
⇒ nCO2 = nH + = 0,01 mol
→ Đáp án B

Ví dụ 3 : Nhỏ từ từ 200ml dung dịch X (K2CO3 1M và NaHCO3 0,5M) vào 200ml dung dịch HCl 2M thì thể tích khí CO2 thu được là:

A. 4,48 l B. 5,376 l C. 8,96 l D. 4,48 l

Hướng dẫn giải :

nCO32 – = 0,2 mol ; nHCO3 – = 0,1 mol ; nH + = 0,4 mol
nCO32 – : nHCO3 – = 2 : 1
⇒ 5H + + 2CO32 – + HCO3 – → 3CO2 + 3H2 O
0,4 0,2 0,1
⇒ H + hết ; nCO2 = 3/5 nH + = 0,24 ⇒ VCO2 = 5,376 lít
→ Đáp án B

Dạng 6: Phản ứng nhiệt nhôm (Cho bột Al tác dụng với oxit kim loại)

Phương pháp :

2 yAl + 3M xOy → yAl2O3 + 3X m
M là những kim loại có tính khử trung bình và yếu
Thường gặp : 2 yAl + 3F exOy → yAl2O3 + 3 xFe
Các trường hợp hoàn toàn có thể xảy ra :
– Hiệu suất phản ứng H = 100 % ( phản ứng xảy ra trọn vẹn ). Nếu cho mẫu sản phẩm công dụng với dung dịch kiềm có H2 thoát ra, thì mẫu sản phẩm có Al dư, Fe và Al2O3
– Nếu H < 100 % ( phản ứng không trọn vẹn ). Khi đó hỗn hợp sau phản ứng gồm : Al, FexOy, Al2O3, Fe .

Ví dụ 1 : Nung hỗn hợp gồm 10,8g Al và 16,0g Fe2O3 ( trong điều kiện không có không khí), sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn Y. Khối lượng kim loại trong Y là:

A. 5,6 g B. 22,4 g C. 11,2 g D. 16,6 g

Hướng dẫn giải :

nAl = 0,4 ; nFe2O3 = 0,1 mol
2A l + Fe2O3 → Al2O3 + 2F e
⇒ nAl dư = 0,4 – 0,2 = 0,2 mol
⇒ nFe = 2 nFe2O3 = 0,2
⇒ mkl = mAl + mFe = 0,2. 27 + 0,2. 56 = 16,6 g
→ Đáp án D

Ví dụ 2 : Đốt nóng một hỗn hợp gồm Al và Fe2O3 ( trong điều kiện không có không khí). Nếu cho những chất sau phản ứng tác dụng với NaOH dư sẽ thu được 0,3mol H2; còn nếu cho tác dụng với dung dịch HCl dư sẽ thu được 0,4 mol H2. Vậy số mol Al trong hỗn hợp X là:

A. 0,3 B. 0,4 C. 0,25 D. 0,6

Hướng dẫn giải :

Cho hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với NaOH → H2
⇒ Trong hỗn hợp có Al dư ; nAl = 2/3 nH2 = 0,2 mol
Cho tính năng với HCl : nH2 = 3/2 nAl + nFe ⇒ nFe = 0,1 mol
Fe2O3 + 2A l → Al2O3 + 2F e0,1 ← 0,1 ( mol )
⇒ nAl = 0,2 + 0,1 = 0,3 mol
→ Đáp án A

Ví dụ 3 : Thực hiện các phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp gồm m gam Al và 4,56 gam Cr2O3 (trong điều kiện không có O2), sau khi phản ứng kết thúc, thu được hỗn hợp X. Cho toàn bộ X vào một lượng dư dung dịch HCl (loãng, nóng), sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 2,016 lít H2 (đktc). Còn nếu cho toàn bộ X vào một lượng dư dung dịch NaOH đặc, nóng, sau phản ứng kết thúc thì số mol NaOH đã phản ứng là :

A. 0, 06 mol B. 0,14 mol C. 0,08 mol D. 0,16 mol

Hướng dẫn giải :

→ Đáp án C

Xem thêm: Top 10+ dụng cụ hút mũi, rửa mũi cho bé an toàn – Kids Plaza

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

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

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

Source: https://suanha.org
Category : Dụng Cụ