Đề kiểm tra 45 phút Chương 6 Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm

Gọi số mol Al₂O₃ sinh ra trong phản ứng với Cr₂O₃ và FeO lần lượt là x, y (mol):

       Cr₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Cr

mol:    x         2x         x          2x

      3FeO + 2Al → Al₂O₃ + 3Fe

mol:  3y       2y         y          3y

Vậy hỗn hợp sau phản ứng gồm: Cr₂O₃ dư: 0,03 – x (mol); FeO dư: 0,04 – 3y (mol); Al dư: a – 2x – 2y (mol); Al₂O₃: x + y (mol); Cr: 2x (mol); Fe: 3y (mol)

Vì là Y được chia thành 2 phần nên ta nhân đôi được 0,08 mol NaOH và 0,1 mol H₂.

- Tác dụng với NaOH: Vì Cr₂O₃ chỉ tác dụng với NaOH đặc, còn NaOH loãng không được nên chỉ có Al và Al₂O₃ phản ứng.

n_NaOH = n_Al + 2n_Al2O3

⇒ a – 2x – 2y + 2(x + y) = 0,08

⇒ a = 0,08

- Tác dụng với HCl:

Bảo toàn electron ta có:

3n_Al + 2n_Fe + 2n_Cr = 2n_H2

⇒ 3(a – 2x – 2y) + 2.2x + 2.3y = 0,2

⇒ 3a – 2x = 0,2

Thay a = 0,08 vào được x = 0,02

Phần trăm Cr₂O₃ phản ứng là:

Cấu hình electron của cation R⁺ có phân lớp ngoài cùng là 2p⁶ ⇒ Cấu hình electron đầy đủ của R là: 1s²2s²2p⁶3s¹

Z = 11 ⇒ Kim loại R là Na.

                     Al₂O₃ 2Al + 3/2O₂

mol:                a              

                   O₂   +    C          CO

mol:                    

                  1/2O₂    +     C               CO

mol:               

Ta có:

 Khi điều chế Na, người ta điện phân nóng chảy NaCl với anot làm bằng than chì.

• Ở nhiệt độ thường, Be không khử được nước.
• Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng của các kim loại kiềm thổ không biến đổi theo một quy luật nhất định, do các kim loại kiềm thổ có kiểu mạng tinh thể không giống nhau.
• Magie có kiểu mạng tinh thể lục phương.

n_Al = 0,28 mol; n_Fe2O3 = 0,12 mol; n_H2 = 0,33 mol

n_Al > 2n_Fe2O3 ⇒ Hiệu suất phản ứng tính theo Fe₂O₃.

Gọi x là số mol Fe₂O₃ tham gia phản ứng nhiệt phân:

                   2Al  +  Fe₂O₃   Al₂O₃  +  2Fe      (1)

Ban đầu:   0,28         0,12

Phản ứng: 2x             x                          2x

Sau p/ư: 0,28 – 2x  0,12 – x                  2x

Sau phản ứng hỗn hợp tối đa gồm: Al (0,28 – 2x) mol; Fe₂O₃; Al₂O₃, Fe: 2x mol

Trong hỗn hợp Al và Fe tác dụng với H₂SO₄ tạo thành khí H₂:

            2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

mol: 0,28 – 2x             →            1,5(0,28 – 2x)

         Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

mol:  2x             →                    2x

⇒ n_H2 = 1,5(0,28 – 2x) + 2x = 0,33 mol

⇒ x = 0,09 (mol)

Phương trình hóa học:

        2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

mol: 0,4                    ←                              0,6

m = m_Al = 0,4.27 = 10,8 (gam)

n_CO2 = 0,2 (mol)

Gọi số mol của Na₂CO₃ và CaCO₃ lần lượt là x và y:

Phương trình hóa học:

       Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

mol:  x                               x           x

       CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O

mol:  y                               y           y

Ta có hệ phương trình:

⇒ m = m_Na2CO3 + m_CaCO3

        = 0,15.106 + 0,05.100

        = 20,9 (gam)

Phèn chua công thức hóa học là K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O, hay viết gọn là K(Al(SO₄)₂.12H₂O) được ứng dụng làm trong nước.

 Ta có Ca + H₂ → CaH₂ (canxi hidrua).

Trong phương trình này Ca đóng vai trò là chất khử (bị oxi hóa).

n_CO2 = 0,3 (mol)

Gọi công thức trung bình của hai muối cacbonat của kim loại nhóm IIA là RCO₃

        RCO₃ + 2HCl → RCl₂ + CO₂ + H₂O

mol:   0,3            ←                 0,3

Mà 2 kim loại nhóm IIA thuộc hai chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn nên hai kim loại đó là Mg (24) và Ca (40).

 Gọi công thức chung 2 muối cacbonat là MCO₃ với số mol là x

Phương trình phản ứng:

MCO₃ + H₂SO₄ → MSO₄ + H₂O + CO₂

CO₂ phản ứng với dung dịch Ba(OH)₂

n_BaCO3 = 0,08 mol; n_Ba(OH)2 = 0,09 mol

Sau phản ứng thu được muối axit và kết tủa:

CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃ + H₂O

2CO₂ + Ba(OH)₂ → Ba(HCO₃)₂

n_CO2 = 0,08 + 2.(0,09 - 0,08) = 0,1 = n_MCO3

M_MCO3 = 7,2/0,1 = 71 

M_M = 12

Kim loại chắc chắn có mặt trong hỗn hợp là Be

Na₂CO₃ được dùng để làm mềm nước cứng tạm thời.

Ca²⁺ + CO₃^2– → CaCO₃↓

Mg²⁺ + CO₃^2– → MgCO₃↓

Trích mẫu thử rồi đổ nước vào từng mẫu thử

Kim loại nào phản ứng mạnh với nước, tạo dung dịch trong suốt là Na:

Na + H₂O NaOH + 1/2H₂

Kim loại nào phản ứng mạnh với nước, tạo dung dịch trắng đục là Ca vì Ca(OH)₂ ít tan, kết tủa trắng:

Ca + 2H₂O Ca(OH)₂ + H₂

Cho dung dịch NaOH (tạo ra ở trên) đến dư vào 2 mẫu thử còn lại, mẫu thử nào tác dụng tạo kết tủa rồi kết tủa tan và có giải phóng khí là Al.

NaOH + Al + H₂O   NaAlO₂ + 3/2H₂

Chất còn lại không hiện tượng là Fe.

Để có thể thu được AlCl₃ tinh khiết ta sử dụng Al

Phương trình phản ứng minh họa

2Al + 3CuCl₂ → 2AlCl₃ + 3Cu

Phát biểu (1), (2), (3) đúng

Gọi số mol của Na₂O, K₂O trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là x, y (mol)

Phương trình phản ứng:

        2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

mol:  0,04       ←         0,04  ← 0,02

      Na₂O + H₂O → 2NaOH

mol:  x       →             2x

      K₂O + H₂O → 2KOH

mol:  y           →       2y

Dung dịch Y thu được có pH = 1 nên sau phản ứng HCl dư:

             NaOH    +   HCl    →    NaCl      +      H₂O

mol: 2x + 0,04 → 2x+ 0,04 → 2x + 0,04

        KOH + HCl → KCl + H₂O

mol:  2y  →   2y   →  2y

Ta có: pH = 1 ⇒ [H⁺] = 0,1 ⇒ n_{HCl dư} = 0,1.0,1 = 0,01 (mol)

⇒ n_{HCl pư} = n_{HCl bđ} – n_{HCl p/ư}

⇒ 2x + 0,04 + 2y = 0,05.3 – 0,01 = 0,14 (mol)          (1)

Khi cô cạn Y, chất rắn khan thu được các chất gồm NaCl và KCl:

m_{rắn khan} = (2x + 0,04).58,5 + 2y.74,5 = 9,15           (2)

Từ (1) và (2) suy ra x = 0,04; y = 0,03

⇒ m = m_Na + m_Na2O + m_K2O = 0,04.23 + 0,02.62 + 0,03.94 = 4,98 (g)

Giá trị gần nhất với m là 5.

Khi nhỏ vài giọt quì tím vào dung dịch phèn nhôm amoni thì dung dịch có màu hồng:

(NH₄)₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O → 2NH₄⁺+ 2Al³⁺+ 4SO₄^2- + 24H₂O

 Ta có: pH = 13 pOH = 1 [OH^-] = 0,1 M

n_OH- = 0,1.0,5 = 0,05 mol

Bảo toàn khối lượng ta có:

m_bazơ = m_{kim loại} + m_OH- = 2,22 + 0,05.17 = 3,07 gam

Vậy khối lượng chất rắn là 3,07 gam

Nguyên tắc làm mềm nước cứng là làm kết tủa các ion Ca²⁺ và Mg²⁺ trong dung dịch.

Trong các anion trên, chỉ có PO₄^3- là có thể làm kết tủa được.

Nước cứng không gây ngộ độc nước uống và cũng không có tính ăn mòn da tay.

Phương trình phản ứng

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂

Ba(OH)₂ + 2Al + 2H₂O → Ba(AlO₂)₂ + 3H₂

Một muối duy nhất là Ba(AlO₂)₂

Ta có theo phương trình phản ứng n_Al = 2n_Ba (1)

Theo đề bài ta có:

m_Al + m_Ba = 7,64

→ 27.n_Al + 137.n_Ba = 7,64 (2)

Giải phương trình (1); (2) ta có

n_Al = 0,08 mol;

n_Ba = 0,04 mol

→ m_Ba = 0,04.137 = 5,48 gam.

Nhỏ từ từ cho đến dư dung dịch KOH vào dung dịch AlCl₃, ban đầu có kết tủa keo trắng xuất hiện.

3KOH + AlCl₃ → Al(OH)₃ ↓ + 3KCl

Sau đó kết tủa keo trắng tan trong NaOH tạo dung dịch trong suốt

KOH + Al(OH)₃ → KAlO₂ + 2H₂O

 n_H+ = n_HCl + 2n_H2SO4 = 0,4 mol

nCO32- = 0,3 mol

Cho từ từ H⁺ vào CO₃^2- nên thứ tự phản ứng như sau:

H⁺  + CO₃^2- → HCO₃^-

0,3 ← 0,3  →      0,3

H⁺ + HCO₃^- → H₂O + CO₂

0,1 → 0,1         →         0,1

V = 0,1.22,4 = 2,24 lít

Điều chế kim loại kiềm thổ bằng cách điện phân nóng chảy muối halogenua của chúng.

MCl₂ 2M + Cl₂

Sản xuất NaOH trong công nghiệp bằng cách điện phân dung dịch NaCl, có màng ngăn điện cực.

  2NaCl + 2H₂O  H₂ + Cl₂ + 2NaOH 

Ca(HCO₃)₂ là chất lưỡng tính: 

Ca(HCO₃)₂ + 2HCl CaCl₂ + 2CO₂ + 2H₂O

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ 2CaCO₃ + 2H₂O

 Vậy chất X là Ca(HCO₃)₂.

 n_HCl = 0,35 .1,5 = 0,525 mol

Phương trình phản ứng

K₂CO₃ + HCl → KHCO₃ + KCl (1)

0,375 → 0,375 → 0,375

KHCO₃ + HCl → KCl + CO₂ + H₂O (2)

0,15 (0,525 - 0,375) 0,15

Theo phương trình phản ứng

n_CO2 =n_KHCO3 = 0,15 mol

V_CO2 = 0,15.22,4 = 3,36 lít

n_CaCO3= n_K2CO3 + n_KHCO3 - n_CO2 = 0,375 + 0,3 - 0,15 = 0,525 mol

=> m_CaCO3 = 52,5 gam.

Tính khử của kim loại tăng khi bán kính nguyên tử tăng.

- Nếu X là Al₂(SO₄)₃ thì chất Y là BaSO₄ (không tác dụng với H₂SO₄) ⇒ Không thoả mãn.

- Nếu X là Al(OH)₃ thì 2 phương trình (a), (b) đều thu được cùng một sản phẩm ⇒ Không thoả mãn.

Vậy chỉ có muối AlCl₃ và Al(NO₃)₃ thoả mãn phương trình trên.

Na, K, Ba: có cùng kiểu mạng tinh thể lập phương tâm khối.

Mg: có kiêu mạng tinh thể lục phương.

Ca: có kiểu mạng lập phương tâm diện.

Nước cứng là nước có chứa nhiều cation Ca²⁺, Mg²⁺.

Khi cho dung dịch Ca(OH)₂ vào dung dịch Ca(HCO₃)₂ thấy có kết tủa trắng không tan xuất hiện.

Phương trình phản ứng minh họa

Ca(OH)₂ + Ca(HCO₃)₂ → 2CaCO₃ ↓ + 2H₂O 

Phương trình phản ứng

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

0,026  ← 0,039 (mol)

m_Al = 0,026.27 = 0,702 gam

Nhôm dẫn điện kém hơn Ag và Cu

Phát biểu (2) và (4) đúng.