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

Cặp chất có thể tồn tại trong cùng một dung dịch là cặp chất không phản ứng với nhau

Loại cặp AlCl₃ và K₂CO₃.

3K₂CO₃ + 2AlCl₃ + H₂O → 2Al(OH)₃ + 6KCl + 3CO₂

Loại cặp HNO₃ và KHCO₃

HNO₃ + KHCO₃ → KNO₃ + H₂O + CO₂

Cặp KAlO₂ và KOH không phản ứng với nhau nên cùng tồn tại.

Loại cặp KCl và AgNO₃.

KCl + AgNO₃ → KNO₃ + AgCl.

Trong công nghiệp, nhôm được sản xuất bằng phương pháp điện phân nhôm oxit nóng chảy.

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.

Nhôm (Al) là một kim loại nhẹ, màu trắng bạc, được ứng dụng rộng rãi trong đời sống.

 Natri hiđroxit (còn gọi là xút ăn da) có công thức hóa học là NaOH. 

Nguyên liệu dùng để sản xuất nhôm là quặng boxit: Al₂O₃.2H₂O.

Các chất đó là: Na₂O; NaCl; Na₂CO₃, NaHCO_3.

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Na₂O + H₂O → 2NaOH

2NaCl + 2H₂O 2NaOH + H₂ + Cl₂

Na₂CO₃ + Ba(OH)₂ → 2NaOH + BaCO₃↓

NaHCO₃ + Ba(OH)₂ → BaCO₃↓ + NaOH + H₂O

⇒ cả 5 chất đều có thể điều chế trực tiếp ra NaOH bằng một phản ứng.

Thêm NaOH 1 thời gian thì mới có kết tủa nên ta có H⁺ dư

Bảo toàn e: 2n_Mg + 3n_Al = 2n_H2 = 0,8 mol                        (1)

m_hh =  m_Mg + m_Al = 7,98 gam                                           (2)

n_Mg = 0,13; n_Al = 0,18 mol

Tại thời điểm n_{kết tủa} = 0,24 mol thì kết tủa đang tan dần

n_{kết tủa} = n_Mg(OH)2 + [4n_Al3+ - (n_OH - n_H+ - 2n_Mg(OH)2)]

0,24 = 0,13 + [4.0,18 (1,03 n_H+ 2.0,13)]

n_H+ = 0,16 mol

Ở điều kiện thường, kim loại Be không phản ứng với nước.

 Các phát biểu đúng là: (1); (2); (5)

(3) sai vì nhiệt độ nóng chảy của kim loại kiềm thổ tuy cao hơn các kim loại kiềm nhưng vẫn tương đối thấp.

(4) sai vì nhiệt độ sôi các kim loại kiềm thổ không biến đổi theo quy luật.

Hóa chất được dùng để làm mềm mẫu nước cứng trên là Na₃PO₄.

3Ca²⁺ + 2PO₄³⁻ → Ca₃(PO₄)₂↓

3Mg²⁺ + 2PO₄³⁻ → Mg₃(PO₄)₂↓

n_Mg = 4,32 : 24 = 0,18 mol

Quá trình nhường nhận electron

Mg → Mg²⁺ + 2e

0,18     →    0,36 (mol)

N⁺⁵ + 3e → N⁺²

           3x     ←  x 

Áp dụng bảo toàn e ta có:

3x = 0,36 ⇒ x = 0,12 mol

⇒ V_NO = 0,12 .22,4 = 2,688 lít

Gọi công thức chung của kim loại và oxit là MO_x (0 < x < 1) với số mol là a

Ta có sơ đồ phản ứng:

MO_x MCl₂ + H₂O + H₂

m_hh = a(M + 16x) = 0,88                    (1)

m_muối = a(M + 71) = 2,85                   (2)

Chia từng vế của (1) cho (2) ta được:

1,97M = 62,48 – 45,6x

Vì 0 < x < 1 nên 8,7 < M_M < 31,7

Vậy M là magie (Mg) hoặc beri (Be)

Dựa vào đáp án chọn Mg

 Dựa vào đồ thị ta có:

- Khi V = 150 ml thì NaOH bị trung hòa hết 

n_H+ = n_OH- 

x = 0,15 mol

- Khi V = 750 ml thì Al(OH)₃ bị hòa tan một phần:

n_H+ = n_OH- + n_AlO2- + 3.(n_AlO2- − n_Al(OH)3) 

n_H+ = n_OH- + 4n_AlO2- − 3n_Al(OH)3

0,75 = 0,15 + 4y - 3.0,2 

y = 0,3 mol

Dẫn từ từ CO₂ đến dư vào dung dịch Ca(OH)₂ xảy ra phản ứng:

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

CO₂ + CaCO₃ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

Hiện tượng quan sát được: Dung dịch xuất hiện kết tủa trắng tăng dần đến cực đại, sau đó kết tủa tan dần đến hết.

 Phương trình hóa học minh họa

 2Al + 2KOH + 2H₂O → 2KAlO₂ + 3H₂

n_HCl = 0,5 mol; n_H2 = 0,3 mol

Na + HCl → NaCl + ½ H₂                          (1)

Na còn phản ứng cả với H₂O để tạo H₂

Na + H₂O → NaOH + ½ H₂                       (2)

n_H2(1) = n_HCl/2 = 0,25 mol

n_H2(2) = 0,3 – 0,25 = 0,05 mol

n_Na = n_HCl + 2n_H2(2) = 0,6 mol

m_Na = 13,8 gam

Nhôm bền trong không khí và nước do trên bề mặt của nhôm được phủ kín lớp Al₂O₃ rất mỏng, bền và mịn.

Phương trình hóa học:

NaOH + HNO₃ NaNO₃ + H₂O

Chất rắn B thu được là NaNO₃

Nung B:

2NaNO₃ 2NaNO₂ + O₂

Ta có: n_O2 = 0,1 mol

n_NaNO3 = n_NaOH = 2n_O2 = 0,2 mol

m_NaOH = 0,2.40 = 8 gam

Các chất đó là: Na₂O; NaCl; Na₂CO₃, NaHCO₃, Na

Na + H₂O → NaOH + H₂

Na₂O + H₂O → NaOH

2NaCl + 2H₂O  2NaOH + H₂ + Cl₂

Na₂CO₃ + Ba(OH)₂ → 2NaOH + BaCO₃↓

NaHCO₃ + Ba(OH)₂ → BaCO₃↓ + NaOH + H₂O

Vậy cả 5 chất đều có thể điều chế trực tiếp ra NaOH bằng một phản ứng.

Ta có: n_CuSO4 = 6,4:160 = 0,04 (mol);

n_CdSO4 = 12,48:208 = 0,06 (mol)

Phương trình phản ứng xảy ra:

CuSO₄ + Zn → ZnSO₄ + Cu (1)

0,04 → 0,04 (mol)

CdSO₄ + Zn → ZnSO₄ + Cd (2)

0,06 → 0,06 (mol)

Từ (1) và (2) ⇒ ∑m_{Cu + Cd} = (0,04.64) + (0,06.112) = 9,28 (gam)

Và m_{Zn tham gia phản ứng} = (0,04 + 0,06).65 = 6,5 (gam)

Vậy khối lượng thanh Zn tăng:

9,28 - 6,5 = 2,78 (gam).

Al₂O₃ là oxit lưỡng tính nên có thể phản ứng được với cả axit và dung dịch kiềm.

Phương trình phản ứng minh họa

Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O

Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O.

n_Cr2O3 = 0,1 mol

Bảo toàn khối lượng ta có: 

m_Al = m_X - m_Cr2O3 = 23,3 - 15,2 = 8,1 gam

n_Al = 0,3 mol

2Al + Cr₂O₃ Al₂O₃ + 2Cr

0,2 0,1                  0,2  

Bảo toàn số mol electron:

3n_{Al (dư)} + 2n_Cr = 2n_H2

n_H2 = 0,35 mol 

V = 7,84 lít

n_CaCO3 = 0,12 mol

Phản ứng nhiệt phân:

      CaCO₃ CaO + CO₂

mol: 0,12   →   0,12

⇒ m_CaO = 0,12.56 = 6,72 (gam)

Nguyên liệu cung cấp Al₂O₃ chính là quặng boxit có công thức hóa học là (Al₂O₃.2H₂O).

CaCO₃ được dùng làm vật liệu xây dựng, sản xuất vôi, xi măng, thủy tinh,...

Đá hoa dùng trong các công trình mĩ thuật (tạc tượng, trang trí,...)

Đá phấn nghiền thành bột mịn làm phụ gia của thuốc đánh răng, thức ăn gia súc...

Phương trình phản ứng:

2K + 2H₂O → 2KOH + H₂

Bột nhôm trộn với bột sắt oxit (gọi là hỗn hợp tecmit) để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm dùng hàn đường ray.

(2) sai vì thu được 2 chất kết tủa

Fe²⁺ + Ag⁺ → Fe³⁺ + Ag ↓

Ag⁺ + Cl^- → AgCl ↓

(5) sai vì chỉ thu được kết tủa trắng không có khí

Ba(OH)₂ + NaHCO₃ → BaCO₃ ↓ + NaOH + H₂O

(6) sai vì đây chỉ là phương pháp bảo vệ bề mặt, phủ lên kim loại cần bảo vệ 1 lớp kim loại khác bền với môi trường

Vậy các phát biểu (1), (3), (4), (7) đúng

Trong thành phần của phèn chua có Al₂(SO₄)₃. Khi vào trong nước thì có phản ứng thuận nghịch:

Al³⁺ + 3H₂O Al(OH)₃ + 3H⁺

Trong đó Al(OH)₃ dạng keo có bề mặt rất phát triển, hấp phụ các chất lơ lửng ở trong nước, kéo chúng cùng lắng xuống dưới.

Phương trình phản ứng minh họa:

 2Al + 2KOH + 2H₂O → 2KAlO₂ + 3H₂ 

 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

Chất phản ứng được với NaOH là: Al(NO₃)₃, HCl, CO₂

Phương trình phản ứng liên quan

Al(NO₃)₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ + 3NaNO₃

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

CO₂ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O.

Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hóa nhỏ, vì vậy kim loại kiềm có tính khử rất mạnh.

n_Al = 0,4 mol; n_Fe2O3 = 0,1 mol

PTHH:

2Al + Fe₂O₃ Al₂O₃ + 2Fe

0,2 ← 0,1   →    0,1 

Vì hiệu suất là 80% nên ta có:

m_Al2O3  = 0,1.102.80% = 8,16 gam