Luyện tập Nhôm và hợp chất của nhôm

n_NO = 0,15 mol

Quá trình trao đổi electron

Al → Al³⁺ + 3e

N⁵⁺ + 3e → N²⁺

Áp dụng định luật bảo toàn electron

3n_Al = 3n_NO => n_Al = n_NO = 0,15 mol

=> m_Al = 0,15.27 = 4,05 gam.

Phương trình phản ứng minh họa:

 2Al + 2KOH + 2H₂O → 2KAlO₂ + 3H₂ 

 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

 Số chất lưỡng tính là: Al(OH)₃ và Al₂O₃

Nước vôi trong có công thức hóa học là Ca(OH)₂

Nhôm tác dụng được với Ca(OH)₂

Al + Ca(OH)₂ + H₂O → H₂ + Ca(AlO₂)₂

Vì vậy không dùng chậu nhôm để chứa nước vôi trong.

(a) CO₂ + 2KOH dư → K₂CO₃ + H₂O

(b) Ban đầu xuất hiện kết tủa, sau đó kết tủa tan ngay lập tức do NaOH dư:

AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃↓ + 3NaCl

Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O

(c) HCl + NaAlO₂ dư + H₂O → Al(OH)₃↓ + NaCl

=> Kết tủa Al(OH)₃

(d) NaAlO₂ + CO₂ + 2H₂O → Al(OH)₃↓+ NaHCO₃

=> Kết tủa Al(OH)₃

(e) 2NaHCO₃ + Ba(OH)₂ → Na₂CO₃ + BaCO₃ ↓ + 2H₂O

=> Kết tủa BaCO₃

Vậy có 3 thí nghiệm kết tủa sau phản ứng là: (c), (d), (e).

 Cho lá nhôm vào dung dịch HCl có khí bay lên

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

Dung dịch sau phản ứng thu được là AlCl₃

Nhỏ từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl₃, có kết tủa keo trắng xuất hiện.

3NaOH + AlCl₃ → Al(OH)₃ ↓ + 3NaCl.

 Khí CO chỉ khử được những kim loại đứng sau Al => khử FeO thành Fe

FeO + CO → Fe + CO₂

Vậy sau phản ứng hỗn hợp kim loại gồm Al, Al₂O₃, MgO, Fe

Al + NaOH + H₂O NaAlO₂ + 3/2H₂

 2Al   +   Fe₂O₃       Al₂O₃   +    2Fe

0,15    0,075      0,075      0,15

m_Z = 160.(0,15 - 0,075) + 56.0,15 = 20,4 gam

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.

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.

Khi cho NH₃ vào 2 dung dịch cả 2 dung dịch đều xuất hiện kết tủa hiđroxit, nhưng Zn(OH)₂ tạo thành có khả năng tạo phức với NH₃ nên kết tủa lại tan, còn với Al(OH)₃ không tan trong NH₃

Phương trình phản ứng minh họa:

Al(NO₃)₃ + 3NH₃ + 3H₂O → Al(OH)₃ + 3 NH₄NO₃

Zn(NO₃)₂ + 2NH₃ + 2H₂O → Zn(OH)₂ + 2 NH₄NO₃

n_H2 = 0,16 mol

Chất rắn không tan chình là Al dư

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂

x →                  x             → x

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

x                → 2x                            → 3x

Theo phương trình phản ứng hóa học ta có:

n_H2 = 4x = 0,16 mol

=> x = 0,04 mol

=> m = m_Ca + m_Al = 40.0,04 + 27.2.0,04 + 1,54 = 5,3 gam.

NaOH hòa tan được Al(OH)₃ vì Al(OH)₃ là hidroxit lưỡng tính

Phương trình phản ứng minh họa:

Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O

n_NO2 = 0,12 mol

n_NO = 0,08 mol

Quá trình trao đổi electron

Al⁰ → Al³⁺ + 3e

N⁵⁺ + 1e → N⁴⁺

N⁵⁺ + 3e → N²⁺

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có

3n_Al = n_NO2 + 3n_NO

n_Al = (0,12 + 3.0,08) : 3 = 0,12 mol

m_Al = 0,12. 27 = 3,24 gam.

Kim loại Fe, Cr, Al bị thụ động trong axit HNO₃ đặc nguội, H₂SO₄ đặc nguội

Vậy Al không tan trong dung dịch HNO₃ đặc nguội.

n_KOH= 0,35 mol

n_AlCl3= 0,1 mol

Phương trình phản ứng hóa học

AlCl₃ + 3KOH → Al(OH)₃ + 3KCl (1)

Xét tỉ lệ số mol ta có 0,1/1 < 0,35/3

Sau phản ứng KOH dư

Theo phương trình phản ứng (1) ta có:

n_{KOH dư} = 0,35 - 0,3 = 0,05 mol.

n_Al(OH)3 = n_AlCl3 = 0,1 mol

Vì dư kiềm nên Al(OH)₃ tan 1 phần

Al(OH)₃ + KOH → KAlO₂ + 2H₂O (2)

Theo phương trình (2)

n_KOH dư = n_Al(OH)3 tan= 0,05 mol

=> n_Al(OH)3 dư = 0,1 - 0,05 = 0,05 mol

=> m_Al(OH)3 dư = 3,9 gam.

 Trong công nghiệp, Al được điều chế bằng cách điện phân nóng chảy nhôm oxit (Al₂O₃) với xúc tác criolit (Na₃AlF₆).