Luyện tập Tính chất của nhôm và hợp chất của nhôm

Dùng dung dịch NaOH để phân biệt Mg(NO₃)₂ và Al(NO₃)₃

Khi cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào hai chất trên

Xuất hiện kết tủa trắng, không tan khi cho dư NaOH là Mg(NO₃)₂

Mg(NO₃)₂ + 2NaOH → Mg(OH)₂ ↓+ 2NaNO₃

Xuất hiện kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa tan dần đến hết khi thêm NaOH dư là Al(NO₃)₃

Al(NO₃)₃ + 3NaOH → Al(OH)₃↓ + 3NaNO₃

NaOH dư + Al(OH)₃↓ → NaAlO₂ + 2H₂O

Vị trí bảng tuần hoàn: chu kì 3, nhóm IIIA

Dễ nhường 3 electron hóa trị nên có số oxi hóa +3 trong các hợp chất.

n_Al = 0,15 mol

Phương trình phản ứng hóa học

2Al + 2KOH + 2H₂O → 2KAlO₂ + 3H₂↑

0,15 mol                           → 0,225 mol

V_H2 = 0,225.22,4 = 5,04 lít.

Nhôm dẫn điện kém hơn Ag và Cu

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.

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.

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

Phương trình phản ứng minh họa

2Al + 3CuCl₂ → 2AlCl₃ + 3Cu

n_Fe2O3 = 0,01 mol; n_H2 = 0,03 mol 

2Al    +  Fe₂O₃    Al₂O₃  +   2Fe

0,02 ←   0,01 

Nhôm dư:

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂ 

0,02                    ←                           0,03  

n_{Al ban đầu}  = 0,02 + 0,02 = 0,04 mol

m_Al = 0,04.27 = 1,08 gam

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

3NaOH + AlCl₃ → Al(OH)₃ ↓ + 3NaCl

Sau đó kết tủa keo trắng tan trong NaOH dư tạo dung dịch trong suốt (vì Al(OH)₃ có tính lưỡng tính tan được trong dung dịch axit dư, và kiềm dư)

NaOH + Al(OH)₃ → NaAlO₂ + 2H₂O

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

Theo đề bài ta có gọi số mol của Al là x thì số mol của Na là 2x

n_H2 = 0,15 (mol)

Phương trình phản ứng hóa học

Na + H₂O → NaOH + 0,5H₂↑

2x → x (mol)

Al + NaOH + H₂O → NaAlO₂ + 1,5H₂↑

x → 1,5x (mol)

Theo đề bài ta có tỉ lệ số mol: Na : Al có tỉ lệ 1: 2 nên cả Na và Al cùng phản ứng hết

=> n_H2 = x + 1,5x = 0,15

=> x = 0,06 (mol)

=> m = m_Al + m_Na = 0,06.27 + 2.0,06.23 = 4,38 (g)

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

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

n_HCl = 0,3.0,2 = 0,06 mol

Gọi x là số mol của oxit có công thức tổng quát là R₂O₃

Phương trình phản ứng tổng quát:

R₂O₃ + 6HCl → 2RCl₃ + 3H₂O

x mol → 6x mol

Ta có: 6x = 0,06 => x = 0,01 mol

=> M_R2O3 = 1,02/0,01 = 102 (g/mol)

=> M_R = (102 - 3.12)/2 = 27 (g/mol)

Vậy kim loại đó là Al, công thức oxit là Al₂O₃.

n_Cr2O3 = 0,03 mol; n_H2 = 0,09 mol

Phương trình hóa học

2Al + Cr₂O₃ → Al₂O₃ + 2Cr

0,06    0,03         0,03     0,06

Nếu Cr₂O₃ bị khử hết thì n_Cr = 0,06 < n_H2

Al dư

X phản ứng với HCl:

Cr + 2HCl CrCl₂ + H₂

Al + 3HCl AlCl₃ + 3/2 H₂

n_H2 = n_Cr + 1,5.n_{Al dư} = 0,09 mol

n_{Al dư} = 0,02 mol n_{Al ban đầu} = 0,08 mol

Bảo toàn nguyên tố Na và Al:

n_NaOH = n_NaAlO2 = n_{Al ban đầu} = 0,08 mol