Chủ đề 6: Tính lưỡng tính của nhôm

Gửi bởi: Phạm Thọ Thái Dương 23 tháng 3 2020 lúc 16:54:17

Lý thuyết và Phương pháp giải

- Cho dung dịch OH^- tác dụng với dung dịch Al³⁺ hoặc cho H⁺ tác dụng với dung dịch AlO^-₂ (hoặc [Al(OH)₄]^-

a/ Cho từ từ a mol OH^- vào dung dịch chứa b mol Al³⁺. Tìm khối lượng kết tủa:

Al³⁺ + OH^- → Al(OH)3↓

Nếu OH^- dư: Al(OH)₃ + OH^- → AlO^-₂ + 2H₂O

- Khi đó tùy theo tỉ lệ số mol OH^-: số mol Al³⁺ mà có kết tủa hoặc không có kết tủa hoặc vừa có kết tủa vừa có muối tan.

* Để giải nhanh có thể sử dụng công thức:

b/ Nếu cho từ từ H+ vào dung dịch chứa AlO^-₂ (hoặc [Al(OH)₄]^- thì có các phản ứng sau:

AlO^-₂ + H⁺ + H₂O → Al(OH)₃

Nếu H⁺ dư: Al(OH)₃ + H⁺ → Al³⁺ + 3H₂O

Khi đó tùy theo tỉ lệ số mol H³⁺ : số mol AlO^-₂ mà có kết tủa hoặc không có kết tủa hoặc vừa có kết tảu vừa có muối tan.

* Để giải nhanh có thể sử dụng công thức:

Ví dụ minh họa

Bài 1: Rót 100 ml dung dịch NaOH 3,5M vào 100 ml dung dịch AlCl₃ 1M thu được m gam kết tủa. Tính m?

Hướng dẫn:

Ta có: n_NaOH = 0,35 mol, n_AlCl₃ = 0,1 mol

Vận dụng tỉ lệ T

n_OH^- = 0,35 mol, n_Al³⁺ = 0,1 mol

→ m↓ = 0,05 . 78 = 3,9 g

hoặc T = 3,5 nên

Bài 2: Cho 450 ml dung dịch KOH 2M tác dụng với 100 ml dung dịch Al₂(SO₄)₃ 1M được dung dịch X. Tính nồng độ mol/l các chất trong dung dịch X?

Hướng dẫn:

n_OH^- = 0,9 mol, n_Al³⁺ = 0,2 mol

→ Tạo [Al(OH)₄]^- và OH^- dư

Dung dịch X có

Bài 3: Cho m gam hỗn hợp bột Al và Fe tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy thoát ra 6,72 lít khí (đktc). Nếu cho m gam hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch HCl dư thì thấy thoát ra 8,96 lít khí (đktc). Tính khối lượng của Al và Fe trong hỗn hợp ban đầu.

Hướng dẫn:

Ta có: n_H₂(1) = 6,72/22,4 = 0,3(mol)

Từ (1) ⇒ n_Al = 0,2(mol) ⇒ m_Al = 0,2*27 = 5,4 (gam)

Mà n_H₂(2)(3) = 8,96/22,4 = 0,4(mol)

Từ (2) và (3) suy ra: m_Fe = 0,1*56 = 5,6(gam)

b) Bài toán ngược

Đặc điểm: Biết số mol của 1 trong 2 chất tham gia phản ứng và số mol kết tủa. Yêu cầu tính số mol của chất tham gia phản ứng còn lại.

* Kiểu 1: Biết số mol Al(OH)₃, số mol Al³⁺ . Tính lượng OH^-.

Phương pháp:

- Nếu số mol Al(OH)₃ = số mol Al³⁺: cả 2 chất phản ứng vừa đủ với nhau tạo Al(OH)₃. Khi đó:

- Nếu n_Al(OH)₃ < n_Al³⁺ thì có 2 trường hợp:

+) Chưa có hiện tượng hoà tan kết tủa hay Al³⁺ còn dư. Khi đó sản phẩm chỉ có Al(OH)₃ và .

+) Có hiện tượng hoà tan kết tủa hay Al³⁺ hết. Khi đó sản phẩm có Al(OH)₃ và [Al(OH)₄]^- :

Ta có:

Ví dụ minh họa

Bài 1: Cho 0,5 lít dung dịch NaOH tác dụng với 300ml dung dịch Al₂(SO₄)₃ 0,2M thu được 1,56g kết tủa. Tính nồng độ mol/lít của dung dịch NaOH. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Hướng dẫn:

Số mol Al³⁺ = 0,12 mol.

Số mol Al(OH)₂ = 0,02 mol < số mol Al³⁺ nên có 2 trường hợp xảy ra.

+ TH1: Al³⁺ dư → Chỉ tạo Al(OH)₃ nên số mol OH^- = 3 . 0,02 = 0,06 mol.

→ C_M(NaOH) = 0,12M

+ TH2: Al³⁺ hết → tạo

→ Số mol OH^- = 3 . 0,02 + 4 . 0,1 = 0,46 mol

→ C_M(NaOH) = 0,92M

* Kiểu 2: Biết số mol OH^-, số mol kết tủa Al(OH)₃. Tính số mol Al³⁺.

Phương pháp: mol OH^- của bài cho với số mol OH^- trong kết tủa.

+ Nếu số mol OH^- của bài cho lớn hơn số mol OH^- trong kết tủa thì đã có hiện tượng hoà tan kết tủa.

Sản phẩm của bài có Al(OH)₃ và [Al(OH)₄]^-

(Áp dụng bảo toàn nhóm OH^-)

+ Nếu trong bài có nhiều lần thêm OH^- liên tiếp thì bỏ qua các giai đoạn trung gian, ta chỉ tính tổng số mol OH^- qua các lần thêm vào rồi so sánh với lượng OH^- trong kết tủa thu được ở lần cuối cùng của bài.

Ví dụ minh họa

Bài 2: Thêm 0,6 mol NaOH vào dd chứa x mol AlCl₃ thu được 0,2 mol Al(OH)₃. Thêm tiếp 0,9 mol NaOH thấy số mol của Al(OH)₃ là 0,5. Thêm tiếp 1,2 mol NaOH nữa thấy số mol Al(OH)₃ vẫn là 0,5 mol. Tính x?

Hướng dẫn:

n_Al(OH)₃ = 0,5

Số mol OH^- trong kết tủa là 1,5 mol < 2,7 mol → có tạo [Al(OH)₄]^-

* Kiểu 3: Nếu cho cùng một lượng Al³⁺ tác dụng với lượng OH^- khác nhau mà lượng kết tủa không thay đổi hoặc thay đổi không tương ứng với sự thay đổi OH^-, chẳng hạn như:

TN1: a mol Al³⁺ tác dụng với b mol OH^- tạo x mol kết tủa.

TN2: a mol Al³⁺ tác dụng với 3b mol OH^- tạo x mol kết tủa hoặc 2x mol kết tủa.

Khi đó, ta kết luận:

TN1: Al³⁺ còn dư và OH^- hết. n_Al(OH)₃ = n_OH^-/3 = x.

TN2: Cả Al³⁺ và OH^- đều hết và đã có hiện tượng hoà tan kết tủa.