MUỐI Al3+ + OH-

CÁC DẠNG BÀI TẬP CỦA Al VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM

BÀI TẬP VỀ MUỐI Al³⁺ + OH^-

Ths Nguyễn Quốc Việt 

Tel: 0916505381 or 0983505381

Nhận luyện thi Đại hoc môn Hóa 8, 9, 10, 11, 12

Tại Thành Phố Hà Tĩnh

Cho dung dịch chứa OH^- vào dung dịch chứa Al³⁺ , phản ứng hóa học xảy ra theo thứ tự:

                                      Al³⁺ + 3OH^-  à Al(OH)₃i _{keo trắng}

                                  Al(OH)₃  +  OH^-    Al(OH)₄^- 

Khi có phản ứng hòa tan kết tủa, để đơn giản trong tính toán ta viết phản ứng như sau:

Al³⁺ + 3OH^-  à Al(OH)₃i _{keo trắng}  (1)

                                      Al³⁺ + 4OH^-  à Al(OH)₄^-              (2)

          Đặt    =  k

k = 3; tạo Al(OH)₃, chỉ có phương trình (1)

                   k = 4; tạo Al(OH)₄^-, chỉ có phương trình (2)

                   3 < k < 4; tạo Al(OH)₃, Al(OH)₄^-

n_Al(OH)3 = 4n_Al3+ - n_OH-

k < 3; tạo Al(OH)₃ , Al³⁺ dư    → chỉ có phương trình (1)

4 < k; tạo Al(OH)₄^- và OH^- dư → chỉ có phương trình (2)

Phương pháp giải :

     Sơ đồ phản ứng

x mol NaOH + y mol AlCl₃ m gam kết tủa

Bài toán có 3 dạng:

Dạng 1: Cho x, y tính m

Dạng 2: Cho x, m tính y

Dạng 3: Cho y, m tính x

Dạng 1: Cho x, y tính m

Cách 1: Lập tỷ lệ   =  = k ; viết phương trình, tính toán

Cách 2: Bảo toàn điện tích (áp dụng được cho cả 3 dạng)

Ta có 2 sơ đồ phản ứng:

TH1:  Al³⁺ dư    

NaOH

+

AlCl3

→

Al(OH)3 Na+        Cl-         Al3+

Bảo toàn điện tích tính được n_Al3+ → bảo toàn nguyên tố Al tính được n_Al(OH)3

TH 2: Tạo Al(OH)₄^-

NaOH

+

AlCl3

→

Al(OH)3 Na+        Cl-          Al(OH)4-

Bảo toàn điện tích tính được n_Al(OH)4- → bảo toàn nguyên tố Al tính được n_Al(OH)3

Chú ý: Để biết sau phản  ứng ngoài Al(OH)₃ nhôm tạo thànhAl(OH)₄^- hay Al³⁺ ta làm như sau:

Tính n_{điện tích dương}; n_{điện tích âm}

Nếu: n_{điện tích dương} > n_{điện tích âm} Þ thiếu điện tích âm Þ tạo thànhAl(OH)₄^-

n_{điện tích dương} < n_{điện tích âm} Þ thiếu điện tích dương  Þ tạo thành Al³⁺

Ví dụ 1: Cho 700 ml dung dịch KOH 0,1M vào 100 ml dung dịch AlCl₃ 0,2M. Tính khối lượng kết tủa thu được.

          Hướng dẫn giải:

n_KOH = 0,1*0,7 = 0,07 mol; n_AlCl3 = 0,1*0,2 = 0,02 mol

                    Cách 1:  =  = 3,5; → (3 < 3,5 <4)

n_Al(OH)3 = 4n_Al3+ - n_OH- = 4x0,02 – 0,07 = 0,01 mol

m_Al(OH)3 = 0,01*78 = 0,78 gam

Cách 2: Bảo toàn điện tích

0,07 mol KOH + 0,02 mol AlCl₃  Al(OH)₃, K⁺ 0,07 mol, Cl^- 0,06 mol, Al(OH)₄^-

n_Al(OH)4-  =  0,07 – 0,06 = 0,01 mol; n_Al(OH)3 = 0,02 – 0,01 = 0,01 mol

m_Al(OH)3 = 0,01*78 = 0,78 gam

Ví dụ 2: Trộn 375 ml dung dịch Ba(OH)₂ 1M vào 50 ml dung dịch Al₂(SO₄)₃ 2M. Tính khối lượng kết tủa thu được.    

Hướng dẫn giải

n_Ba(OH)2 = 0,375*1 = 0,375 mol; n_Al2(SO4)3 = 0,05*2 = 0,1 mol

0,375 mol Ba(OH)₂ + 0,1 mol Al₂(SO₄)₃ BaSO₄ 0,3 mol; Al(OH)₃; Ba²⁺ 0,075 mol; Al(OH)₄^-

n_Al(OH)4-  =  0,075*2 = 0,15 mol; n_Al(OH)3 = 0,1*2 – 0,15 = 0,05 mol

m_{kết tủa} = 0,05*78 + 0,3*233 = 73,8 gam

Ví dụ 3: Nhỏ từ từ 0,25 lít dung dịch NaOH 1,04M vào dung dịch gồm 0,024 mol FeCl₃; 0,016 mol Al₂(SO₄)₃ và 0,04 mol H₂SO₄ thu được m gam kết tủa. Tính m.     

Hướng dẫn giải:

n_NaOH = 0,25*1,04 = 0,26 mol

0,26 mol NaOH + (0,024 molFeCl₃, 0,016 mol Al₂(SO₄)₃ và 0,04 mol H₂SO₄) (Fe(OH)₃ 0,024 mol; Al(OH)₃; Na⁺ 0,26 mol; Cl^- 0,072 mol; SO₄^2- 0,088 mol, Al(OH)₄^-)

n_Al(OH)4-  =  0,26 – (0,072 + 0,088*2) = 0,248 mol

        n_Al(OH)3 = 0,016*2 – 0,248 = 0,012 mol

        m_{kết tủa} = 0,024*107 + 0,012*78 = 3,504 gam

        Dạng 2: Cho x, m tính y.

Cách 1: Viết phương trình, tính toán

Al³⁺ + 3OH^-  à Al(OH)₃i _{keo trắng}  (1)

                                      Al³⁺ + 4OH^-  à Al(OH)₄^-              (2)

Ví dụ 4: Cho 200 ml dung dịch Y gồm AlCl₃ aM tác dụng với 500 ml dung dịch NaOH 2M thu được 15,6 gam kết tủa. Tính a.

Hướng dẫn giải:

n_NaOH = 2*0,5 = 1 mol; n_Al(OH)3 =  = 0,2 mol

                                      Al³⁺ + 3OH^-  à Al(OH)₃i _{keo trắng}  (1)

                                      0,2       0,6            0,2

Al³⁺ + 4OH^-  à Al(OH)₄^-              (2)

0,1        0,4       0,1           (n_OH-(2) = 1 – 0,6 = 0,4 mol)

n_AlCl3 = n_Al3+ = 0,2 + 0,1 = 0,3 mol;             C_{M AlCl3} =  = 1,5M

          Ví dụ 5:  Cho 200 ml dung dịch Y gồm AlCl₃ 1M và HCl tác dụng với 500 ml dung dịch NaOH 1M thu được 7,8 gam kết tủa. Tính nồng độ mol/l của dung dịch HCl.

           Hướng dẫn giải:

n_NaOH = 1*0,5 = 0,5 mol; n_AlCl3 = 1*0,2 = 0,2 mol;          

n_Al(OH)3 =  = 0,1 mol;    n_Na+ = 0,5 mol < n_Cl- = 0,6 + x Þ có 1 trường hợp

NaOH 0,5mol

+

AlCl30,2mol  HCl xmol

→

Al(OH)3 0,1mol Na+        0,5 mol Cl-         0,6+x, Al3+       0,1mol

(n_đt(+) = 0,5 < n_đt(-) = 0,6 + x → tạo thành Al³⁺)

Ta có:         0,5 + 0,1*3 = 0,6 + x; x = 0,2 mol;    C_{M HCl} =  = 1 M

     

          Ví dụ 6:  Cho 200 ml dung dịch Y gồm AlCl₃ 1M và HCl tác dụng với 500 ml dung dịch NaOH 2M thu được 7,8 gam kết tủa. Tính nồng độ mol/l của dung dịch HCl.

 Hướng dẫn giải:

n_NaOH = 2*0,5 = 1 mol; n_AlCl3 = 1*0,2 = 0,2 mol; n_Al(OH)3 =  = 0,1 mol

n_HCl = x mol

n_Na+ = 1 mol; n_Cl- = 0,6 + x Þ có 2 trường hợp

(do chưa xác định được điện tích nào lớn hơn)

Trường hợp 1: Al³⁺ dư

NaOH 1mol

+

AlCl30,2mol  HCl xmol

→

Al(OH)3 0,1mol Na+        1 mol Cl-         0,6+x, Al3+       0,1mol

Ta có: 1 + 0,1*3 = 0,6 + x; x = 0,7 mol;         C_{M HCl} =  = 3,5 M

Trường hợp 2: Tạo Al(OH)₄^-

NaOH 1mol

+

AlCl30,2mol  HCl xmol

→

Al(OH)3     0,1mol Na+           1 mol Cl-             0,6+x, Al(OH)4-   0,1mol

Ta có: 1 = 0,6 + x + 0,1;              x = 0,3 mol ;        C_{M HCl} =  = 1,5 M

Dạng 3: Cho y, m tính x

Dạng này có hai trường hợp

Trường hợp 1: Al³⁺ dư

Trường hợp 2: Al³⁺ hết tạo Al(OH)₄^-             

Cách 1:

Trường hợp 1: Al³⁺ dư

Al³⁺ + 3OH^-  à Al(OH)₃i _{keo trắng}  (1)

n_OH- = 3n_Al(OH)3

     Trường hợp 2: Al³⁺ hết

Al³⁺ + 3OH^-  à Al(OH)₃i _{keo trắng}  (1)

                                      Al³⁺ + 4OH^-  à Al(OH)₄^-              (2)

n_Al(OH)3 = 4n_Al3+ - n_OH-  →        n_OH- = 4n_Al3+ - n_Al(OH)3

Cách 2 : Phương pháp bảo toàn điện tích

Trường hợp 1:

NaOH xmol

+

AlCl3 ymol

→

Al(OH)3 Na+        x mol Cl-         3y, Al3+

Bảo toàn nguyên tố Al tính được n_Al3+, bảo toàn điện tích ta tính được x

Trường hợp 2:

NaOH xmol

+

AlCl3 ymol

→

Al(OH)3 Na+        x mol Cl-         3y,  Al(OH)4-

Bảo toàn nguyên tố Al tính được n_Al(OH)4-, bảo toàn điện tích ta tính được x

        Ví dụ 7: Cho 200 ml dung dịch AlCl₃ 0,15M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M, lượng kết tủa thu được là 1,56 gam. Tính V

Hướng dẫn giải:

n_AlCl3 = 0,15*0,2 = 0,03 mol; n_Al(OH)3 =  = 0,02 mol

Cách 1:

Trường hợp 1: Al³⁺ dư

Al³⁺ + 3OH^-  à Al(OH)₃i _{keo trắng}  (1)

                                                0,06         0,02

V_ddNaOH =  = 0,12 lít = 120 ml

     Trường hợp 2: Al³⁺ hết

Al³⁺ + 3OH^-  à Al(OH)₃i _{keo trắng}  (1)

                                      Al³⁺ + 4OH^-  à Al(OH)₄^-              (2)

n_Al(OH)3 = 4n_Al3+ - n_OH-  → n_OH- = 4n_Al3+ - n_Al(OH)3 = 4x0,03 – 0,02 = 0,1 mol

V_ddNaOH =  = 0,2 lít = 200 ml

Cách 2 :  Phương pháp bảo toàn điện tích

Trường hợp 1:

NaOH xmol

+

AlCl3 0,03mol

→

Al(OH)3 0,02 mol Na+             x mol Cl-         0,09mol Al3+   0,03 – 0,02 = 0,01 mol

   x + 0,01x3 = 0,09 → x = 0,06 mol;                  V_ddNaOH =  = 0,12 lít = 120 ml

Trường hợp 2:

NaOH xmol

+

AlCl3 0,03 mol

→

Al(OH)3 0,02 mol Na+             x mol Cl-          0.09 mol  Al(OH)4-  0,03 – 0,02 = 0,01 mol

x = 0,09 + 0,01 = 0,11 mol;    V_ddNaOH =  = 0,2 lít = 200 ml

        Ví dụ 8: Cho 200 ml dung dịch AlCl₃ 0,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 1M, lượng kết tủa thu được là 1,56 gam. Tính giá trị nhỏ nhất của V

Hướng dẫn giải:

n_AlCl3 = 0,2*0,5 = 0,1 mol; n_Al(OH)3 =  = 0,02 mol

Gía trị nhỏ nhất của V ở trường hợp 1: 

Cách 1:

Trường hợp 1: Al³⁺ dư

Al³⁺ + 3OH^-  à Al(OH)₃i _{keo trắng}  (1)

                                                0,06         0,02

V_ddNaOH =  = 0,06 lít = 60 ml

Cách 2 :  Phương pháp bảo toàn điện tích

Trường hợp 1:

NaOH xmol

+

AlCl3 0,1mol

→

Al(OH)3 0,02 mol Na+             x mol Cl-         0,3mol Al3+   0,1 – 0,02 = 0,08 mol

   x + 0,08x3 = 0,3 → x = 0,06 mol;                V_ddNaOH =  = 0,06 lít = 60 ml

Ví dụ 9: Cho 200 ml dung dịch AlCl₃ 0,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 1M, lượng kết tủa thu được là 1,56 gam. Tính giá trị lớn nhất của V

Hướng dẫn giải:

n_AlCl3 = 0,2*0,5 = 0,1 mol; n_Al(OH)3 =  = 0,02 mol

Gía trị lớn nhất của V ở trường hợp 2:  

          Cách 1:

Trường hợp 2: Al³⁺ hết

Al³⁺ + 3OH^-  à Al(OH)₃i _{keo trắng}  (1)

                                      Al³⁺ + 4OH^-  à Al(OH)₄^-              (2)

n_Al(OH)3 = 4n_Al3+ - n_OH-  → n_OH- = 4n_Al3+ - n_Al(OH)3 = 4x0,1 – 0,02 = 0,38 mol

V_ddNaOH =  = 0,38 lít = 380 ml

          Cách 2:

Trường hợp 2:

NaOH xmol

+

AlCl3 0,1 mol

→

Al(OH)3 0,02 mol Na+             x mol Cl-          0.3 mol  Al(OH)4-  0,1 – 0,02 = 0,08 mol

x = 0,3 + 0,08 = 0,38 mol;      V_ddNaOH =  = 0,38 lít = 380 ml