Bài tập Kim loại Kiềm, Kiềm thổ, Nhôm có giải chi tiết (mức độ vận dụng cao - P2)

Giải thích:

Ở phần 1 khi cho tác dụng với NaOH có sinh ra khí H2 => nhôm dư

Phần 1

n_H2 = 0,0525 mol => n_{Al dư} = 0,035 mol

chất rắn không tan tác dụng với HCl => n_H2 = 0,045 mol => n_Fe = 0,045 mol

Phần 2

n_H2 = 0,2925 mol

Giả sử phần 2 = k. phần 1

Bảo toàn e ở phần 2 ta có (3 . 0,035 + 2 . 0,045) . k = 2 . 0,2925 => k = 3

Có m_A = m_B = 4 khối lượng phần 1

=> tổng lượng H₂ ở thí nghiệm 1 = 4 . (0,0525 + 0,045 ) = 0,39

=> n_Fe3O4 = (4 . 0,045) : 3 = 0,06 mol

=> 3n_Al = 2.n_Fe3O4 + 2n_H2 => n_Al = 0,3 mol

=> m_A = 0,3 . 27 + 0,06 . 232 = 22,02 mol

%Al = 37% và %Fe₃O₄ = 63%

Đáp án A

Giải thích:

BTNT Cl => n_MCl = n_AgCl – n_HCl = 0,52 – 0,5 = 0,02 (mol)

Khi nung chỉ có MHCO₃ bị nhiệt phân theo phương trình:

2MHCO₃ →t0 M₂CO₃  + CO₂ ↑+ H₂O

y                                    →0,5y →0,5y   (mol)

=> Khối lượng rắn giảm chính là khối lượng H₂O và CO₂

=> 0,5y.44 + 0,5y.18 = (15,97- 14,42)

=> y = 0,05 (mol)

BTNT C ta có: n­_M2CO3 + n_MHCO3 = n_CO2

=> n_M2CO3 = n_CO2 - n_MHCO3  = 0,15 – 0,05 = 0,1 (mol)

m_X = 0,1(2M + 60) + 0,05 (M + 61) + 0,02 (M + 35,5) = 15,97

=> 0,27M = 6,21

=> M = 23 (Na)

Đáp án D

Giải thích:

n_H2 = 0,145 mol

n_MgCl2 = 0,13 mol

Quy đổi X thành: Mg (0,13 mol), Ca (x mol); O (y mol)

+ m_X = 0,13.24 + 40x + 16y = 20,72

+ BT e: 2n_Mg + 2n_Ca = 2n_H2 + 2n_O => 0,13.2 + 2x = 0,145.2 + 2y

Giải hệ được x = 0,14; y = 0,125

m_CaCl2 = 0,14.111 = 15,54 gam

Đáp án B

Giải thích:

Dd Y gồm: OH^- dư (0,2 mol) và AlO₂^- (x mol)

Khi n_H+ = 0,8 mol: n_H+ = n_OH- + 4n_AlO2- - 3n_Al(OH)3 => 0,8 = 0,2 + 4x – 3.0,2 => x = 0,3 mol

Quy dổi hỗn hợp đầu thành: Ba, Al, O

n_{OH- pư} = n_AlO2-= 0,3 mol => n_{OH- bđ} = 0,5 mol => n_Ba = n_Ba(OH)2 = 0,25 mol

 BT e: 2n_Ba + 3n_Al = 2n_O + 2n_H2 => 0,25.2 + 0,3.3 = 2n_O = 0,25.2 => n_O = 0,45 mol

m = m_Ba + m_Al + m_O = 0,25.137 + 0,3.27 + 0,45.16 = 49,55 gam

Đáp án B

Giải thích:

Đáp án B

Giải thích:

Đáp án B

Giải thích: 

X gồm HCl dư (x mol) và AlCl₃ (y mol)

=> x = 0,1 mol

+ Tại n_NaOH = 0,25 mol: n_NaOH = n_HCl + 3n_Al(OH)3 => n_Al(OH)3 = (0,25-0,1)/3 = 0,05 mol

+ Tại n_NaOH = 0,45 mol: n_NaOH = n_HCl + 4n_Al3+ - n_Al(OH)3 => 0,45 = 0,1 + 4y – 0,05 => y = 0,1 mol

BT “Cl” => n_HCl = 3n_AlCl3 + n_{HCl dư} => n_HCl = 0,1 + 3.0,1 = 0,4 mol

=> a = 0,4/0,2 = 2M

Đáp án A

Giải thích: 

Quy đổi hỗn hợp thành Mg : x mol, Al : y mol; O :0,41989m/16=0,026m mol

→ 24x + 27 y = 0,58m(1)

Al → Al⁺³ + 3e

Mg → Mg⁺² + 2e

O + 2e → O^-2

H⁺ +2e → H₂

Bảo toàn e thì 2x + 3y = 0,026m.2 + 2a(2)

NaOH chưa tạo kết tủa ngay nên dd trên dư HCl

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

2NaOH + MgCl₂ → 2NaCl + Mg(OH)₂

3NaOH + AlCl₃→ 3NaCl + Al(OH)₃

NaOH + Al(OH)₃ → NaAlO₂ + H₂O

Khối lượng kết tủa tối đa  là  : → 58x + 78y = 23,36(3)

Lượng NaOH phản ứng tạo ↓ với MgCl₂ và hòa tan vừa đủ Al(OH)₃ là 2x + 4y = 68/3a - 4a=56/3 a(4)

Giải (1)(2)(3)(4) được x = .0,08 mol y=0,24 mol, a =0,06 mol, m =14,48 g

→%MgO =22,1

Đáp án A

Giải thích: 

- Theo đề bài ta có :

- Khi cho dung dịch tác dụng với NaOH dư ta được :

- Quy đổi hỗn hợp rắn X thành Mg, Al, O và C. → bảo toàn C

 

- Quay lại hỗn hợp rắn X với Al, Al₂O₃, Mg và MgCO₃ có :

 

Bảo toàn O

- Xét hỗn hợp khí Z ta có : n_N2O = a và n_H2 = b và n_CO2 = 0,06 mol

→ M_Z = 30 = (44a + 2b + 0,06.44) : (a + b +0,06)

Bảo toàn e cho phản ứng với HNO₃ có 8n_N2O + 2n_H2  + 8n_NH4+ = 3n_Al + 2n_Mg

→ a = 0,06 và b =0,06 mol

 - Xét toàn bộ quá trình phản ứng của X với dung dịch chứa 1,32 mol NaHSO₄ và x mol HNO₃ có:

Đáp án C

Giải thích: 

Phản ứng xảy ra hoàn toàn, chất rắn sau phản ứng + NaOH thu được khí H₂ => chứng tỏ có Al dư sau phản ứng => phản ứng nhiệt nhôm oxit sắt hết. Chất rắn Y gồm có Al₂O₃, Fe và Al dư

Phần 2: n_Fe = 16,8 : 56 = 0,3 (mol) ;

Bảo toàn e => 3n_Al dư = 2 n_H2 => n_Al = 2/3. n_H2 = a (mol)

Phần 1: Nếu không tạo muối NH₄NO₃ thì  n_{e ( Fe, Al dư)} nhường = n_e (NO nhận)

=> 0,3. 3 + 3a = 3a => vô lí

Vậy phải tạo muối NH₄NO₃

=> n_NH4NO3 = ( 3n_Fe + 3n_Al – 3n_NO)/8 = ( 0,3. 3+ 3a – 3a) /8 = 0,1125 (mol)

m_muối = m_Fe(NO3)3 + m_Al(no3)3 + m_NH4NO3

=> m_Al(NO3)3 = 233,7 – 0,3. 242 – 0,1125.80 = 152, 1(g)

n_Al(NO3)3 ≈ 0,714 (mol)

Rắn Y phản ứng vừa đủ với dd NaOH

Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O

Al + NaOH → NaAlO₂ + 3/2H₂

=> n_NaOH = n_NaAlO2- = n_Al(NO3)3 = 0,714 (mol) ( Bảo toàn nguyên tố Al)

=> V_NaOH = 0,714: 2 = 0,357 (lít) = 357 (ml)

Gần nhất với  352 ml

Đáp án D

Giải thích: 

Quy đổi X thành Na : x mol, Ba: y mol và O : z mol

→ 23x + 137y + 16z =21,9

Cho X vào nước : Na → Na⁺¹ + 1e

                             Ba → Ba⁺² + 2e

                              O + 2e → O^-2

                             2H⁺¹ + 2e → H₂

Bảo toàn e có x + 2y -2z = 0,05.2

n_NaOH = x = 0,14 nên y = 0,12 mol và z = 0,14 mol → dd Y có 0,14 mol NaOH và 0,12 mol Ba(OH)₂

n_Al2(SO4)3 = 0,05 mol

                    SO₄^2-  + Ba²⁺  →  BaSO₄

Ban đầu : 0,15 mol  0,12 mol

Sau phản ứng                             0,12 mol

                            Al³⁺  + 3 OH^-  → Al(OH)₃

Ban đầu          0,1 mol     0,38 mol

Sau phản ứng     0            0,08 mol     0,1 mol

                         Al(OH)₃   +  OH^-   → AlO₂^-   + H₂O

Ban đầu              0,1 mol      0,08 mol

Sau phản ứng   0,02 mol                

Kết tủa có m = 0,12.233 + 0,02.78 = 29,52

Đáp án D

Giải thích: 

Giải thích các quá trình biến thiên trong đồ thị:

Đoạn 1: Đi lên, do sự tạo thành BaSO₄ và Al(OH)₃

Đoạn 2: Đi xuống, do sự hòa tan kết tủa Al(OH)₃

Đoạn 3: Đi ngang, do BaSO₄ không tan.

Từ đồ thị ta thấy giá trị m = 69,9 gam không đổi khi thể tích Ba(OH)₂ thay đổi

=> m↓  = m_BaSO4 = 69,9 (gam) => n_BaSO4 = 69,9 : 233 = 0,3 (mol)

n_Al2(SO4)3 = 1/3 n_BaSO4 = 0,1 (mol) => n_Al3+ = 2n_Al2(SO4)3 = 2. 0,1 = 0,2 (mol)

Theo công thức tính nhanh, xuất hiện kết tủa, sau đó kết tủa tan: n_OH- = 4n_Al3+ - n_↓

=> 0,4V = 4.0,2 – 0

=> V = 2 (lít)

Gần nhất với 2,1 lít

Đáp án B

Giải thích: 

GĐ 1: Kết tủa tăng mạnh nhất do vừa tạo thành BaSO₄ và Al(OH)₃

GĐ 2: Kết tủa BaSO₄ đạt cực đại nên lượng kết tủa tăng chậm đi

GĐ 3: Al(OH)₃ bắt đầu bị hòa tan nên lượng kết tủa giảm

n_Al2(SO4)3 = x

n_AlCl3 = y

+ Tại n_Ba(OH)2 = 0,45 mol thì BaSO₄ đạt cực đại

n_SO42- = n_Ba(OH)2 => 3x = 0,45 => x = 0,15

+ Tại n_Ba(OH)2 = 0,75 mol thì Al(OH)₃ vừa bị hòa tan hết

n_OH- = 4n_Al3+ => 0,75.2 = 4.(2.0,15 + y) => y = 0,075 mol

a = m_{BaSO4 max} = 0,45.233 = 104,85 gam

b = m_{BaSO4 max} + m_{Al(OH)3 max} = 104,85 + 78(2.0,15 + 0,075) = 134,1 gam

=> a + b = 104,85 + 134,1 = 238,95 gam

Đáp án D

Giải thích: 

Khi cho dd OH^-  vào hỗn hợp gồm H⁺ và muối Al³⁺

Sẽ xảy ra các phản ứng hóa học theo thứ tự sau:

OH^- + H⁺ → H₂O                              (1)

OH^- + 3Al³⁺ → Al(OH)₃↓                   (2)

OH^- + Al(OH)₃↓ → AlO₂^- + 2H₂O  (3)

Khi phản ứng (1) kết thúc , bắt đầu xảy ra (2) thì xuất hiện kết tủa => đồ thị bắt đầu đi lên

Khi đồ thị đi lên từ từ đến điểm cực đại => xảy ra phản ứng (1) và (2)

Ta có công thức nhanh: n_OH- = 3n_↓ + n_H+

Khi đồ thị bắt đầu đi xuống => phản ứng (3) xảy ra, kết tủa bắt đầu bị hòa tan dần dần đến hết

=> Ta có công thức tính nhanh: n_OH- = 4n_Al3+ - n_↓ + n_H+

Từ đây ta có các phương trình sau:

Đáp án A

Giải thích: 

Quy đổi X thành Na : x mol, Ba: y mol và O : z mol

→ 23x + 137y + 16z =21,9

Cho X vào nước : Na → Na⁺¹ + 1e

                             Ba → Ba⁺² + 2e

                              O + 2e → O^-2

                             2H⁺¹ + 2e → H₂

Bảo toàn e có x + 2y -2z = 0,05.2

n_NaOH = x = 0,14 nên y = 0,12 mol và z = 0,14 mol → dd Y có 0,14 mol NaOH và 0,12 mol Ba(OH)₂

n_Al2(SO4)3 = 0,05 mol

                    SO₄^2-  + Ba²⁺  →  BaSO₄

Ban đầu : 0,15 mol  0,12 mol

Sau phản ứng                             0,12 mol

                            Al³⁺  + 3 OH^-  → Al(OH)₃

Ban đầu          0,1 mol     0,38 mol

Sau phản ứng     0            0,08 mol     0,1 mol

                         Al(OH)₃   +  OH^-   → AlO₂^-   + H₂O

Ban đầu              0,1 mol      0,08 mol

Sau phản ứng   0,02 mol                

Kết tủa có m = 0,12.233 + 0,02.78 = 29,52

Đáp án A

Giải thích: 

2Na  +  2H₂O → 2NaOH + H₂

2NaOH + Al₂O₃ → 2 NaAlO₂ +  H₂O

Y dư NaOH

Thì HCl + NaOH → NaCl + H₂O

       HCl + NaAlO₂ +H₂O → NaCl + Al(OH)₃

       3HCl + Al(OH)₃ → AlCl₃ + 3H₂O

Y có n_NaOH = 0,3 mol và n_NaAlO2 = a mol

Khi thêm 700 ml dung dịch HCl vào thì n_↓  = 0,7 - 0,3 =  0,4 mol

Khi thêm 1500 ml dung dịch HCl vào thì n↓= a – (1,5 – 0,3 –a ): 3

→ a –  (1,5 – a – 0,3) : 3 = 0,4 (mol) → a = 0,6 mol

→ bảo toàn Na có n_Na = a + 0,3 = 0,9 mol → n_H2 = 0,45 mol → x =0,45 . 22,4 = 10,08

Đáp án D

Giải thích: 

Coi trong mỗi phần có 0,2 mol Al

- Rắn Y + NaOH → 0,06 n_H2

BT: e => n_{Al DƯ} = 2/3 n_H2 = 2/3. 0,06 = 0,04 ( mol)

BTNT: Al => n_Al2O3 = ½ ( n_Albđ – n_{Al dư}) = ½ ( 0,2 – 0,04) = 0,08 (mol)

BTKL: m = m_{Fe, Cu} + m_O = 18,08 + 0,08.3.16 = 21,92 (g)

=> 80a + 232b = 21,92 (1)

- Rắn Y + HNO₃

Sau tất cả quá trình ta có: Al → Al⁺³ ; Fe^+8/3 → Fe⁺³, N⁺⁵ → N⁺²; N⁺⁵→ N^-3

BT e ta có: 3n_Al + n_Fe3O4 = 3n_NO + 8n_NH4NO3

m_muối = m_Al(NO3)3 + m_Cu(NO3)3 + m_Fe(NO3)3  + m_NH4NO3

=>213.0,2 +188a + 242.3b + 80 ( b+0,06)/8 = 106,12 (2)

Từ (1) và (2) => a = 0,1 và b = 0,06

=> m_Fe3O4 = 232.2b = 232.2.0,1= 27,84 (g) ( Vì hỗn hợp ban đầu nên phải nhân đôi số liệu)

Đáp án A

Giải thích: 

Do khi số mol Ba(OH)₂ bằng 0,9 hay 1,0 mol số mol kết tủa là 3a mol

     khi số mol Ba(OH)₂ bằng 0,7 mol số mol kết tủa là 4a mol

=> Khi n_Ba(OH)2 = 0,9 mol thì Al(OH)₃ đã bị hòa tan hết, kết tủa chỉ còn lại BaSO₄

Đáp án A

Giải thích: 

n_H2 = 0,08 mol

Gọi số mol Na và Al₂O₃ lần lượt là x, y (mol)

Na + H₂O → NaOH + 0,5H₂

0,16            ← 0,16  ←  0,08  (mol)

=> m _Al2O3 = m_X – m_Na = 9,8 – 23.0,16 = 6,12 gam

=> n_Al2O3 = 0,06 mol

Al₂O₃ + 2OH^- → 2AlO₂^- + H₂O

0,06 → 0,12_{dư 0,04}→0,12 (mol)

Vậy dung dịch X gồm: OH^- dư (0,04 mol) và AlO₂^- (0,12 mol)

Quan sát đồ thị:

Tại n_HCl = x mol: OH^- dư vừa bị trung hòa hết => x = n_OH- = 0,04 mol

Tại n_HCl = 3,5x = 0,14 mol: n_H+ = n_OH- + n_Al(OH)3 => 0,14 = 0,04 + n_Al(OH)3

=> a = n_Al(OH)3 = 0,1 mol

Tại n_HCl = y mol: n_HCl = n_OH- + n_AlO2- + 3(n_AlO2- - n_Al(OH)3) = n_OH- + 4n_AlO2- - 3n_Al(OH)3

=> y = 0,04 + 4.0,12 – 3.0,1 = 0,22 mol

Đáp án C