50 bài tập về phản ứng nhiệt nhôm (có đáp án 2024) – Hoá học 12

Bài tập về phản ứng nhiệt nhôm và cách giải – Hoá học lớp 12

A. Lý thuyết ngắn gọn

- Al khử được oxit của các kim loại đứng sau nó (oxit sắt, oxit crom,…):

2yAl + 3Fe_xO_y $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$ yAl₂O₃ + 3xFe

B. Phương pháp giải

Phương trình hóa học:

2yAl + 3M_xO_y $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$ yAl₂O₃ + 3xM

Với M là kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa

→ Hỗn hợp sau phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn gồm Al₂O₃, M và Al dư hoặc Al₂O₃, M và M_xO_y dư.

• Bước 1: Xác định chất hết, chất dư

- Nếu hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với NaOH sinh ra khí H₂, chứng tỏ có Al dư

- Nếu hỗn hợp sau phản ứng gồm hai kim loại, chứng tỏ có M dư

- Nếu hỗn hợp sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch axit thu được khí H₂, thì chưa thể xác định Al dư hay M_xO_y dư.

• Bước 2: Tính toán theo yêu cầu bài toán

Chú ý:

- Nếu Al dư, khi đó có Al₂O₃ và Al phản ứng với dung dịch kiềm, các kim loại còn lại (trừ Zn) không phản ứng

2Al + 2OH^– + 2H₂O $\stackrel{}{\to }$ 2AlO₂^– + 3H₂

Al₂O₃ + 2OH^– $\stackrel{}{\to }$ 2AlO₂^– + H₂O

Ta luôn có:

$\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{du}}=\frac{2}{3}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}\\ {\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{bandau}}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Al}}_2{\mathrm{O}}_3}+2{\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{du}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{OH}}^{-}\mathrm{pu}}\end{array}$

- Sử dụng các định luật bảo toàn: Bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn electron để giải nhanh.

C. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:

A. 0,540.

B. 1,755.

C. 1,080.

D. 0,810.

Lời giải chi tiết

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3}=\frac{1,6}{160}=0,01\mathrm{mol};{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=\frac{0,672}{22,4}=0,03\mathrm{mol}$

Cho sản phẩm sau phản ứng hoàn toàn tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được khí H₂

→ Al còn dư sau phản ứng nhiệt nhôm

→ Tính toán theo số mol Fe₂O₃

Phương trình hóa học:

$\begin{array}{l}2\mathrm{Al}+{\mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3\stackrel{{\mathrm{t}}^0}{\to }{\mathrm{Al}}_2{\mathrm{O}}_3+2\mathrm{Fe}\\ 0,02\leftarrow 0,01\end{array}$

Ta có:

${\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{du}}=\frac{2}{3}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=\frac{2}{3}.0,03=0,02\mathrm{mol}$

→ n_{Al ban đầu} = n_{Al phản ứng} + n_{Al dư} = 0,02 + 0,02 = 0,04 mol

→ m = 0,04.27 = 1,08 gam

Chọn C.

Ví dụ 2: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm m gam hỗn hợp X gồm Al và Fe₃O₄, thu được hỗn hợp Y. Cho Y vào dung dịch NaOH dư, thu được 6,72 lít khí. Mặt khác, nếu cho Y vào dung dịch HCl dư thì thu được 26,88 lít khí. Giá trị của m là

A. 136,8.

B. 91,2.

C. 69,6.

D. 96,6.

Lời giải chi tiết

Ta có sơ đồ:

Xét Y + NaOH dư: ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=0,3\mathrm{mol};$

${\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{du}}=\frac{2}{3}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=\frac{2}{3}.0,3=0,2\mathrm{mol}$

Xét Y + HCl dư: ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=1,2\mathrm{mol}$

Bảo toàn electron: $3{\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{du}}+2{\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}$

$\to 3.0,2+2{\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}}=2.1,2\to {\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}}=0,9\mathrm{mol}$

Bảo toàn nguyên tố Fe:

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{Fe}}_3{\mathrm{O}}_4}=\frac{1}{3}{\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}}=0,3\mathrm{mol}$

Bảo toàn nguyên tố O:

$4{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Fe}}_3{\mathrm{O}}_4}=3{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Al}}_2{\mathrm{O}}_3}=0,3.4=1,2\mathrm{mol}\to {\mathrm{n}}_{{\mathrm{Al}}_2{\mathrm{O}}_3}=0,4\mathrm{mol}$

Bảo toàn nguyên tố Al:

${\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{ban}\mathrm{dau}}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Al}}_2{\mathrm{O}}_3}+{\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{du}}=0,4.2+0,2=1\mathrm{mol}$

→ m = 0,3.232 + 1.27 = 96,6 gam

Chọn D.

Ví dụ 3:

A. 0,9.

B. 1,3.

C. 0,5.

D. 1,5.

Lời giải chi tiết

Ta xét trong mỗi phần (23,3 gam)

Xét phần một + NaOH:

${\mathrm{n}}_{\mathrm{NaOH}}=0,3\mathrm{mol}\to {\mathrm{n}}_{{\mathrm{OH}}^{-}}=0,3\mathrm{mol}$

Ta có sơ đồ:

Ta có:

${\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{ban}\mathrm{dau}}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Al}}_2{\mathrm{O}}_3}+{\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{du}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{OH}}^{-}\mathrm{phan}\mathrm{ung}}\to {\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{ban}\mathrm{dau}}=0,3\mathrm{mol}$

Mặt khác:

${\mathrm{m}}_{\mathrm{Al}}+{\mathrm{m}}_{{\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_3}=23,3\mathrm{gam}\to {\mathrm{m}}_{{\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_3}=23,3-0,3.27=15,2\mathrm{gam}\to {\mathrm{n}}_{{\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_3}=0,1\mathrm{mol}$

Xét phần hai + HCl:

Bảo toàn nguyên tố Al:

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{AlCl}}_3}={\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{ban}\mathrm{dau}}=0,3\mathrm{mol}$

Bảo toàn nguyên tố Cr:

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{CrCl}}_2}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_3}=0,2\mathrm{mol}$

Bảo toàn nguyên tố Cl:

${\mathrm{n}}_{\mathrm{HCl}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{Cl}}^{-}}=3{\mathrm{n}}_{{\mathrm{AlCl}}_3}+2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CrCl}}_2}=3.0,3+2.0,2=1,3\mathrm{mol}$

Chọn B.

D. Bài tập tự luyện

Câu 1:

A. 16,6 gam.

B. 11,2 gam.

C. 5,6 gam.

D. 22,4 gam.

Câu 2:

A. Al, Fe, Fe₃O₄ và Al₂O₃.

B. Al₂O₃, Fe và Fe₃O₄.

C. Al₂O₃ và Fe.

D. Al, Fe và Al₂O₃.

Câu 3:

A. 32,58

B. 33,39

C. 31,97

D. 34,10

Câu 4:

A. 1,8 gam

B. 12,2 gam

C. 22,4 gam

D. 10,4 gam

Câu 5:

A. FeO và 14,52

B. Fe₃O₄ và 13,20

C. Fe₂O₃ và 14,52

D. Fe₃O₄ và 14,52

Câu 6:

A. 45,6

B. 48,3

C. 36,7

D. 57,0

Câu 7:

A. 10,08

B. 4,48

C. 3,36

D. 7,84

Câu 8:

A. 93,75%

B. 90,25%

C. 82,50%

D. 75,00%

Câu 9:

A. 0,14

B. 0,08

C. 0,16

D. 0,06

Câu 10:

A. 33,61%

B. 42,32%

C. 66,39%

D. 46,47%

ĐÁP ÁN

Câu 1	Câu 2	Câu 3	Câu 4	Câu 5	Câu 6	Câu 7	Câu 8	Câu 9	Câu 10
A	D	C	B	D	B	D	A	B	D