Công thức tính nhanh số mol H+ khi cho từ từ axit vào muối AlO2 (muối aluminat) hay nhất (có đáp án 2024) – Hoá học 12

Công thức tính nhanh số mol H⁺ khi cho từ từ axit vào muối AlO2 (muối aluminat) hay nhất – Hoá học lớp 12

Một trong những bài toán hay và khó về hợp chất của nhôm đó là cho từ từ dung dịch axit vào dung dịch muối aluminat. Khi gặp bài toán này, nhiều bạn thường lúng túng khi viết phương trình và tính toán. Bài viết dưới đây, sẽ giúp các bạn làm chủ lý thuyết và nắm vững cách giải nhanh bài tập dạng này. Các bạn đọc hãy tham khảo ngay và luôn.

1. Công thức tính nhanh số mol khi cho từ từ axit vào muối (muối aluminat)

Khi cho từ từ H⁺ vào dung dịch chứa muối AlO₂^– (hoặc [Al(OH)₄]^– ).

- Phương trình hóa học:

AlO₂^– + H⁺ + H₂O →Al(OH)₃$\downarrow$(1)

Khi H⁺ dư:

Al(OH)₃ + 3H⁺ → Al³⁺ + 3H₂O (2)

- Hiện tượng: Khi cho từ từ H⁺ vào dung dịch chứa muối AlO₂^– , ban đầu xuất hiện kết tủa, khi cho dư H⁺ thì kết tủa tan dần.

- Khi đó tùy theo tỉ lệ số mol H⁺: số mol AlO₂^– mà có kết tủa hoặc không có kết tủa hoặc vừa có kết tủa vừa có muối tan.

+ Nếu $\frac{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}^{+}}}{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{AlO}}_2^{-}}}\le 1$→ Chỉ xảy ra phản ứng (1) → Thu được kết tủa Al(OH)₃.

+ Nếu $1<\frac{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}^{+}}}{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{AlO}}_2^{-}}}<4$→ Xảy ra phản ứng (1) hoàn toàn, phản ứng (2) xảy ra 1 phần → Kết tủa cực đại bị hòa tan 1 phần.

+ Nếu $\frac{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}^{+}}}{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{AlO}}_2^{-}}}\ge 4$→ Phản ứng (1) và (2) xảy ra hoàn toàn → Không thu được kết tủa.

- Công thức giải nhanh:

+ Chỉ xảy ra phản ứng (1): ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}^{+}}={\mathrm{n}}_{\downarrow }$

+ Xảy ra phản ứng (1) và (2): ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}^{+}}=4{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Al}}^{3+}}-3{\mathrm{n}}_{\downarrow }$

2. Bạn nên biết

- Sục từ từ khí CO₂ vào dung dịch muối aluminat đến dư thì tạo kết tủa Al(OH)₃.

- Phương trình hóa học:

CO₂ + AlO₂^– + H₂O → Al(OH)₃$\downarrow$+ HCO₃^–

- Phương pháp giải: ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2\mathrm{pu}}={\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}{\left(\mathrm{OH}\right)}_3}$

3. Mở rộng

- Đối với bài toán khi cho H⁺ vào dung dịch chứa hỗn hợp muối aluminat và OH^– thì sẽ xảy ra các phản ứng theo trình tự sau:

+ Phản ứng trung hòa:

H⁺ + OH^– → H₂O (1)

+ Phản ứng tạo kết tủa:

AlO₂^– + H⁺ + H₂O →Al(OH)₃$\downarrow$ (2)

+ Phản ứng hòa tan kết tủa nếu H⁺ còn:

Al(OH)₃ + 3H⁺ → Al³⁺ + 3H₂O (3)

- Công thức giải nhanh:

+ Xảy ra phản ứng (1) và (2):

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}^{+}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{OH}}^{-}}+{\mathrm{n}}_{\downarrow }$

+ Xảy ra phản ứng (1), (2) và (3):

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}^{+}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{OH}}^{-}}+4{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Al}}^{3+}}-3{\mathrm{n}}_{\downarrow }$

4. Bài tập minh họa

Câu 1:

A. 0,06 lít

B. 0,18 lít

C. 0,12 lít

D. 0,08 lít

Hướng dẫn giải

Nhận thấy n_{kết tủa} = 0,02 mol < ${\mathrm{n}}_{\mathrm{Na}\left.\mathrm{Al}{\left(\mathrm{OH}\right)}_4\right]}$Để thể tích dung dịch HCl là lớn nhất thì xảy ra quá trình hòa tan kết tủa

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

0,1 $\to$ 0,1

Na[Al(OH)₄] + HCl → Al(OH)₃ + H₂O

0,02 $\to$ 0,02 $\to$ 0,02

Na[Al(OH)₄] + 4HCl → AlCl₃ + NaCl + 4H₂O

0,03 $\to$ 0,12

Vậy n_HCl = 0,1 + 0,02 + 0,12 = 0,24 mol → V= 0,12 lít.

Đáp án C

Câu 2:

A. 0,3 lít.

B. 0,6 lít.

C. 0,7 lít.

D. 0,3 lít hoặc 0,7 lít.

Hướng dẫn giải

Ta có: n_KOH = 0,01 mol

Trường hợp 1: Không xảy ra quá trình hòa tan kết tủa

Các phương trình hóa học:

H⁺ + OH^– → H₂O

AlO₂^– + H⁺ + H₂O →Al(OH)₃$\downarrow$

Trường hợp 2: Xảy ra quá trình hòa tan một phần kết tủa

Các phương trình hóa học:

H⁺ + OH^– → H₂O

AlO₂^– + H⁺ + H₂O →Al(OH)₃$\downarrow$

Al(OH)₃ + 3H⁺ → Al³⁺ + 3H₂O

Áp dụng công thức tính nhanh ta có:

Đáp án D

Câu 3:

B. 6,24 gam

C. 4,68 gam

D. 3,9 gam

Hướng dẫn giải

H⁺ + OH^– → H₂O

0,1$\leftarrow$0,1

n_{HCl còn lại sau phản ứng trung hòa} = 0,18 - 0,1

= 0,08 mol < ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{NaAlO}}_2}=0,01\mathrm{mol}$

→ Chỉ xảy ra phản ứng tạo kết tủa Al(OH)_3­

AlO₂^– + H⁺ + H₂O →Al(OH)₃$\downarrow$

$\begin{array}{l}\Rightarrow {\mathrm{n}}_{\downarrow }={\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}^{+}}=0,08\mathrm{mol}\\ \Rightarrow {\mathrm{m}}_{\downarrow }=0,08.78=6,24\mathrm{g}\end{array}$

Đáp án B