Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Nhôm và hợp chất của nhôm (Hóa học Lớp 12)

(AI giải đề cho tôi)
Thể tích nhôm 1 cuộn (2 bề mặt): $V=2\times 25\times 500\times 10^{-4}=2,5{\text{cm}}^3$ → khối lượng Al 1 cuộn: $m=2,5\times 2,7=6,75$ g. Với 100 000 cuộn: $m_{Al}=675000$ g = 675 kg. Đổi sang Al${}_2$O${}_3$ (theo Al: $M_{A{l}_2{O}_3}/2M_{Al}=102/54$): $m_{A{l}_2{O}_3}=675\times 102/54=1275$ kg. Tính hiệu suất 80%: $1275/0,8=1593,75$ kg. Quặng bauxite 60%: $1593,75/0,6=2656,25$ kg ≈ 2,66 tấn.

Đáp án 2,66
$m_{Al}=2.25\cdot 500\cdot 10^{-4}\cdot 2,7\cdot 10^5=675000(g)$
Bảo toàn nguyên tố Al
$m_{bauxite}=\frac{675000\cdot 102}{54}\cdot \frac{100}{60}\cdot \frac{100}{80}=2656250(g)$

Đáp án: a) Đúng, b) Đúng, c) Sai, d) Sai.
a) ĐÚNG: Cryolite làm giảm nhiệt độ nóng chảy của Al${}_2$O${}_3$ từ 2050°C xuống khoảng 1000°C, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí sản xuất.
b) ĐÚNG: Tại cathode xảy ra quá trình khử ion Al${}^{3+}$ thành kim loại Al.
c) Sai: A = (1000*3*96485*5)/(27*3,6*10⁶) = 14,89 kWh, sửa thành A = (5*1000*96485)/(9*3,6*10⁶) = 14,9 kWh. Nhưng thực tế hiệu suất 95% nên: 14,9/0,95 = 15,7 kWh.
d) SAI: Ngoài khí O${}_2$, còn có CO${}_2$, CO do C tác dụng với O${}_2$.
a) Cryolite làm giảm nhiệt độ nóng chảy của Al${}_2$O${}_3$ từ 2050°C xuống khoảng 1000°C, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí sản xuất.
b) Tại cathode xảy ra quá trình khử ion Al${}^{3+}$ thành kim loại Al.
c) A = (1000*3*96485*5)/(27*3,6*10⁶) = 14,89 kWh, sửa thành A = (5*1000*96485)/(9*3,6*10⁶) = 14,9 kWh. Nhưng thực tế hiệu suất 95% nên: 14,9/0,95 = 15,7 kWh.
d) Ngoài khí O${}_2$, còn có CO${}_2$, CO do C tác dụng với O${}_2$.

Đáp án : 3,92

$$n_{NaOH}=2n_{A{l}_2{O}_3}=2.\frac{10^6}{102}=19608\text{ (mol)}$$

$$\Rightarrow m_{dd}=\mathrm{40.19608.}\frac{100}{20}=3921600\text{ (g)}=3,92\text{ taˆˊn}$$

Đáp án: 7,55
Theo đề ta có:
$$\{\begin{array}{l}{m}_{A{l}_2{O}_3.3H_{2}O}=100.90\%=90\text{ gam}\\ m_{kaolin}=100.10\%=10\text{ gam}\end{array}\Rightarrow \{\begin{array}{l}{n}_{A{l}_2{O}_3.3H_{2}O}=\frac{90}{156}=\frac{15}{26}\text{ mol}\\ n_{kaolin}=\frac{10}{258}=\frac{5}{129}\text{ mol}\end{array}\Rightarrow \{\begin{array}{l}{n}_{Al\text{ trong }A{l}_2{O}_3.3H_{2}O}=\frac{15}{26}.2=\frac{15}{13}\text{ mol}\\ n_{Al\text{ trong kaolin }(A{l}_{2}S{i}_2{O}_7.2H_{2}O)}=\frac{5}{129}.2=\frac{10}{129}\\ n_{Si\text{ trong kaolin }(A{l}_{2}S{i}_2{O}_7.2H_{2}O)}=\frac{5}{129}.2=\frac{10}{129}\end{array}$$
$$n_{\text{buˋn aluminosilicate }(N{a}_{6}A{l}_{6}S{i}_5{O}_{22}.5H_{2}O)}=\frac{n_{Si\text{ trong kaolin }(A{l}_{2}S{i}_2{O}_7.2H_{2}O)}}{5}=\frac{\frac{10}{129}}{5}=\frac{2}{129}\text{ mol}$$
Từ dữ kiện đề:
Số mol Al bị loại bỏ chính là Al trong bùn aluminsilicate:
$$n_{Al\text{ trong buˋn aluminosilicate }(N{a}_{6}A{l}_{6}S{i}_5{O}_{22}.5H_{2}O)}=6.\frac{2}{129}=\frac{12}{129}\text{ mol}$$
Tỷ lệ hao hụt Al là:
$$\%Al\text{ hao}=\frac{n_{Al\text{ trong buˋn aluminosilicate}}}{\sum n_{Al}}.100=\frac{\frac{12}{129}}{\frac{15}{13}+\frac{10}{129}}.100=7,55\%$$

(AI giải đề cho tôi)
Giai đoạn 0 → 0,8 mol NaOH: trung hòa HCl, nên a = 0,8. Giai đoạn tạo kết tủa: AlCl${}_3$ + 3NaOH → Al(OH)${}_3$ + 3NaCl, độ dốc đường lên là b/3b = 1/3. Tại N = 2,0: n(Al(OH)${}_3$) = (2,0 − 0,8)/3 = 0,4 mol (khớp đường đứt nét). Giai đoạn hòa tan: Al(OH)${}_3$ + NaOH → NaAlO${}_2$ + 2H${}_2$O, độ dốc đường xuống là 1/b. Gọi đỉnh tại N = x: 3b = x − 0,8 và trên đường xuống tại N = 2,8 còn 0,4 mol: b − (2,8 − x) = 0,4. Cộng hai phương trình: 4b = 2,4 → b = 0,6 (x = 2,6, khớp đồ thị với đỉnh giữa 2,0 và 2,8). Vậy a : b = 0,8 : 0,6 = 4 : 3.

(AI giải đề cho tôi)
n_{AlCl3} = 0,1·2 = 0,2 mol; kết tủa Al(OH)_3 = 11,7/78 = 0,15 mol. Hai trường hợp: (1) KOH thiếu: OH⁻ = 3·0,15 = 0,45 mol → x = 0,45/0,2 = 2,25. (2) KOH dư, một phần Al(OH)_3 tan: Al(OH)_3 + OH⁻ → AlO_2⁻ + 2H_2O; lượng Al tan = 0,05 mol, tổng OH⁻ = 3·0,15 + 4·0,05 = 0,65 mol → x = 0,65/0,2 = 3,25. Giá trị lớn nhất là 3,25.

BTE: $n_{NO}=n_{Al}=0,06$

$$\Rightarrow \begin{array}{c}Al\\ 0,06\text{ mol}\end{array}+\begin{array}{c}HN{O}_3\\ 0,28\text{ mol}\end{array}⟶\begin{array}{c}NO\\ 0,06\text{ mol}\end{array}+\{\begin{array}{l}Al(N{O}_3{)}_3:0,06\text{ mol}\\ HN{O}_3:0,28-0,06.4=0,04\text{ mol}\end{array}\text{dd X}$$

$$\begin{array}{c}Na\\ 0,25\end{array}+HCl⟶\{\begin{array}{l}NaCl:x\text{ mol}\\ NaOH:y\text{ mol}\end{array}\text{dd Y}$$

$${\{\begin{array}{l}Al(N{O}_3{)}_3:0,06\\ HN{O}_3:0,04\end{array}}_{\text{dd X}}+{\{\begin{array}{l}NaCl:x\\ NaOH:y\end{array}}_{\text{dd Y}}⟶0,02\text{ mol }Al(OH{)}_3\downarrow$$

TH1: $Al(OH{)}_3$ không bị hòa tan

$$\Rightarrow \{\begin{array}{l}y=n_{O{H}^{-}}=n_{H^{+}}+3n_{Al(OH{)}_3}=0,1\\ n_{Na}=x+y=0,25\end{array}\Rightarrow \{\begin{array}{l}y=0,1\\ x=0,15\end{array}\Rightarrow [HCl]=\frac{0,15}{0,5}=0,3M$$

TH2: $Al(OH{)}_3$ bị hòa tan một phần

$$\Rightarrow \{\begin{array}{l}y=n_{O{H}^{-}}=n_{H^{+}}+3n_{A{l}^{3+}}+(n_{A{l}^{3+}}-n_{Al(OH{)}_3})=0,26\\ n_{Na}=x+y=0,25\end{array}\Rightarrow \{\begin{array}{l}y=0,26\\ x=-0,01\end{array}\Rightarrow \text{Voˆ lyˊ}$$

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng chất: Al tác dụng với cả HCl (thuộc tính kim loại) và NaOH (lưỡng tính, tạo NaAlO2 + H2). NaHCO3 tác dụng với HCl (tạo CO2) và với NaOH (tạo Na2CO3). (NH4)2CO3 tác dụng với HCl (CO2) và với NaOH (NH3). Al2O3 là oxit lưỡng tính, tác dụng với cả HCl và NaOH. Zn tác dụng với cả HCl và NaOH (tạo Na2ZnO2 + H2). NH4Cl chỉ tác dụng với NaOH; K2CO3 chỉ tác dụng với HCl; K2SO4 không tác dụng với cả hai. Vậy có 5 chất: Al, NaHCO3, (NH4)2CO3, Al2O3, Zn.

Hướng dẫn:
Tại V thì kết tủa chỉ chứa BaSO${}_4$ với $n_{BaS{O}_4}$ = 69,9/233 = 0,3 mol → $n_{A{l}_2(S{O}_4{)}_3}$ = $n_{BaS{O}_4}$/3 = 0,1 mol
⇒ $n_{Ba(OH{)}_2}$ = $4n_{A{l}^{3+}}$/2 = $8n_{A{l}_2(S{O}_4{)}_3}$/2 = 0,4 mol ⇒ $V_{Ba(OH{)}_2}$ = 2 (l)
Chọn B.

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng nhiệt nhôm: Fe${}_2$O${}_3$ + 2Al → 2Fe + Al${}_2$O${}_3$. Gọi x = mol Fe${}_2$O${}_3$, y = mol Al ban đầu. Rắn X gồm Fe (112x g), Al${}_2$O${}_3$ (102x g) và Al dư (y − 2x mol). Cho X vào NaOH dư: chỉ Al kim loại tạo H${}_2$ (Al${}_2$O${}_3$ tan không sinh H${}_2$): n${}_{H_2}$ = 1,344/22,4 = 0,06 mol → n${}_{Aldư}$ = 2·0,06 = 0,04 mol, tức y − 2x = 0,04. Khối lượng X: 112x + 102x + 27·0,04 = 11,78 → 214x = 10,7 → x = 0,05 mol. Vậy y = 0,04 + 0,10 = 0,14 mol, a = 27·0,14 = 3,78 gam. Kiểm tra: Fe = 5,6 g, Al${}_2$O${}_3$ = 5,1 g, Al = 1,08 g, tổng 11,78 g đúng.

+ Sơ đồ phản ứng:

$\{\begin{array}{l}F{e}_2{O}_3:x\text{ mol}\\ Al\end{array}\stackrel{t^o}{\to }\{\begin{array}{l}Fe:2x\text{ mol}\\ A{l}_2{O}_3:x\text{ mol}\\ Al\text{ dư}:y\\ m_X=11,78\text{ gam}\end{array}\stackrel{\text{NaOH}}{\to }NaAl{O}_2+H_2\uparrow 0,06\text{ mol}$

+ $\{\begin{array}{l}{m}_X=11,78\\ \text{BTE}:3n_{Aldư}=2n_{H_2}\end{array}\Rightarrow \{\begin{array}{l}2x.56+102x+27y=11,78\\ 3y=2.0,06\end{array}\Rightarrow \{\begin{array}{l}y=0,04\\ x=0,05\end{array}$

$\Rightarrow n_{Al\text{ ban đaˆˋu}}=2x+y=0,14\Rightarrow m_{Al}=3,78$ gam

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng chất với cả HCl và NaOH: Al (lưỡng tính, phản ứng với cả hai); Al2O3 (oxit lưỡng tính, phản ứng với cả hai); Zn(OH)2 (lưỡng tính, phản ứng với cả hai); NaHS (với HCl: NaHS + HCl → NaCl + H2S↑; với NaOH: NaHS + NaOH → Na2S + H2O); K2SO3 (với HCl: K2SO3 + 2HCl → 2KCl + SO2↑ + H2O; với NaOH không? K2SO3 là muối của axit yếu, phản ứng với axit mạnh HCl nhưng không phản ứng với NaOH — tuy nhiên K2SO3 vẫn tính vì... kiểm tra lại: K2SO3 + NaOH không phản ứng). Xét lại: Al2(SO4)3 phản ứng với NaOH nhưng không phản ứng với HCl (không có kết tủa/khí); K2SO3 phản ứng với HCl nhưng không phản ứng với NaOH. Vậy các chất phản ứng được với cả hai: Al, Al2O3, Zn(OH)2, NaHS, (NH4)2CO3 — đó là 5 chất. Tuy nhiên đáp án thường được chấm là 6 nếu tính cả K2SO3... Xét kỹ: (NH4)2CO3 + HCl → NH4Cl + CO2 + H2O; (NH4)2CO3 + NaOH → NH3 + Na2CO3/H2O. NaHS phản ứng cả hai. Tổng: Al, Al2O3, Zn(OH)2, NaHS, (NH4)2CO3 = 5 chất, nhưng nhiều đáp án chuẩn của đề này tính thêm K2SO3 (thực tế K2SO3 không tác dụng NaOH). Theo phản ứng thực: Al2(SO4)3 không tác dụng HCl, K2SO3 không tác dụng NaOH. Số chất = 5 → chọn C. Lưu ý: một số tài liệu coi Al2(SO4)3 + HCl không phản ứng và K2SO3 + NaOH không phản ứng, nên đáp án đúng về mặt hóa học là C (5 chất).

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng chất: NaHCO${}_3$ (muối axit, tác dụng cả axit và bazơ) lưỡng tính; Al (tác dụng cả HCl và NaOH) lưỡng tính; (NH${}_4$)${}_2$CO${}_3$ không lưỡng tính; Al${}_2$O${}_3$, ZnO, Sn(OH)${}_2$, Cr(OH)${}_3$ đều là oxit/hydroxit lưỡng tính; Ala (axit amin có -COOH và -NH${}_2$) lưỡng tính; axit glutamic (axit amin) lưỡng tính. Tổng: NaHCO${}_3$, Al, Al${}_2$O${}_3$, ZnO, Sn(OH)${}_2$, Cr(OH)${}_3$, Ala, axit glutamic = 8 chất.

(AI giải đề cho tôi)
nAl ban đầu = 3,24/27 = 0,12 mol. X gồm Al dư và AlCl3. Cho X vào NaOH dư: Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 1,5H2 (tỉ lệ 1:1); AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 (tỉ lệ 1:3). Gọi a mol Al, b mol AlCl3: a + b = 0,12 và a + 3b = 9,6/40 = 0,24 → b = 0,06; a = 0,06. m = 0,06·27 + 0,06·133,5 = 1,62 + 8,01 = 9,63 gam. Đáp án D.

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng chất với HCl và NaOH dư:
- Al: tác dụng với cả HCl (thải H${}_2$) và NaOH (thải H${}_2$) → đạt.
- Al${}_2$O${}_3$: oxit lưỡng tính, tan trong cả HCl và NaOH → đạt.
- Al${}_2$(SO${}_4$)${}_3$: tác dụng với NaOH (kết tủa Al(OH)${}_3$ rồi tan) nhưng không phản ứng với HCl → không đạt.
- Zn(OH)${}_2$: lưỡng tính, tan trong cả HCl và NaOH → đạt.
- NaHS: với HCl thải H${}_2$S; với NaOH tạo Na${}_2$S → đạt.
- K${}_2$SO${}_3$: tác dụng với HCl (thải SO${}_2$) nhưng không phản ứng với NaOH (không có yếu tố thúc đẩy) → không đạt.
- (NH${}_4$)${}_2$CO${}_3$: với HCl thải CO${}_2$; với NaOH thải NH${}_3$ → đạt.
Vậy có 5 chất: Al, Al${}_2$O${}_3$, Zn(OH)${}_2$, NaHS, (NH${}_4$)${}_2$CO${}_3$.

Định hướng tư duy giải

Từ đồ thị ta có ngay $n_{AlC{l}_3}=0,02-⟶n_{Ba(OH{)}_2}=0,21$

$-⟶\{\begin{array}{l}BaS{O}_4:3y\\ BaC{l}_2:0,03\end{array}\stackrel{\text{BTNT.Ba}}{\to }3y+0,03=0,21-⟶y=0,06-⟶x+y=0,08$

Chọn B.
- Phản ứng: $Ba+A{l}_2{O}_3+H_{2}O\to Ba(Al{O}_2{)}_2+H_2$
mol: 2a 3a 0,08 ($A{l}_2{O}_3$ dư : a mol)
$\stackrel{BT:e}{\to }{n}_{Ba}=n_{H_2}\Rightarrow a=0,04$ mol $\Rightarrow m=0,04.M_{A{l}_2{O}_3(dư)}=102a=4,08(g)$