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

Định hướng tư duy giải:
- $m=88,47-(3,2-3,1).78=80,67$ gam

Định hướng tư duy giải:
Kết tủa đã bị hòa tan: 0,34 = 0,1x.4 - 0,06 → x = 1M

(AI giải đề cho tôi)
n_{Ba(OH)2} = 0,2 mol (Ba^{2+}: 0,2 mol; OH^-: 0,4 mol); n_{Al2(SO4)3} = 0,05 mol (Al^{3+}: 0,1 mol; SO4^{2-}: 0,15 mol).

Ba^{2+} + SO4^{2-} → BaSO4↓: Ba dư, tạo 0,15 mol BaSO4 = 0,15 × 233 = 34,95 g.

Al^{3+} + 3OH^- → Al(OH)3↓: tạo 0,1 mol Al(OH)3, dùng 0,3 mol OH^-, còn dư 0,1 mol OH^-.

Al(OH)3 + OH^- → AlO2^- + 2H2O: 0,1 mol OH^- hòa tan vừa đủ 0,1 mol Al(OH)3, nên Al(OH)3 không còn trong kết tủa.

Vậy m = 34,95 g, khớp đáp án D của đề (đáp án D tô đỏ trang 85; lời giải nguồn trang 86: m = 0,15.233 = 34,95 gam).

Định hướng tư duy giải:
• $\{\begin{array}{l}x=t+0,02-t=0,02\\ 1,5x+3y=0,21\end{array}$ → y = 0,06 → x + y = 0,08

Định hướng tư duy giải:
• X $\{\begin{array}{l}{\text{NaAlO}}_2:0,4^{\text{mol}}\\ \text{NaOH}:0,05^{\text{mol}}\end{array}$
• Y $\{\begin{array}{l}{\text{AlCl}}_3:0,1^{\text{mol}}\\ \text{HCl}:0,1^{\text{mol}}\end{array}$
• m = 78.(0,05 + 0,1.4) = 35,1 gam

(AI giải đề cho tôi)
Giai đoạn 1: H2SO4 trung hòa KOH trước: 2b mol KOH + b mol H2SO4. Đồ thị cho kết tủa bắt đầu xuất hiện tại nH2SO4 = 0,2 nên b = 0,2. Giai đoạn 2: AlO2^- + H+ + H2O → Al(OH)3↓, cần b/2 = 0,1 mol H2SO4, kết tủa cực đại = b = 0,2 mol tại nH2SO4 = 0,3. Giai đoạn 3: Al(OH)3 + 3H+ → Al^3+ + 3H2O, mỗi 0,5 mol H2SO4 tan 1 mol kết tủa. Điểm (a; 0,15) trên nhánh đi xuống: đã tan 0,2 − 0,15 = 0,05 mol Al(OH)3, tiêu thụ 0,075 mol H2SO4. Vậy a = 0,3 + 0,075 = 0,375.

Định hướng tư duy giải:
• $-\stackrel{\text{BTKL}}{\to }$ $n_{H_{2}O}=0,06^{mol}$ $-\stackrel{\text{BT H}}{\to }$ $n_{OH}=0,02^{mol}$
• $n_{Al{O}_2^{-}}=\frac{2,92-1,94-0,02.17}{16}:2=0,02^{mol}\to \%m_{Al}=27,84\%$

Định hướng tư duy giải
Từ đồ thị ta có ngay n${}_{AlC{l}_3}$ = 0,02 $⟶$ n${}_{Ba(OH{)}_2}$ = 0,21
$⟶\{\begin{array}{l}{\text{BaSO}}_4:3y\\ {\text{BaCl}}_2:0,03\end{array}\stackrel{\text{BTNT.Ba}}{\to }3y+0,03=0,21⟶y=0,06⟶x+y=0,08$

Định hướng tư duy giải

n${}_{Ba}$ = 0,065 → m${}_{\downarrow }$ = 16,32 → $\{\begin{array}{l}{\text{BaSO}}_4:\text{a}\\ {\text{Al(OH)}}_3:\text{b}\\ {\text{Ba}}^{2+}:0,065-\text{a}\\ {\text{AlO}}_2^{-}:0,13-2\text{a}\end{array}$

Ta có:
→ $\{\begin{array}{l}233\text{a}+78\text{b}=16,32\\ \text{a}=1,5(\text{b}+0,13-2\text{a})\end{array}$ → $\{\begin{array}{l}\text{a}=0,06\\ \text{b}=0,03\end{array}$ → V = 200(ml)

(Lưu ý: hướng dẫn giải cho V = 200 ml nhưng đáp án in đậm trong tài liệu gốc là A. 210 — mâu thuẫn trong tài liệu gốc, giữ nguyên cả hai.)

(AI giải đề cho tôi)
Nung đá vôi: CaCO3 → CaO + CO2, nên B = CaO (đúng), C = CO2 (đúng). Sục CO2 dư vào Na[Al(OH)4]: Na[Al(OH)4] + CO2 → Al(OH)3↓ + NaHCO3, nên D = Al(OH)3 (đúng) nhưng E phải là NaHCO3, không phải Na2CO3 (SAI). Đun nóng NaHCO3: 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O, nên F = Na2CO3 (đúng). Nung Al(OH)3: 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O, G = Al2O3 (đúng). Điện phân nóng chảy Al2O3 thu Al, H = Al (đúng). CaO + H2O → Ca(OH)2, K = Ca(OH)2 (đúng). Al tác dụng với dung dịch kiềm (kể cả Ca(OH)2): 2Al + Ca(OH)2 + 4H2O → Ca(AlO2)2 + 4H2↑ (dạng ion: 2Al + 2OH− + 6H2O → 2[Al(OH)4]− + 3H2), nên T = Ca(AlO2)2 (đúng). Vậy chỉ E sai, học sinh xác định đúng 8 chất.

(AI giải đề cho tôi)
Câu 2 (PHẦN II) – đáp án theo bảng chính thức trang 150: a) Đúng, b) Đúng, c) Sai, d) Sai.
a) Đúng: Thành phần chính của quặng bauxite là Al${}_2$O${}_3$.2H${}_2$O (cùng một số tạp chất như Fe${}_2$O${}_3$, SiO${}_2$).
b) Đúng: Al là kim loại hoạt động mạnh nên không thể khử bằng chất khử thông thường; để tách Al người ta điện phân nóng chảy Al${}_2$O${}_3$ (hòa tan trong cryolite Na${}_3$AlF${}_6$ để hạ nhiệt độ nóng chảy).
c) Sai: Trong điện phân nhôm, tại cathode xảy ra quá trình khử Al${}^{3+}$: Al${}^{3+}$ + 3e → Al; tại anode xảy ra quá trình oxi hóa ion oxide: 2O${}^{2-}$ – 4e → O${}_2$. Tuy nhiên trong nóng chảy Al${}_2$O${}_3$ hòa tan trong cryolite, oxygen tồn tại chủ yếu trong các ion phức aluminate (AlO${}_3^{3-}$, Al${}_2$O${}_4^{2-}$...) chứ không phải ion O${}^{2-}$ tự do, nên phát biểu 'tại anode xảy ra quá trình oxi hóa ion O${}^{2-}$' ở ý c) không chính xác và được đánh dấu Sai theo đáp án chính thức.
d) Sai: $n_{Al}=\frac{1.8\times 10^6}{27}=66666.7$ mol → $n_{A{l}_2{O}_3}=33333.3$ mol → $m_{A{l}_2{O}_3}$ (lý thuyết) $=33333.3\times 102\approx 3.4$ tấn. Với hiệu suất 80\%: $m_{A{l}_2{O}_3}=\frac{3.4}{0.8}=4.25$ tấn. Khối lượng quặng bauxite 35\% Al${}_2$O${}_3$ cần dùng: $\frac{4.25}{0.35}\approx 12.14$ tấn $\ne 6.8$ tấn. Vậy phát biểu d sai.
a) (AI giải đề cho tôi)
Thành phần chính của quặng bauxite là Al${}_2$O${}_3$.2H${}_2$O (nguyên văn ý a) ở trang 148).
b) (AI giải đề cho tôi)
Al là kim loại hoạt động mạnh, không khử được bằng chất khử thông thường, nên được tách bằng điện phân nóng chảy Al${}_2$O${}_3$ (nguyên văn ý b) ở trang 148).
c) (AI giải đề cho tôi)
Đáp án Sai theo bảng chính thức trang 150. Nguyên văn ý c) ở trang 148: 'Tại cathode xảy ra quá trình khử Al${}^{3+}$, tại anode xảy ra quá trình oxi hóa ion O${}^{2-}$'. Theo SGK, trong điện phân nhôm: tại cathode xảy ra quá trình khử: Al${}^{3+}$ + 3e → Al; tại anode xảy ra quá trình oxi hóa ion oxide thỏa mãn: 2O${}^{2-}$ – 4e → O${}_2$ (khí O${}_2$ sinh ra đốt cháy anode than chì). Tuy nhiên, trong nóng chảy Al${}_2$O${}_3$ hòa tan trong cryolite Na${}_3$AlF${}_6$, oxygen chủ yếu tồn tại trong các ion phức aluminate (ví dụ AlO${}_3^{3-}$, Al${}_2$O${}_4^{2-}$...) chứ không phải ion O${}^{2-}$ tự do, do đó cách phát biểu 'oxi hóa ion O${}^{2-}$' ở ý c) không chính xác và được đánh dấu Sai theo đáp án chính thức.
d) (AI giải đề cho tôi)
Đáp án Sai theo bảng chính thức trang 150 (nguyên văn ý d) ở trang 148). Kiểm tra: $n_{Al}=\frac{1.8\times 10^6}{27}=66666.7$ mol → $n_{A{l}_2{O}_3}=33333.3$ mol → $m_{A{l}_2{O}_3}$ (lý thuyết) $=33333.3\times 102\approx 3.4$ tấn. Với hiệu suất 80\%: $m_{A{l}_2{O}_3}=\frac{3.4}{0.8}=4.25$ tấn. Khối lượng quặng bauxite 35\% Al${}_2$O${}_3$ cần: $\frac{4.25}{0.35}\approx 12.14$ tấn $\ne 6.8$ tấn. Vậy phát biểu d sai.

(AI giải đề cho tôi)
Từ phương trình (4) có sản phẩm KHCO₃ nên X phải chứa K, tức X là KOH (không thể là NaOH). Từ (3): 2Al + 2KOH + 2H₂O → 2KAlO₂ + 3H₂ nên M là Al, Y là KAlO₂; Z là Al(OH)₃ (trong sơ đồ chuyển hóa AlCl₃ + KAlO₂ hoặc Al tác dụng... tạo Al(OH)₃).
a) Sai: do (4) tạo KHCO₃ nên X chỉ có thể là KOH, không phải NaOH.
b) Đúng: Y = KAlO₂, Z = Al(OH)₃.
c) Đúng: n_Al = 5,4×10⁶/27 = 200 000 mol → n_Al₂O₃ (lý thuyết) = 100 000 mol → m = 10,2 tấn; thực tế = 10,2/0,954 ≈ 10,69 ≈ 10,7 tấn.
d) Sai: n_CO₂ = 3718,5/24790 ≈ 0,15 mol. Phản ứng: Ba(OH)₂ + CO₂ → BaCO₃↓ (0,1 mol, m = 19,7 g); còn 0,05 mol CO₂ phản ứng với KOH dư (0,15 mol) tạo KHCO₃, không kết tủa. Tổng kết tủa = 19,7 g ≠ 29,55 g.
a) (AI giải đề cho tôi)
Phương trình (4) tạo KHCO₃ nên X phải là KOH; NaOH sẽ tạo NaHCO₃, không thỏa mãn.
b) (AI giải đề cho tôi)
M là Al; 2Al + 2KOH + 2H₂O → 2KAlO₂ + 3H₂ nên Y = KAlO₂; Z = Al(OH)₃.
c) (AI giải đề cho tôi)
n_Al = 200 kmol → n_Al₂O₃ lý thuyết = 100 kmol = 10,2 tấn; với hiệu suất 95,4% cần 10,2/0,954 ≈ 10,7 tấn.
d) (AI giải đề cho tôi)
n_CO₂ ≈ 0,15 mol. CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃↓ 0,1 mol (19,7 g); CO₂ dư 0,05 mol phản ứng với KOH tạo KHCO₃. Khối lượng kết tủa thực tế 19,7 g, không phải 29,55 g.

(AI giải đề cho tôi) Khối lượng Fe cần hàn: m = 10,633 m³ × 7,9 g/cm³ = 10,633×10⁶ cm³ × 7,9 g/cm³ = 84,0007×10⁶ g. Theo đề, lượng Fe cần hàn bằng 79% lượng Fe sinh ra → Fe sinh ra = 84,0007×10⁶ / 0,79 = 106,33×10⁶ g ≈ 1,9×10⁶ mol. Phản ứng: 2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe. Với hiệu suất 96%, mol Fe₂O₃ phản ứng (tính theo lượng dùng) = (1,9×10⁶ / 2) / 0,96 ≈ 0,98958×10⁶ mol. Hỗn hợp tecmit theo tỉ lệ mol 2:1 nên mỗi mol hỗn hợp (2 mol Al + 1 mol Fe₂O₃) có khối lượng 2×27 + 160 = 214 g. Khối lượng tecmit tối thiểu = 214 × 0,98958×10⁶ ≈ 211,77×10⁶ ≈ 212×10⁶ g. Đáp án: 212 (×10⁶ g).

Giải:
mAl₂O₃ = 20.60\% => mAl = 90\%.27.2.20.60\%/102 = 5,7176 tấn
Khối lượng mỗi thanh aluminium = (110.20.10).2,7 = 59400 gam = 59,4 kg
Số thanh aluminium = 5,7176.10³/59,4 = 96 thanh

(AI giải đề cho tôi)
Mỗi phần có n mol Al. Với NaOH: $2Al+2NaOH+2H_{2}O\to 2NaAl{O}_2+3H_2$, nên $x=\frac{3}{2}n$. Với HNO₃ loãng, N giảm từ +5 xuống +1 (N₂O), nhận 4e mỗi N; Al nhường 3e: $8Al+30HN{O}_3\to 8Al(N{O}_3{)}_3+3N_{2}O+15H_{2}O$, nên $y=\frac{3}{8}n$. So sánh: $x/y=\frac{3/2}{3/8}=4$, tức $x=4y$. Đáp án C.

(AI giải đề cho tôi)
Dùng dung dịch NH${}_3$ dư: trung hòa HCl, sau đó kết tủa Al(OH)${}_3$, Zn(OH)${}_2$, Cu(OH)${}_2$. Với NH${}_3$ dư, Zn(OH)${}_2$ và Cu(OH)${}_2$ tan tạo phức amine $[Zn(N{H}_3{)}_4{]}^{2+}$, $[Cu(N{H}_3{)}_4{]}^{2+}$, còn Al(OH)${}_3$ không tan trong NH${}_3$ dư nên tách được riêng Al(OH)${}_3$. NaOH dư sẽ làm tan Al(OH)${}_3$ (thành NaAlO${}_2$); Mg không tác dụng với HCl trong dung dịch muối theo cách tách chọn lọc; CO${}_2$ không kết tủa được Al(OH)${}_3$ từ AlCl${}_3$.

(AI giải đề cho tôi)
$n_{Al}=5,4/27=0,2$ mol; $n_{HCl}=0,65$ mol. Vì $0,2$ mol Al cần $0,6$ mol HCl nên HCl dư $0,05$ mol. Dung dịch A chứa $0,2$ mol $AlC{l}_3$ và $0,05$ mol HCl.

Khi cho NaOH vào A, NaOH trung hòa HCl trước: $HCl+NaOH\to NaCl+H_{2}O$ (dùng $0,05$ mol), sau đó $AlC{l}_3+3NaOH\to Al(OH{)}_3\downarrow +3NaCl$; nếu NaOH dư thì $Al(OH{)}_3+NaOH\to NaAl{O}_2+2H_{2}O$.

$n_{Al(OH{)}_3}=11,7/78=0,15$ mol. Hai khả năng:

TH1: NaOH không đủ để tan hết kết tủa (AlCl3 pư một phần):
$n_{NaOH}=0,05+3\cdot 0,15=0,5$ mol $\Rightarrow a=0,5/0,5=1$. Kiểm tra: sau trung hòa còn $0,45$ mol OH⁻, tạo đúng $0,15$ mol kết tủa, không dư → thỏa.

TH2: NaOH dư, tan một phần kết tủa: ban đầu tạo $0,2$ mol $Al(OH{)}_3$, bị tan $0,05$ mol:
$n_{NaOH}=0,05+3\cdot 0,2+0,05=0,7$ mol $\Rightarrow a=0,7/0,5=1,4$. Kiểm tra: $0,7$ mol OH⁻ = $0,05$ (trung hòa) $+0,6$ (tủa $0,2$) $+0,05$ (tan $0,05$) → còn đúng $0,15$ mol kết tủa → thỏa.

Vậy $a=1$ hoặc $a=1,4$ → chọn D (Cả A và C).

Chất rắn không tan là Al dư.
Na + H${}_2$O → NaOH + ½ H${}_2$
Al + NaOH + H${}_2$O → NaAlO${}_2$ + 3/2H${}_2$
Ta có:
n${}_{H_2}$ = 2n${}_{Na}$ = 0,1 mol ⇒ n${}_{Na}$ = 0,05 mol = n${}_{A{l}_{pu}}$
m = m${}_{Na}$ + m${}_{A{l}_{pu}}$ + m${}_{A{l}_{dư}}$ = 0,05.23 + 0,05.27 + 2,35 = 4,85 gam. ⇒ Chọn B.

Hướng dẫn (nguồn, trang 21):
$n_{H_2}=3,36/22,4=0,15$ mol
$n_{NaOH}=0,3$ mol
$Al+NaOH+H_{2}O\to NaAl{O}_2+\frac{3}{2}{H}_2$
0,1 ← 0,1 ← 0,15
$A{l}_2{O}_3+2NaOH\to 2NaAl{O}_2+H_{2}O$
0,1 ← 0,2
Khối lượng $A{l}_2{O}_3=0,1.102=10,2$ gam.
Chọn D

(AI giải đề cho tôi)
Gọi $n_{Na}=x$, $n_{Al}=2x$. Na tác dụng nước: $Na+H_{2}O\to NaOH+\frac{1}{2}{H}_2$, tạo $x$ mol NaOH và $0,5x$ mol $H_2$. NaOH phản ứng với Al: $2Al+2NaOH+2H_{2}O\to 2NaAl{O}_2+3H_2$, nên lượng Al tan là $x$ mol, sinh thêm $1,5x$ mol $H_2$. Tổng $H_2=2x=0,4$ mol $\Rightarrow x=0,2$. Al dư $=2x-x=0,2$ mol, khối lượng chất rắn không tan $m=0,2\times 27=5,4$ g. Chọn B.