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

(AI giải đề cho tôi)
Trong công nghiệp, nhôm được sản xuất bằng điện phân nóng chảy nhôm oxit $A{l}_2{O}_3$ hòa tan trong cryolit $N{a}_{3}Al{F}_6$ (nhiệt độ khoảng 950°C) để giảm nhiệt độ nóng chảy. Tại catot: $A{l}^{3+}+3e\to Al$; tại anot: $2O^{2-}-4e\to O_2$. Các chất khác không phù hợp: $AlC{l}_3$ là hợp chất cộng hóa trị, dễ thăng hoa và dẫn điện kém khi nóng chảy; $Al(OH{)}_3$ và $Al(N{O}_3{)}_3$ bị phân hủy khi gia nhiệt. Đáp án khớp với bảng đáp án nguồn (câu 52: B).

(AI giải đề cho tôi)
$Al(OH{)}_3$ là hiđroxit lưỡng tính: tan trong axit ($Al(OH{)}_3+3HCl\to AlC{l}_3+3H_{2}O$; tương tự với $HN{O}_3$) và tan trong kiềm ($Al(OH{)}_3+KOH\to KAl{O}_2+2H_{2}O$). $BaC{l}_2$ là muối trung tính, không phản ứng với $Al(OH{)}_3$ nên không hòa tan được. Đáp án khớp bảng đáp án (Câu 42: C).

(AI giải đề cho tôi)
(1) NaAlO2 + CO2 + 2H2O → Al(OH)3 + NaHCO3, vậy X = Al(OH)3. (2) Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O, vậy Y = HCl. (3) NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2, vậy Z = NaCl. Do đó X, Z lần lượt là Al(OH)3, NaCl, khớp đáp án B (khớp bảng đáp án câu 79 = B).

Gọi khối lượng quặng là x tấn. Khối lượng $A{l}_2{O}_3.2H_{2}O$ trong quặng là 0,8x tấn. $M(A{l}_2{O}_3.2H_{2}O)=2.27+3.16+2.18=138$ g/mol. Trong 1 mol $A{l}_2{O}_3.2H_{2}O$ có 1 mol $A{l}_2{O}_3$. Số mol $A{l}_2{O}_3$ tương ứng với x tấn quặng: $n(A{l}_2{O}_3)=0,8x:138$. Chỉ có 90\% $A{l}_2{O}_3$ bị điện phân: n = 0,9 . 0,8x : 138. Khi điện phân 1 mol $A{l}_2{O}_3$, oxygen tạo ra ở anode tương ứng với 3 mol nguyên tử O. Hỗn hợp khí thoát ra gồm CO và CO${}_2$ theo tỉ lệ thể tích 2 : 3. Đặt n(CO) = 2k, n(CO${}_2$) = 3k. Số mol nguyên tử O trong hỗn hợp khí: 2k.1 + 3k.2 = 8k. Vì 1 mol $A{l}_2{O}_3$ tạo ra 3 mol nguyên tử O nên 8k = 3 => k = 3/8. Số mol carbon bị tiêu tốn: n(C) = 2k + 3k = 5k = 15/8 mol. Vậy 1 mol $A{l}_2{O}_3$ điện phân tiêu tốn 15/8 mol C; m(C) = 15/8 . 12 = 22,5 g. Với x tấn quặng: y = 0,9 . 0,8x : 138 . 22,5. Suy ra y/x = 0,9 . 0,8 . 22,5 : 138 = 0,11739. Do đó x/y = 1 : 0,11739 ≈ 8,52.

(AI giải đề cho tôi)
Al + NaOH cho X1 = NaAlO2. NaAlO2 + CO2 + H2O cho kết tủa X2 = Al(OH)3. Al(OH)3 đun nóng phân hủy thành X3 = Al2O3. Al2O3 + NaOH cho lại NaAlO2. Vậy X1, X2, X3 lần lượt là NaAlO2, Al(OH)3, Al2O3 → đáp án D.

(AI giải đề cho tôi)
Nhôm trong công nghiệp được sản xuất từ quặng boxit (chứa Al2O3), bằng phương pháp điện phân nhôm oxit nóng chảy (quá trình Hall–Héroult). Hematit (Fe2O3) và pirit (FeS2) là quặng sắt, dolomit (CaCO3.MgCO3) là quặng của canxi, magie.

(AI giải đề cho tôi)
n_NaOH = 0,375 × 2 = 0,75 mol; n_AlCl3 = 0,2 mol. Tỉ lệ OH⁻/Al³⁺ = 0,75/0,2 = 3,75, nằm giữa 3 và 4 nên kết tủa Al(OH)3 bị hòa tan một phần. Ban đầu tạo 0,2 mol Al(OH)3 (cần 0,6 mol OH⁻); OH⁻ dư = 0,75 − 0,6 = 0,15 mol hòa tan 0,15 mol Al(OH)3 theo Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O. Kết tủa còn lại = 0,2 − 0,15 = 0,05 mol → m = 0,05 × 78 = 3,9 gam. Khớp đáp án nguồn C.

(AI giải đề cho tôi)
Quá trình cho HCl 1M vào dung dịch chứa x mol NaOH và y mol NaAlO${}_2$ diễn ra theo các giai đoạn:

1) HCl trung hòa NaOH trước: $\mathrm{NaOH}+\mathrm{HCl}\to \mathrm{NaCl}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$. Theo đồ thị, kết tủa chỉ xuất hiện sau khi đã thêm 150 mL HCl, nên $x=0,15\times 1=0,15$ mol.

2) HCl phản ứng với NaAlO${}_2$ tạo kết tủa: $\mathrm{NaAl}{\mathrm{O}}_2+\mathrm{HCl}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to \mathrm{Al}(\mathrm{OH}{)}_3\downarrow +\mathrm{NaCl}$ (tỉ lệ 1:1). Lượng kết tủa cực đại $n_{max}=y$ tại $V=150+1000y$ (mL).

3) HCl tiếp tục hòa tan kết tủa: $\mathrm{Al}(\mathrm{OH}{)}_3+3HCl\to \mathrm{AlC}{\mathrm{l}}_3+3{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ (tỉ lệ 1:3).

Với $y=0,30$: đỉnh đồ thị tại $V=150+300=450$ mL, $n_{max}=0,30$ mol. Tại $V=750$ mL, lượng HCl dùng để hòa tan là $0,3$ mol, hòa tan được $\frac{0,3}{3}=0,1$ mol Al(OH)${}_3$, nên $n=0,30-0,10=0,20$ mol, đúng với điểm $(750;0,2)$ trên đồ thị.

Vậy $x=0,15$ mol và $y=0,30$ mol, khớp với đáp án nguồn D.

(AI giải đề cho tôi)
Gọi a, b, c, d lần lượt là số mol Ba, BaO, Al, Al${}_2$O${}_3$ trong X.

**Khí H${}_2$:** Ba + 2H${}_2$O → Ba(OH)${}_2$ + H${}_2$; 2Al + 2H${}_2$O + 2OH${}^{-}$ → 2AlO${}_2^{-}$ + 3H${}_2$ (Al tan trong Ba(OH)${}_2$ sinh ra). Suy ra: $a+1,5c=0,896/22,4=0,04$ mol H${}_2$.

**Dung dịch Y** chứa Ba(OH)${}_2$ dư và Ba(AlO${}_2$)${}_2$. Tổng Al = $c+2d$.

**Dẫn CO${}_2$ đến dư:** kết tủa chỉ là Al(OH)${}_3$ (BaCO${}_3$ tan thành Ba(HCO${}_3$)${}_2$): $n_{Al}=3,12/78=0,04$ mol, tức $c+2d=0,04$.

**Hấp thụ 0,054 mol CO${}_2$ (1,2096 lít):** kết tủa 4,302 g gồm Al(OH)${}_3$ (3,12 g) và BaCO${}_3$: $n_{BaC{O}_3}=(4,302-3,12)/197=0,006$ mol. Lọc được Z chỉ chứa một chất tan là Ba(HCO${}_3$)${}_2$.

Cân đối CO${}_2$: CO${}_2$ tạo BaCO${}_3$ từ Ba(OH)${}_2$ dư (e mol) + CO${}_2$ chuyển AlO${}_2^{-}$ thành Al(OH)${}_3$ và HCO${}_3^{-}$ (1 CO${}_2$/Al = 0,04 mol) + CO${}_2$ hòa tan BaCO${}_3$ dư. Tổng Ba trong Y: phần trong Ba(AlO${}_2$)${}_2$ là $0,04/2=0,02$ mol, phần dư e. Cuối cùng Ba phân bố: 0,006 mol trong BaCO${}_3$ và phần còn lại trong Ba(HCO${}_3$)${}_2$ của Z. Cân bằng CO${}_2$ và Ba cho $e=0,01$, tổng Ba = $a+b=0,03$ mol.

**Khối lượng m:**
$$m=137(a+b)+27c+102d=137(0,03)+27c+51(0,04-c)=6,15-24c$$
Với ràng buộc $a+1,5c=0,04$, $a\le 0,03$ nên $c\ge 0,00667$; $c\le 0,04/1,5=0,0267$.
- m = 6,79 hoặc 7,09 → c âm: loại.
- m = 2,93 → c = 0,134 > 0,0267: loại.
- m = 5,99 → $c=0,00667$, khi đó $a=0,03$, $b=0$, $d=0,01667$: thỏa mãn.

Vậy $m=5,99$ gam → đáp án D, khớp với đáp án nguồn (75-D).

(AI giải đề cho tôi)
Al(OH)${}_3$ là hiđroxit lưỡng tính: tan trong cả HCl và NaOH. $Al(OH{)}_3+3HCl\to AlC{l}_3+3H_{2}O$; $Al(OH{)}_3+NaOH\to NaAl{O}_2+2H_{2}O$. AlCl${}_3$ chỉ phản ứng với NaOH (tạo kết tủa Al(OH)${}_3$, tan trong NaOH dư), không phản ứng với HCl. BaCO${}_3$ và CaCO${}_3$ phản ứng với HCl nhưng không phản ứng với NaOH. Đáp án khớp với đáp án nguồn (47-A).

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng: $2Al+3C{l}_2\to 2AlC{l}_3$. Khối lượng muối $AlC{l}_3$ là 26,7 gam, nên $n_{AlC{l}_3}=\frac{26,7}{133,5}=0,2$ mol. Theo phương trình, $n_{Al}=n_{AlC{l}_3}=0,2$ mol. Vậy $m=0,2\times 27=5,4$ gam. Đáp án D, khớp với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Nhôm tác dụng với khí oxi tạo ra oxit nhôm: $4Al+3O_2\stackrel{t^o}{\to }2A{l}_2{O}_3$. Phương trình đã cân bằng: 4 Al và 6 O mỗi vế. Các đáp án khác là muối với Cl, nhóm OH, nhóm NO3, không phải sản phẩm của phản ứng Al với O2. Đáp án khớp với bảng đáp án nguồn (câu 7: B).

(AI giải đề cho tôi)
Quặng boxit là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất nhôm trong công nghiệp, thành phần chính của quặng boxit là $A{l}_2{O}_3.2H_{2}O$ (nhôm oxit ngậm nước). Đáp án này trùng khớp với đáp án nguồn (Câu 9: A).

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng phát biểu: (1) Đúng. AgNO3 + AlCl3 tạo kết tủa trắng AgCl: $3AgN{O}_3+AlC{l}_3\to 3AgCl\downarrow +Al(N{O}_3{)}_3$. (2) Đúng. Nhiệt phân muối nitrat của Cu (kim loại sau Mg): $2Cu(N{O}_3{)}_2\stackrel{t^o}{\to }2CuO+4N{O}_2\uparrow +O_2\uparrow$. (3) Đúng. Tỉ lệ mol Na2O : Al2O3 = 3 : 2 cho tỉ lệ Na : Al = 6 : 4 = 1,5 : 1. Khi hòa tan, Na2O tạo NaOH, Al2O3 tan trong NaOH tạo NaAlO2; vì Na dư so với lượng cần để tạo NaAlO2 (cần Na:Al = 1:1), hỗn hợp tan hết vào nước dư tạo dung dịch NaAlO2 và NaOH dư. (4) Sai. Ở nhiệt thường CO không khử được Fe2O3; phản ứng $F{e}_2{O}_3+3CO\stackrel{t^{o}cao}{\to }2Fe+3C{O}_2$ chỉ xảy ra ở nhiệt độ cao (lò cao). (5) Sai. Đồng không phản ứng với dung dịch HCl (Cu đứng sau H trong dãy hoạt động hóa học), nên không xảy ra ăn mòn điện hóa. Vậy có 3 nhận xét đúng → đáp án B, khớp với đáp án nguồn (Câu 10: B).

(AI giải đề cho tôi)
Nhôm oxit (alumina) tạo bởi Al (III) và O (II): hoán đổi hóa trị ta được công thức $A{l}_2{O}_3$. Các đáp án còn lại là Al(NO${}_3$)${}_3$ (muối nitrat), AlCl${}_3$ (muối clorua), Al${}_2$(SO${}_4$)${}_3$ (muối sunfat), không phải oxit. Đáp án trùng với đáp án nguồn (Câu 17: A).

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng nhiệt nhôm khử CuO: $3CuO+2Al\stackrel{t^0}{\to }3Cu+A{l}_2{O}_3$ (cân bằng: Al nhường 3e, Cu nhận 2e → hệ số 2 và 3; kiểm tra O: 3 = 3).

$n_{CuO}=\frac{8}{80}=0,1$ mol.

Theo phương trình: $n_{Al}=\frac{2}{3}{n}_{CuO}=\frac{2}{3}\cdot 0,1=0,0667$ mol.

$m_{Al}=0,0667\times 27=1,8$ gam.

Kết quả trùng với đáp án A (1,8 gam) trong đề.

(AI giải đề cho tôi)
Nhôm hidroxit gồm ion Al${}^{3+}$ và nhóm OH${}^{-}$, nên công thức hóa học là Al(OH)${}_3$ (Al${}^{3+}$ + 3OH${}^{-}$ → trung hòa điện). NaHCO${}_3$ là natri hidrocacbonat, Mg(OH)${}_2$ là magie hidroxit, Al${}_2$O${}_3$ là nhôm oxit. Đáp án khớp với bảng đáp án nguồn (Câu 41: D).

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng: $4Al+3O_2\stackrel{t^0}{\to }2A{l}_2{O}_3$. Số mol $A{l}_2{O}_3$: $n=\frac{20,4}{102}=0,2$ mol. Theo phương trình, $n_{Al}=\frac{4}{2}\cdot 0,2=0,4$ mol. Khối lượng Al: $m=0,4\times 27=10,8$ gam. Kết quả trùng với đáp án B trong bảng đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Hỗn hợp gồm Al, Fe₂O₃, Cu cùng số mol. Xét HCl dư: Al tan: $2Al+6HCl\to 2AlC{l}_3+3H_2$; Fe₂O₃ tan: $F{e}_2{O}_3+6HCl\to 2FeC{l}_3+3H_{2}O$; sinh ra $F{e}^{3+}$ đủ mạnh để oxi hóa Cu: $2FeC{l}_3+Cu\to 2FeC{l}_2+CuC{l}_2$. Với 1 mol Fe₂O₃ tạo 2 mol Fe³⁺, vừa đủ hòa tan 1 mol Cu (số mol bằng nhau nên phản ứng xảy ra hoàn toàn). Vậy cả ba chất tan hết trong HCl dư. Các phương án khác: AgNO₃ dư để lại Al (Al phản ứng trước Cu²⁺/Ag⁺ theo thứ tự, thực tế Fe₂O₃ không tan); NH₃ không tan Fe₂O₃, Cu; NaOH dư chỉ tan Al, không tan Fe₂O₃ và Cu. Đáp án D khớp với đáp án nguồn (câu 9: D).

Hướng dẫn:
$$2Al+F{e}_2{O}_3⟶A{l}_2{O}_3+2Fe$$
0,3 0,2 0,1 mol
m = 0,1.102 = 10,2 gam