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

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)
Al bị thụ động hóa (không phản ứng) trong H${}_2$SO${}_4$ đặc, nguội nên hầu như không bị oxi hóa. Các trường hợp khác: Al phản ứng với HCl loãng (2Al + 6HCl → 2AlCl${}_3$ + 3H${}_2$), với HNO${}_3$ đặc nóng (Al + 6HNO${}_3$ → Al(NO${}_3$)${}_3$ + 3NO${}_2$ + 3H${}_2$O), và với KOH loãng (2Al + 2KOH + 2H${}_2$O → 2KAlO${}_2$ + 3H${}_2$). Vậy đáp án A.

(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

(AI giải đề cho tôi)
NaHCO₃ lưỡng tính (muối của axit yếu, còn H có thể phân li); Zn(OH)₂ và Al₂O₃ lưỡng tính (tan cả trong axit và kiềm). AlCl₃ là muối của axit mạnh và bazơ yếu, chỉ có tính axit, không lưỡng tính. Đáp án D, khớp đáp án nguồn.

Đáp án được đánh dấu đúng trong bản gốc (in đậm màu đỏ): C (30,99).
Định hướng tư duy giải:

$\stackrel{2m}{\to }\{\begin{array}{l}{n}_{{\text{SO}}_2}=1,19⟶n_e=2,38⟶m+70,295=m-16a+35,5(2a+1,19)⟶a=0,51\\ 0,34\{\begin{array}{l}\text{NO}:0,16\\ {\text{N}}_2\text{O}:0,18\end{array}\stackrel{\text{BTE}}{\to }{n}_{{\text{NH}}_4^{+}}=0,0575\end{array}$

$⟶162,15=(m-16.0,51)+62.(1,19+0,51.2)+80.\frac{0,0575}{2}⟶m=31,34$

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)
Al${}_2$O${}_3$ là oxit lưỡng tính: tác dụng với axit tạo muối nhôm (Al${}_2$O${}_3$ + 6HCl → 2AlCl${}_3$ + 3H${}_2$O) và với kiềm tạo aluminate (Al${}_2$O${}_3$ + 2NaOH → 2NaAlO${}_2$ + H${}_2$O). NaAlO${}_2$ là muối, Al là kim loại lưỡng tính về một số phản ứng nhưng trong các đáp án này Al${}_2$O${}_3$ là chất có tính lưỡng tính điển hình, AlCl${}_3$ là muối của axit mạnh và bazơ yếu (thủy phân chua).

(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.

(AI giải đề cho tôi)
CO khử Fe3O4 và CuO: Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2; CuO + CO → Cu + CO2. Al2O3 và MgO không bị CO khử. Chất rắn Y gồm Al2O3, MgO, Fe, Cu. Cho Y vào NaOH dư: chỉ Al2O3 tan (Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O). Phần không tan Z gồm MgO, Fe, Cu → đáp án C.

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng phát biểu: (1) Bột nhôm tự bốc cháy khi tiếp xúc với khí clo: đúng, phản ứng $2Al+3C{l}_2\to 2AlC{l}_3$ xảy ra mạnh, tự bốc cháy. (2) Mg cháy trong khí CO${}_2$ ở nhiệt độ cao: đúng, $2Mg+C{O}_2\to 2MgO+C$. (3) Phèn chua có công thức $N{a}_{2}S{O}_4.A{l}_2(S{O}_4{)}_3.24H_{2}O$: sai, phèn chua là phèn kali $K_{2}S{O}_4.A{l}_2(S{O}_4{)}_3.24H_{2}O$ (phèn Na–Al là phèn natri, không gọi là phèn chua). (4) Kim loại xesi được dùng để chế tạo tế bào quang điện: đúng do tính hoạt động quang điện mạnh. Vậy có 3 phát biểu đúng → đáp án B.

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

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng chất với HCl và NaOH: Al (lưỡng tính, phản ứng với cả hai: $2Al+6HCl\to 2AlC{l}_3+3H_2$; $2Al+2NaOH+2H_{2}O\to 2NaAl{O}_2+3H_2$) — đạt. Al${}_2$O${}_3$ lưỡng tính — đạt. Al${}_2$(SO${}_4$)${}_3$: phản ứng với NaOH nhưng không phản ứng với HCl — không đạt. Zn(OH)${}_2$ lưỡng tính — đạt. NaHS: $NaHS+HCl\to NaCl+H_{2}S$; $NaHS+NaOH\to N{a}_{2}S+H_{2}O$ — đạt. K${}_2$SO${}_3$: phản ứng với HCl (thoát SO${}_2$) nhưng không phản ứng với NaOH — không đạt. (NH${}_4$)${}_2$CO${}_3$: phản ứng với HCl (thoát CO${}_2$) và với NaOH (thoát NH${}_3$) — đạt. Vậy có 5 chất: Al, Al${}_2$O${}_3$, Zn(OH)${}_2$, NaHS, (NH${}_4$)${}_2$CO${}_3$, khớp đáp án C.

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

(AI giải đề cho tôi)
Xét tính lưỡng tính: NaHCO₃ (muối của axit yếu, tác dụng với cả axit mạnh và base mạnh) lưỡng tính; Al (tác dụng với cả axit và kiềm) lưỡng tính; Al₂O₃, ZnO (oxit lưỡng tính); Sn(OH)₂, Cr(OH)₃ (hiđroxit lưỡng tính); alanin và axit glutamic (amino axit có nhóm –COOH và –NH₂) lưỡng tính. (NH₄)₂CO₃ là muối của axit yếu và base yếu, không được tính là chất lưỡng tính theo chương trình phổ thông. Vậy có 8 chất lưỡng tính, khớp đáp án C.

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)
Quặng chứa 15% tạp chất trơ nên phần Al2O3 chiếm 85%: $m_{A{l}_2{O}_3}=4\times 0,85=3,4$ tấn. Theo phản ứng điều chế nhôm từ nhôm oxit (điện phân nóng chảy $2A{l}_2{O}_3\stackrel{điệnph\hat{a}n}{\to }4Al+3O_2$), tỉ lệ khối lượng $Al:A{l}_2{O}_3=54:102$. Khối lượng Al theo lý thuyết: $m_{Al,lt}=3,4\times \frac{54}{102}=1,8$ tấn. Với hiệu suất 85%: $m_{Al}=1,8\times 0,85=1,53$ tấn. Kết quả khớp với đáp án nguồn (1,53).