Giải bài tập SGK Hóa 12 Nâng cao Bài 33: Nhôm

Cho Al + HNO₃ → Al(NO₃)₃ + NO + H₂O. Số phân tử HNO₃ bị Al khử và số phân tử HNO₃ tạo muối nitrat trong phản ứng là:

A. 1 và 3

B. 3 và 2

C. 4 và 3

D. 3 và 4

Phương pháp giải

Để lựa chọn đáp án phù hợp cần biết phương trình hóa học, cân bằng sau đó xác định số phân tử HNO₃ bị Al khử và số phân tử HNO₃ tạo muối nitrat trong phản ứng.

Hướng dẫn giải

Phương trình hóa học được hoàn thành như sau:

Al + 4HNO₃ → Al(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Số phân tử HNO₃ bị Al khử và số phân tử HNO₃ tạo muối nitrat là 1 và 3.

⇒ Đáp án A.

Một pin điện hóa được cấu tạo bởi các cặp oxi hóa - khử Al³⁺/Al và Cu²⁺/Cu. Phản ứng hóa học xảy ra khi pin hoạt động là:

A. 2Al + 3Cu → 2Al³⁺ + 2Cu²⁺

B. 2Al³⁺ + 2Cu → 2Al + 3Cu²⁺

C. 2Al + 3Cu²⁺ → 2Al³⁺ + 3Cu

D. 2Al³⁺ + 3Cu²⁺ → 2Al³⁺ + 3Cu²⁺

Phương pháp giải

Để lựa chọn đáp án phù hợp cần ghi nhớ: 2Al + 3Cu²⁺ → 2Al³⁺ + 3Cu

Hướng dẫn giải

Phản ứng hóa học xảy ra khi pin hoạt động là:

2Al + 3Cu²⁺ → 2Al³⁺ + 3Cu

⇒ Đáp án C.

Tùy thuộc nồng độ của dung dịch HNO₃ kim loại nhôm có thể khử HNO₃ thành NO₂, NO, N₂ hoặc NH₄NO₃. Hãy viết phương trình hóa học của các phản ứng trên.

Phương pháp giải

Dựa vào sản phẩm các khí sinh ra để viết và cân bằng phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải

Các phương trình hóa học:

Al + 6HNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

Al + 4HNO₃ → Al(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

10Al + 36HNO₃ → 10Al(NO₃)₃ + 3N₂ + 18H₂O

8Al + 30HNO₃ → 8Al(NO₃)₃ + 3NH₄NO₃ + 9H₂O

Có 4 kim loại là: Ca, Na, Fe và Al. Hãy nhận biết mỗi kim loại bằng phương pháp hóa học và dẫn ra những phản ứng hóa học đã dùng.

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất hóa học đặc trưng của các kim loại để lựa chọn hóa chất và phương pháp phù hợp.

Hướng dẫn giải

Cách nhận biết mỗi kim loại bằng phương pháp hóa học:

• Hòa tan 4 kim loại vào nước thì Na, Ca tác dụng với nước:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂

• Sục từ từ khí CO₂ vào hai dung dịch thu được, dung dịch nào có kết tủa là Ca(OH)₂:

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

• Hai kim loại không tan trong nước đem hòa tan trong dung dịch kiềm, nhận ra nhôm do bị tan ra còn sắt thì không

2NaOH + 2Al + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

Khử hoàn toàn 16 gam bột Fe₂O₃ bằng bột nhôm. Hãy cho biết:

a. Khối lượng bột nhôm cần dùng.

b. Khối lượng của những chất sau phản ứng.

Phương pháp giải

Từ phương trình hóa học và số mol Fe₂O₃, suy ra số mol những chất còn lại và khối lượng của chúng.

Hướng dẫn giải

Câu a

Ta có:

\(n_{Fe_{2}O_{3}} = \frac{16}{160} = 0,1 \ mol\)

Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe

0,1  →   0,2      0,1       0,2

n_Al = 2\(n_{Fe_{2}O_{3}}\)= 0,2 mol

⇒ m_Al = 0,2 . 27 = 5,4 gam.

Câu b

Sau phản ứng: 

\(m_{Al_{2}O_{3}}\)= 0,1 . 102 = 10,2 gam.

m_Fe = 0,2 . 56 = 11,2 gam.

Sản xuất nhôm bằng phương pháp điện phân nhôm oxit nóng chảy. Hãy tính khối lượng Al₂O₃ và than chì (C) cần dùng để sản xuất được 5,4 tấn nhôm. Cho rằng toàn bộ lượng khí oxi sinh ra ở cực dương đã đốt cháy than chì thành cacbon đioxit.

Phương pháp giải

• Bước 1: Tính số mol Al, viết phương trình hóa học
• Bước 2: Tính số mol các chất cần tìm theo Al, suy ra khối lượng Al₂O₃ và than chì (C) cần dùng.

Hướng dẫn giải

m_Al = 5,4 tấn = 5,4.10⁶ gam ⇒ n_Al = 0,2.10⁶ mol

2Al₂O₃ ^{\(\xrightarrow[ \ ]{ \ dpnc \ }\)} 4Al + 3O₂

0,1.10⁶    \(^{\leftarrow }\)   0,2.10⁶ → 0,15.10⁶

C         +        O₂       →    CO₂

0,15.10⁶  0,15.10⁶

Khối lượng Al₂O₃ cần dùng:

\(m_{Al_{2}O_{3}}\)= 0,1 . 10⁶ .102 . 10⁶ = 10,2.10⁶ gam = 10,2 tấn.

Khối lượng than chì cần dùng:

m_C = 0,15 . 10⁶ . 12 = 1,8.10⁶ gam = 1,8 tấn.