Bài tập Kim loại Kiềm, Kiềm thổ, Nhôm có giải chi tiết (mức độ vận dụng cao - P1)

Giải thích:

Vì KL + HNO₃ không có khí thoát ra => sản phẩm khử là NH₄NO₃

TQ :     2M(NO₃)_n ---> M₂O_n + 2nNO₂ + 0,5nO₂

            NH₄NO₃ ---> N₂O + 2H₂O

n_O(X) = 0,61364m/16 (mol)

n_NO3 = n_{e tđ} + n_NH4NO3 = 1/3n_O(X) = 0,61364m/48 (mol)

Ta có : n_{e tđ} =  8n_NH4NO3

=> n_{e tđ} = 0,61364m/54 = n_NO2 = 4n_O2 ; n_NH4NO3 = 0,61364m/432

=>  n_O2 = 0,61364m/216 (mol)

Bảo toàn khối lượng : m_X - m_rắn = m_NH4NO3 + m_NO2 + m_O2

=> m – 19,2 = 80. 0,61364m/432 + 46. 0,61364m/54 + 32. 0,61364m/216

=> m = 70,4g

Đáp án B

Giải thích: 

Quan sát đồ thị ta thấy n_CO2 = 0,15 thì kết tủa đạt max.

=> n_Ca(OH)2 = n_{CaCO3 max} = 0,15

Khi n_CO2 = 0,45 thì bắt đầu hòa tan kết tủa.

Khi n_CO2 = 0,5 thì lượng kết tủa bị hòa tan là: n_{CaCO3 bị hòa tan} = 0,5 - 0,45 = 0,05

=> n_{CaCO3 còn lại} = x = 0,15 - 0,05 = 0,1

Đáp án A

Giải thích: 

Vì M_x = 12,2.2 = 24,4 hỗn hợp khí là NO và H₂

Al     +   4H⁺      + NO₃^- → Al³⁺ + NO + H₂O

0,1  ← 0,4     ←     0,1              ← 0,1

2Al    + 6H⁺ → 2Al³⁺ + 3H₂

1/60  ← 0,05 ←             0,025

Bảo toàn khối lượng  m = m _Al + m _Na+ + m _K+ + m _NO3- + m _Cl-

                                       = ( 0,1 + 1/60) .27 + 23. 0,05 + 0,1.39 + (0,15 – 0,1). 62 + 0,45.35,5

                                      = 27,275 (g)

Đáp án B

Giải thích: 

n_Mg = n_Mg(OH)2 = 0,23

Dung dịch Y chứa Mg²⁺ (0,23), Al³⁺ (a), NH₄⁺ (b), SO₄^2- (0,48)

Bảo toàn điện tích => 3a + b + 0,23 . 2 = 0,48 . 2

m _muối = 27a + 18b + 0,23.24 + 0,48.96 = 56,28

=> a = 0,16 và b = 0,02

Trong X: n_O = 0,54; n_CO32- = u và n_NO3- = v

m_X = 0,16 . 27 + 0,23 . 24 + 60u + 62v = 20,76

n_O = 3u + 3v = 0,54

=> u = 0,12 và V = 0,06

Đặt y, z là số mol N₂ và H₂ trong Z.

n_Z = 0,12+ y + z = 0,2(1)

Bảo toàn N => 0,06 + x = 0,02 + 2y (2)

n_H+ = x + 0,96 = 12y + 2z + 0,02 . 10 + 0,12 . 2 (3)

(1)(2)(3) => x = 0,04; y = 0,04; z = 0,04

Đáp án A

Giải thích: 

Áp dụng qui tắc đường chéo => n_NO = n_CO2 = 0,1mol

Hỗn hợp ban đầu gồm: Mg (a mol), MgO (b mol), MgCO₃ (0,1 mol)

=> 24a + 40b + 84 . 0,1 = 30 => 24a + 40b = 21,6 (1)

X chứa: Mg(NO₃)₂ ( a + b + 0,1 mol), NH₄NO₃ (c mol)

Bảo toàn N: 2 (a + b + 0,1) + 2c + 0,1 = 2,15 => 2a + 2b + 2c = 1,85 (2)

Bảo toàn e: 2a = 0,1 . 3 + c . 8 => 2a – 8c = 0,3 (3)

    Giải hệ (1) (2) (3) ta có a = 0,65, b = 0,15, c = 0,125

=> m= m_Mg(NO3)2 + m_NH4NO3 = 148 . 0,9 + 80 . 0,125=143,2 g

Chú ý: tạo muối amoni nitrat

Đáp án D

Giải thích: 

Theo quy tắc đường chéo tính được N₂ :0,014 mol và N₂O : 0,07 mol

Đặt n_Al = x mol n_Mg= y mol

Dd X có dư HNO₃ nên Al và Mg phản ứng hết

Al → Al⁺³ + 3e                      Mg → Mg⁺² + 2e

2N⁺⁵ + 10e → N₂                    2N⁺⁵ + 8e → 2N⁺¹

Bảo toàn e thì 3x + 2y = 0,014.10 +0,07.8=0,7

Cho NaOH vào NaOH + HNO₃ → NaNO₃ + H₂O → HNO₃ dư :0,1 mol

   Tại thể tích NaOH là 0,4125 lít thì kết tủa qua vị trí cực đại → Al(OH)₃ bị hòa tan một phần

          2OH^- + Mg²⁺ → Mg(OH)₂

          3OH^- + Al³⁺ → Al(OH)₃

          Al(OH)₃ + OH^- → AlO₂^- +H₂O

Kết tủa có Mg(OH)₂ : y mol, Al(OH)₃ : x-z mol( giả sử z mol Al(OH)₃ bị hòa tan)

Ta có

17,45=58y+78(x-z)=m_↓

2y + 3x + z  =(0,4125-0,05).2=n_NaOH     

→  x=  0,1 mol ; y=0,2 mol; z=0,025 mol

→ m= 27x + 24y=7,5

Bảo toàn N trong phản ứng X + HNO₃ có

n_HNO3 = 3x + 2y + 2n_N2 + 2n_N2O + n_{HNO3 dư} = 0,968 → V=0,3872

Đáp án D

Giải thích: 

Phần 1:

n_H2 = 0,075 => n_Aldư = 0,05

8Al + 3Fe₃O₄ → 4Al₂O₃ + 9Fe

8x→    3x       →4x       →   9x

Chất rắn không tan trong NaOH là Fe (9x mol). Với H₂SO₄ đặc nóng

=> Fe³⁺ (u) và Fe²⁺ (v)

Bảo toàn electron: 3u + 2v = 0,6 . 2

m muối = 400a/2 + 152b = 82,8

=> u = 0,3 và v = 0,15

=> 9x = u + v => x = 0,05

Vậy phần 1 chứa Al (0,05), Al₂O₃ (0,2) và Fe (0,45)

=> m_{Phần 1} = 46,95

=> m_{Phần 2} = m_X - m_{Phần 1} = 187,8

=> m_{Phần 2} = 4m_{Phần 1}

Vậy phần 2 chứa các chất có số mol gấp 4 phần 1.

Phần 2 chứa Al (0,2), Al₂O₃ (0,8) và Fe (1,8)

=> n_O = 0,8 . 3 = 2,4

n_H+ = 12,97 = 4n_NO + 2n_NO2 + 2n_O + 10n_NH4+

=> n_NH4+ = 0,015

Dung dịch A chứa Fe³⁺ (a mol), Fe²⁺ (y mol) và các ion khác.

Bảo toàn Fe => a + b = 1,8

Bảo toàn electron => 3a + 2b + 0,2 . 3 = 1,25 . 3 + 1,51 + 0,015 . 8

=> a = 1,18 và b = 0,62

Đáp án D

Giải thích: 

n_H2SO4 = 0,565 mol ; n_SO2 = 0,015 mol

+) Phần 1 : M_khí = 32,8g ; n_khí = 0,0625 mol

Hỗn hợp khí không màu có 1 khí hóa nâu là NO và N₂O

=> n_NO = 0,05 ; n_N2O = 0,0125 mol

Muối thu được là muối sunfat => có S trog D

Qui hỗn hợp D về dạng : Al (x mol) ; O (y mol) ; S (z mol)

Giả sử phản ứng D + HNO₃ tạo t mol NH₄⁺

Bảo toàn e : 3n_Al + 6n_S = 2n_O + 3n_NO + 8n_N2O + 8n_NH4

=> 3x + 6z = 2y + 0,15 + 0,1 + 8t ⁽¹⁾

Muối sunfat thu được có : NH₄⁺ ; Al³⁺ ; SO₄^2-

Bảo toàn điện tích : n_NH4 + 3n_Al = 2n_SO4

=> t + 3x = 2z ⁽²⁾

Khi Cho dung dịch muối này phản ứng với NaOH vừa đủ thì :

Al³⁺ + 4OH^- -> AlO₂^- + 2H₂O

NH₄⁺ + OH^- -> NH₃ + H₂O

=> n_NaOH = 4x + t = 0,13 ⁽³⁾

+) Phần 2 : (Al ; O ; S) + O₂(không khí) -> ( 0,5x mol Al₂O₃) + SO₂ ↑

=> m_giảm = m_S – m_{O thêm}

=> 1,36 = 32z – 16.(1,5x – y) ⁽⁴⁾

    Giải hệ (1,2,3,4) => x = y = 0,03 ; z = 0,05 ; t = 0,01 mol

Vậy D có : 0,02 mol Al₂O₃ ; 0,02 mol Al ; 0,1 mol S

Bảo toàn e : 2n_SO2 + 6n_S = 3n_{Al pứ} => n_{Al pứ} = 0,21 mol

n_H2SO4 = 3n_{Al2O3 pứ} + (1,5n_Al + n_SO2 + n_S)

=> n_Al2O3 = 0,045 mol

Vậy hỗn hợp đầu có : 0,065 mol Al₂O₃ và 0,23 mol Al

=> m = 12,84g

Đáp án D

Giải thích: 

Sau 1 thời gian thêm NaOH thì mới có kết tủa => H⁺ dư

Bảo toàn e : 2n_Mg + 3n_Al = 2n_H2 = 0,8 mol

Và : m_Mg + m_Al = 7,98g

=> n_Mg = 0,13 ; n_Al = 0,18 mol

Tại thời điểm n_{kết tủa} = 0,24 mol thì kết tủa đang tan dần

=> n_{kết tủa} = n_Mg(OH)2 + [4n_Al3+ - (n_OH - n_H+ - 2n_Mg(OH)2) ]

=> 0,24 = 0,13 + [4.0,18 – (1,03 – n_H+ - 2.0,13)]

=> n_H+ = 0,16 mol

=> a = ½ . 0,16 + n_H2 = 0,48

Đáp án C

Giải thích: 

Tại n_Ba(OH)2=0,32 mol thì Al(OH)₃ vừa bị hòa tan hết.

=> 4n_Al3+=n_OH-=>4.2b=0,32=>b=0,04 mol.

Mặt khác n_BaSO4 max=a+3b=69,9/233=0,3 mol

=>a=0,06 mol.

Đáp án B

Giải thích:

Đáp án D

Giải thích: 

m_O=8,63.19,47/100=1,68 gam=>n_O=0,105 mol=>n_Al2O3=0,035 mol

n_OH-=2n_H2=0,12 mol

Al₂O₃+2OH^-         →       AlO^2-+H₂O

0,035   0,07(dư 0,05)       0,035

H⁺  +  OH^- → H₂O

0,05←0,05

H⁺  +   AlO₂^- + H₂O → Al(OH)₃

0,07← 0,07                    0,07

Al(OH)₃+3H⁺ → Al³⁺ + H₂O

0,04    ←0,12

n_Al(OH)3=0,07-0,04=0,03 mol=>m↓=0,03.78=2,34 gam.

Đáp án A

Giải thích: 

Đặt x, y, z là số mol Na, Al, O

Phương trình 1 theo khối lượng đi: 23x + 27y + 16z = 20,05

Phương trình 2 bảo toàn điện tích: x +  2y = 0,125.2 + 2z

Phương trình 3 tính theo số mol OH-: n_OH- = n_Na= n_Al + n_H+ => x + y = 0,05

    Giải hệ được :  x= 0,3 ; y = 0,25 ; z = 0,4

n _{kết tủa} = (4.n_AlO2- - n_H+)/3 = (4.0,25 – 0,31)/3 = 0,23 mol

=> m = 17,94g

Đáp án A

Giải thích:

Đáp án B

Giải thích: 

n_C=n_CO2=0,9 mol

n_H=2n_H2O=2,3 mol

Quy đổi hỗn hợp X: Al x mol; Ca y mol; C: 0,9 mol

Quy đổi hỗn hợp Z: C: 0,9 mol; H: 2,3 mol

27x+40y+12.0,9=40,3

3x+2y=2,3 (BT e)

=> x=0,5; y=0,4

=> Y gồm Ca(AlO₂)₂: 0,25 mol và Ca(OH)₂: 0,4-0,25=0,15 mol (BTNT Ca)

n_HCl-2n_Ca(OH)2=4n_AlO2- - 3n↓

=> 0,56x-0,3=4.0,5-3.3a (1)

=> 0,68x-0,3=4.0,5-3.2a (2)

(1) và (2) => x=2,5; a=0,1

Đáp án C

Giải thích: 

nAl₂(SO₄)₃=x với x = 0,19m/342=m/1800 mol=>m=1800x

+Tại m dung dịch=121,5 g

Ba+2H₂O→Ba(OH)₂+H₂

3x                    3x        3x

Al³⁺ + 3OH^- →Al(OH)₃

2x          6x           2x

Ba²⁺ + SO₄^2- →BaSO₄

3x          3x           3x

+Tại m _dd =m (Al(OH)₃ tan hết)

m_Ba=m_BaSO4+m_H2

=> 137a=0,27.233+2a=>a=0,466 mol

Đáp án B

Giải thích:

Đáp án C

Giải thích:

Đáp án A

Giải thích: 

- Khi cho 0,6 mol CO₂ tác dụng với dung dịch X gồm 0,3 mol Ba(OH)₂ và 0,2 NaOH:

- Khi cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch chứa 0,24 mol BaCl₂ và 0,3 mol KOH thì:

Đáp án D

Giải thích: 

n_NaOH = 0,33 (mol) ; n_AlCl3 = 0,1 (mol)

=> Tạo cả Al(OH)₃ và AlO₂-

Áp dụng công thức nhanh

n_Al(OH)3 = 4n_Al3+ - n_OH- = 4.0,1 – 0,33 =0,07 (mol)

=> m_Al(OH)3↓ = 0,07.78  = 5,46 (g)

Đáp án C

Giải thích: 

nH₂ = nBa = nBaO = nBa(OH)₂ => Ba(OH)₂ sau pư = 3a mol

Tại nCO₂ = 3,6a mol:

BaCO₃: 0,192 mol

Ba(HCO₃)₂: 3a-0,192

BTNT C: 0,192+2(3a-0,192) = 3,6a => a = 0,08 mol

m = 0,08.137+0,08.153+0,08.171 = 36,88 gam

Đáp án C

Giải thích: 

Do phần 1 td với NaOH sinh ra khí nên có chứa Al => Mỗi phần gồm: Al dư, Al₂O₃ và Fe

2Al+Fe₂O₃→Al₂O₃+2Fe

P1: nAl=nH₂/1,5=4/15 mol

Đặt nAl₂O₃ = x  => nFe = 2x

m₁ = (4/15).27+102x+56.2x = 214x+7,2

%mFe = 56.2x/(214x+7,2) = 0,448 => x = 0,2 mol

=>m₁ = 214.0,2+7,2 = 50 gam

Giả sử cho phần 1 tác dụng với HCl dư: nH₂ = nFe + 1,5nAl = 0,4+1,5.(4/15) = 0,6 mol

Ta thấy:

m₁ = 50 gam tác dụng với HCl sinh ra 0,8 mol H₂

m₂                                                  0,12 mol

=> m₂=7,5 gam

BTKL => m = m₁+m₂ = 57,5 gam

Đáp án A

Giải thích: 

Giả sử số mol ban đầu: nAl = x mol, nBa(OH)₂ = y mol

2Al + Ba(OH)₂ + 2H₂O→ Ba(AlO₂)₂ + 3H₂

x         0,5x                         0,5x

Dung dịch X: Ba(AlO₂)₂ (0,5x mol) và Ba(OH)₂ dư (y-0,5x mol)

+ Khi kết tủa lớn nhất: m↓ = mAl(OH)₃ max + mBaSO₄ max = 78x + 233y = 70 (1)

+ Khi V= 1300 ml: Al(OH)₃ vừa bị hòa tan hết. Khi đó ta có:

OH^- + H⁺ → H₂O

H⁺ + AlO₂^- + H₂O → Al(OH)₃

3H⁺ + Al(OH)₃ → Al³⁺ + 3H₂O

nH⁺ = nOH^- dư + nAlO₂^- + 3nAl(OH)₃ max => 2.1,3.0,5 = 2y – x + x + 3x <=> 3x + 2y = 1,3 (2)

    Giải (1) và (2): x = 0,3; y = 0,2

=> a = 0,3.27 = 8,1 gam

Đáp án A

Giải thích: 

Các phản ứng xảy ra hoàn toàn, hỗn hợp rắn X tác dụng với NaOH     Giải phóng khí H₂ => X chứa A dư, oxit sắt bị khử hết

Al + NaOH + H₂O →  NaAlO₂ + 3/2 H₂↑

0,02                                            ← 0,03 (mol)

n_Al(OH)3 = 46,8 : 78 = 0,6 (mol)

Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ +  H₂O

0,29                ← ( 0,6 – 0,02)

Z gồm Fe, xét quá trình Z tan trong HNO₃

n_NO = 0,58 (mol) => n_{NO3- ( trong muối)} = 3n_NO = 3.0,58 =1,74 (mol)

=> m_Fe = 146,52 – 1,74.62 = 38,64(g)

=> m_{OXIT SẮT} = m_Fe + m_O = 38,64 + 0,29.3.16 = 52,56 (g)

Đáp án D

Giải thích: Đáp án A

Quy đổi hỗn hợp X thành: Al, Ca, C; quy đổi khí thành C, H

Dung dịch X gồm: AlO₂^- (0,5 mol), OH^- dư (0,3 mol)

Dựa vào đồ thị ta thấy tại 2 điểm nHCl = 0,56x và nHCl = 0,68x:

nHCl = nOH^- dư + nAlO₂^- max + 3n _{kết tủa bị hòa tan}

0,56x = 0,3+0,5+3(0,5-3a) (1)

0,68x = 0,3+0,5+3(0,5-2a) (2)

    Giải (1) và (2) => x = 2,5; y = 0,1