Buzz
1. Cân bằng phương trình phản ứng: Al + H2O → Al(OH)3 + H2
- Để cân bằng phương trình này, ta cần điều chỉnh hệ số của các chất tham gia và sản phẩm để số lượng các nguyên tố ở cả hai bên phản ứng bằng nhau. Cách cân bằng như sau:
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
Trong phương trình trên, hệ số 2 được thêm vào nhôm (Al), hệ số 6 vào nước (H2O) và hệ số 3 vào khí hydro (H2) để đạt được sự cân bằng.
- Quy trình chi tiết:
Để cân bằng một phương trình hóa học, bạn cần thêm các hệ số thích hợp cho các chất tham gia và sản phẩm sao cho số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố ở cả hai bên phản ứng đều bằng nhau. Dưới đây là các bước để cân bằng phương trình hóa học:
+ Bước 1: Tạo danh sách số nguyên tử
Ghi lại phương trình hóa học và lập danh sách số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở cả hai bên của phản ứng.
Phương trình chưa cân bằng: Al + H2O → Al(OH)3 + H2
+ Bước 2: Điều chỉnh hệ số thích hợp
Thêm các hệ số cần thiết vào trước các chất tham gia và sản phẩm để số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai bên phản ứng khớp nhau.
+ Bước 3: Xác nhận kết quả
Kiểm tra lại bằng cách đếm số nguyên của mỗi loại nguyên tố để đảm bảo rằng chúng đều bằng nhau trên cả hai bên của phản ứng.
Phương trình đã cân bằng là:
2Al + 6H2O ------> 2Al(OH)3 + 3H2
Bằng cách này, số nguyên tử của mỗi loại nguyên tố là bằng nhau trên cả hai bên của phản ứng, và phản ứng đã được cân bằng.
2. Lý thuyết cần nhớ về phản ứng nhôm (Al) tác dụng với nước (H2O)
Khi nhôm phản ứng với nước, xảy ra các hiện tượng quan trọng sau:
- Sản phẩm tạo thành là hydroxit nhôm Al(OH)3
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
Trong phản ứng này, nhôm tương tác với nước để tạo ra hydroxit nhôm Al(OH)3 và khí hydro H2. Hydroxit nhôm là một chất rắn không hòa tan trong nước, thường xuất hiện dưới dạng lớp kết tủa màu trắng.
- Giải phóng khí hydro H2
Trong quá trình phản ứng, khí hydro (H2) được sinh ra, điều này có thể gây ra hiện tượng bong tróc hoặc sự nứt vỡ bề mặt nhôm.
- Nước trở nên kiềm tính
Sự hình thành hydroxit nhôm Al(OH)3 khiến nước xung quanh trở nên có tính kiềm.
- Phản ứng không xảy ra với nước lạnh:
Lưu ý rằng nhôm không phản ứng với nước lạnh; phản ứng chỉ xảy ra khi nước được đun nóng.
3. Bài tập thực hành
Câu 1: Khi cho lá nhôm vào dung dịch axit HCl dư, thu được 3,36 lít khí hydro (ở điều kiện tiêu chuẩn). Tính khối lượng nhôm đã tham gia phản ứng?
A. 1,80 gam
B. 2,7 gam
C. 4,050 gam
D. 5,40 gam
Giải đáp
Số mol khí thu được là 0,15 mol
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
0,1 ....................................0,15 mol
-> Khối lượng nhôm = 0,1 x 27 = 2,7 gam
Chọn đáp án B
Câu 2: Có nên sử dụng chậu nhôm để chứa nước vôi không?
Giải đáp:
- Không nên
- Giải thích:
Bài toán này liên quan đến sự tương tác hóa học giữa nhôm và nước vôi Ca(OH)2. Khi nhôm tiếp xúc với nước vôi, có thể xảy ra phản ứng hóa học tạo ra canxi nhôm hidroxit CaAl2(OH)8 và khí hydro H2.
Nước vôi có tính kiềm mạnh, dễ tạo phức với nhôm và phản ứng này có thể sinh ra kết tủa khó hòa tan. Do đó, không nên dùng chậu nhôm để chứa nước vôi vì điều này có thể gây ăn mòn nhôm và tạo sản phẩm không mong muốn. Thay vào đó, nên chọn các vật liệu như nhựa, gốm hoặc thủy tinh để chứa nước vôi.
Câu 3: Một kim loại M (hóa trị III) có khối lượng 10,8g phản ứng với khí clo ở nhiệt độ cao để tạo ra 53,4g muối. Kim loại M là gì?
Lời giải:
Hướng dẫn:
- Xác định phương trình phản ứng: Vì kim loại M có hóa trị III, phản ứng có thể được viết như sau:
M + 3/2 Cl2 → MCl3
- Tính số mol của muối sản phẩm:
Số mol của MCl3 = khối lượng MCl3 chia cho khối lượng mol của MCl3
Số mol của MCl3 = 53,4 chia cho khối lượng mol của MCl3
- Tính số mol của kim loại M:
Do mỗi mol của kim loại M tạo ra một mol MCl3 theo phương trình phản ứng, số mol của M cũng sẽ bằng số mol của MCl3.
- Tính khối lượng kim loại:
Khối lượng kim loại M = khối lượng chia số mol = 10,8 g chia số mol của M
- Xác định kim loại M dựa trên bảng tuần hoàn hóa học.
Chi tiết cách giải:
2M + 3Cl2 "-> (xúc tác nhiệt độ) 2MCl3
Phương trình bảo toàn khối lượng:
Khối lượng Cl2 = 53,4 - 10,8 = 42,6 g
-> n Cl2 = 42,6 / 71 = 0,6 mol
Dựa vào phương trình hóa học, n M = 2/3 . nCl2 = 0,4 mol
-> M M = 10,8 / 0,4 = 27
Vì vậy, kim loại cần tìm là Al
Câu 4: Cho 3,82 gam hỗn hợp hai kim loại Ba và Al vào nước dư, chỉ thu được dung dịch chứa một loại muối. Tính khối lượng Ba trong hỗn hợp.
A. 3,4 gram
B. 1,6 gram
C. 1,37 gram
D. 2,740 gram
Giải thích
- Hướng dẫn:
+ Viết phương trình phản ứng: Kim loại Ba và Al phản ứng với nước, tạo thành muối và khí hydro H2. Trong điều kiện nước dư, Ba tạo ra muối Ba(OH)2. Phương trình phản ứng như sau:
Ba + 2H2O "-> Ba(OH)2 + H2
+ Xác định số mol của Ba và Al
+ Tính số mol của Ba trong muối, vì theo phương trình phản ứng, mỗi mol Ba sinh ra một mol Ba(OH)2, nên số mol Ba trong muối tương ứng với số mol Ba đã phản ứng.
+ Tính khối lượng của Ba trong hỗn hợp
- Hướng dẫn chi tiết:
+ Phương trình phản ứng hóa học:
Ba + 2H2O ---> Ba(OH)2 + H2
x..........................x (mol)
2Al + Ba(OH)2 + 2H2O "> Ba(AlO2)2 + 3H2
2x.......x (mol)
Theo phương trình phản ứng: m Ba + m Al = 137x + 54x = 3,82 ---> x = 0,02 mol
Do đó, m Ba = 137 × 0,02 = 2,74 gam
Chọn đáp án D
Câu 5: Hòa tan 25,8g hỗn hợp bột Al và Al2O3 vào dung dịch HCl dư. Sau phản ứng, thu được 0,6g khí H2. Khối lượng muối AlCl3 thu được là bao nhiêu?
A. 54,1 gram
B. 45,5 gram
C. 80,1 gram
D. 25,8 gram
Giải thích:
- Hướng dẫn giải:
+ Bước 1: Viết phương trình phản ứng: Phản ứng giữa Al và Al2O3 với HCl được biểu diễn như sau: Al + 3HCl ---> AlCl3 + 3/2H2
+ Bước 2: Tính số mol của khí H2
+ Bước 3: Dùng số mol H2 để tính số mol Al
+ Bước 4: Tính khối lượng của Al ban đầu
+ Bước 5: Tính khối lượng của Al2O3 ban đầu
+ Bước 6: Xác định khối lượng của AlCl3 thu được
- Hướng dẫn chi tiết:
0,2.............................0,2.......0,3 mol
Al2O3 + 6HCl "--> 2AlCl3 + 3H2O
Khối lượng Al2O3 = 25,8 - 0,2 × 27 = 20,4 gram
-> Số mol Al2O3 = 20,4 / 102 = 0,2 mol
Bảo toàn nguyên tố Al có:
Số mol AlCl3 = n Al + 2 × n Al2O3 = 0,6 mol
-> Khối lượng AlCl3 = 0,6 × 133,5 = 80,1 gram
Chọn đáp án C
Câu 6: Dùng m gam Al để khử hoàn toàn 1,6 gam Fe2O3 (phản ứng nhiệt nhôm). Sản phẩm sau phản ứng tác dụng với dung dịch NaOH dư tạo ra 0,672 lít khí (Đktc). Giá trị của m là bao nhiêu?
A. 0,540 gram
B. 0,123 gram
C. 1,080 gram
D. 1,72 gram
Lời giải:
- Hướng dẫn:
+ Bước 1: Viết phương trình phản ứng
Phản ứng khử giữa nhôm Al và oxit sắt Fe2O3 được thể hiện như sau:
2Al + Fe2O3 ---> Al2O3 + 2 Fe
+ Bước 2: Tính số mol của Fe2O3
+ Bước 3: Xác định số mol của nhôm Al
+ Bước 4: Tính khối lượng của nhôm Al
+ Bước 5: Lập phương trình phản ứng với NaOH
+ Bước 6: Tính số mol của Al2O3
+ Bước 7: Xác định thể tích H2 ở điều kiện tiêu chuẩn
+ Bước 8: Tính giá trị của m
m = khối lượng nhôm - khối lượng Al2O3
- Hướng dẫn chi tiết:
Sau phản ứng, sản phẩm tương tác với dung dịch NaOH sinh khí - nhôm dư
2Al + Fe2O3 "> (nhiệt độ xúc tác) 2Fe + Al2O3
0,02........0,01 ............... (mol)
2Al dư + 2NaOH + 2H2O "> 2NaAlO2 + 3H2
0,02............................................0,03 ............... (mol)
=> n Al = 0,02 + 0,02 = 0,04 mol => m Al = 0,04 x 27 = 1,08 gam
Chọn đáp án C
Câu 7: Sử dụng 5,4 gam nhôm bột phản ứng với 100ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau khi phản ứng hoàn tất, ta thu được V lít khí H2 (Đktc). V có giá trị là bao nhiêu?
A. 4,48 lít
B. 0,672 lít
C. 0,22 lít
D. 6,7222 lít
Giải pháp:
- Hướng dẫn:
+ Bước 1: Tính số mol NaOH sử dụng trong phản ứng
+ Bước 2: Xác định số mol H2 sinh ra từ nhôm
+ Bước 3: Tính thể tích khí H2 ở điều kiện tiêu chuẩn
- Hướng dẫn chi tiết:
Trước tiên, viết phương trình phản ứng: 2Al + 2NaOH + 2H2O "> 2 Na3AlO3 + 3H2
0,2 ........................................................................ 0,02 (mol)
Sau phản ứng, nhôm và NaOH đều dư
Số mol khí là 0,03 mol "> Thể tích V = 0,03 x 22,4 = 0,672 lít
Chọn đáp án B
