50 Bài tập về kim loại Nhôm (2024) có đáp án

Bài tập về kim loại Nhôm

1. Lí thuyết và phương pháp giải

1.1 Khái niệm

Nhôm (bắt nguồn từ tiếng Pháp: aluminium) là tên của một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Al và số nguyên tử bằng 13.

1.2 Tính chất vật lí, hóa học

Tính chất vật lí

• Nhôm là một kim loại nhẹ, màu trắng bạc, nóng chảy ở nhiệt độ 660 độ C
• Nhôm rất dẻo, có thể dát được lá nhôm mỏng 0,01 mm dùng để gói thực phẩm
• Nhôm nằm ở nhóm IIIA và chu kì 3
• Nhôm có cấu trúc tinh thể là lập phương tâm diện

Tính chất hóa học

- Phản ứng với oxi và một số phi kim

Nhôm phản ứng với oxi tạo thành oxit và phản ứng với nhiều phi kim khác như S, Cl₂ tạo thành muối.

Ví dụ:

Chú ý: Ở điều kiện thường, nhôm phản ứng với oxi tạo thành lớp Al₂O₃ mỏng bền vững, lớp oxit này bảo vệ đồ vật bằng nhôm, không cho nhôm tác dụng oxi trong không khí, nước.

- Phản ứng với axit (HCl, H₂SO₄ loãng_,…) giải phóng H₂.

Ví dụ:

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

Chú ý: Nhôm không tác dụng với H₂SO₄ đặc nguội và HNO₃ đặc, nguội,

- Phản ứng  với dung dịch muối của kim loại yếu hơn.

Nhôm phản ứng được với nhiều dung dịch muối của những kim loại hoạt động hóa học yếu hơn tạo ra muối nhôm và kim loại mới.

Ví dụ:

2Al + 3Cu(NO₃)₂ → 2Al(NO₃)₃ + 3Cu

- Phản ứng với dung dịch kiềm

Đây là tính chất hóa học đặc biệt của nhôm so với các kim loại khác. Nhôm phản ứng với dung dịch kiềm giải phóng khí H₂.

Ví dụ:

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

Ngoài ra, ở nhiệt độ cao nhôm còn có thể phản ứng được với nhiều oxit kim loại để tạo thành kim loại. Phản ứng này còn được gọi là phản ứng nhiệt nhôm.

Ví dụ:

1.3 Phương pháp giải

• Bước 1: Xác định chất hết, chất dư

- Nếu hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với NaOH sinh ra khí H₂, chứng tỏ có Al dư

- Nếu hỗn hợp sau phản ứng gồm hai kim loại, chứng tỏ có M dư

- Nếu hỗn hợp sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch axit thu được khí H₂, thì chưa thể xác định Al dư hay M_xO_y dư.

• Bước 2: Tính toán theo yêu cầu bài toán

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Dùng m gam Al để khử hết 1,6 gam Fe₂O₃ (phản ứng nhiệt nhôm). Cho sản phẩm sau phản ứng hoàn toàn tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH thu được 0,672 lít khí (đktc). Giá trị của m là

A. 0,540.

B. 1,755.

C. 1,080.

D. 0,810.

Lời giải chi tiết

$$\begin{gathered} {\mathrm{n}}_{{\mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3}=\frac{1,6}{160}=0,01\mathrm{mol}; \\ {\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=\frac{0,672}{22,4}=0,03\mathrm{mol} \end{gathered}$$

Cho sản phẩm sau phản ứng hoàn toàn tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được khí H₂

→ Al còn dư sau phản ứng nhiệt nhôm

→ Tính toán theo số mol Fe₂O₃

Phương trình hóa học:

$\begin{array}{l}2\mathrm{Al} + {\mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3\stackrel{{\mathrm{t}}^0}{\to }{\mathrm{Al}}_2{\mathrm{O}}_3+2\mathrm{Fe}\\ 0,02\leftarrow 0,01\end{array}$

Ta có:

$$\begin{gathered} {\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{du}}=\frac{2}{3}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2} \\ =\frac{2}{3}.0,03=0,02\mathrm{mol} \end{gathered}$$

→ n_{Al ban đầu} = n_{Al phản ứng} + n_{Al dư} = 0,02 + 0,02 = 0,04 mol

→ m = 0,04.27 = 1,08 gam

Chọn C.

Ví dụ 2: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm m gam hỗn hợp X gồm Al và Fe₃O₄, thu được hỗn hợp Y. Cho Y vào dung dịch NaOH dư, thu được 6,72 lít khí. Mặt khác, nếu cho Y vào dung dịch HCl dư thì thu được 26,88 lít khí. Giá trị của m là

A. 136,8.

B. 91,2.

C. 69,6.

D. 96,6.

Lời giải chi tiết

Ta có sơ đồ:

Xét Y + NaOH dư: ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=0,3\mathrm{mol};$

${\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{du}}=\frac{2}{3}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=\frac{2}{3}.0,3=0,2\mathrm{mol}$

Xét Y + HCl dư: ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=1,2\mathrm{mol}$

Bảo toàn electron: $3{\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{du}}+2{\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}$

$$\begin{gathered} \to 3.0,2+2{\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}}=2.1,2 \\ \to {\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}}=0,9\mathrm{mol} \end{gathered}$$

Bảo toàn nguyên tố Fe:

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{Fe}}_3{\mathrm{O}}_4}=\frac{1}{3}{\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}}=0,3\mathrm{mol}$

Bảo toàn nguyên tố O:

$$\begin{gathered} 4{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Fe}}_3{\mathrm{O}}_4}=3{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Al}}_2{\mathrm{O}}_3}=0,3.4=1,2\mathrm{mol} \\ \to {\mathrm{n}}_{{\mathrm{Al}}_2{\mathrm{O}}_3}=0,4\mathrm{mol} \end{gathered}$$

Bảo toàn nguyên tố Al:

$$\begin{gathered} {\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{ban}\mathrm{dau}}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Al}}_2{\mathrm{O}}_3}+{\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{du}} \\ =0,4.2+0,2=1\mathrm{mol} \end{gathered}$$

→ m = 0,3.232 + 1.27 = 96,6 gam

Chọn D.

Ví dụ 3: Nung nóng 46,6 gam hỗn hợp gồm Al và Cr₂O₃ (trong điều kiện không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Chia hỗn hợp thu được sau phản ứng thành hai phần bằng nhau. Phần một phản ứng vừa đủ với 300 ml dung dịch NaOH 1M (loãng). Để hòa tan hết phần hai cần vừa đủ dung dịch chứa a mol HCl. Giá trị của a là

A. 0,9.

B. 1,3.

C. 0,5.

D. 1,5.

Lời giải chi tiết

Ta xét trong mỗi phần (23,3 gam)

Xét phần một + NaOH:

$$\begin{gathered} {\mathrm{n}}_{\mathrm{NaOH}}=0,3\mathrm{mol} \\ \to {\mathrm{n}}_{{\mathrm{OH}}^{-}}=0,3\mathrm{mol} \end{gathered}$$

Ta có sơ đồ:

Ta có:

$$\begin{gathered} {\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{ban}\mathrm{dau}}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Al}}_2{\mathrm{O}}_3}+{\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{du}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{OH}}^{-}\mathrm{phan}\mathrm{ung}} \\ \to {\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{ban}\mathrm{dau}}=0,3\mathrm{mol} \end{gathered}$$

Mặt khác:

$$\begin{gathered} {\mathrm{m}}_{\mathrm{Al}}+{\mathrm{m}}_{{\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_3}=23,3\mathrm{gam} \\ \to {\mathrm{m}}_{{\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_3}=23,3-0,3.27=15,2\mathrm{gam} \\ \to {\mathrm{n}}_{{\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_3}=0,1\mathrm{mol} \end{gathered}$$

Xét phần hai + HCl:

Bảo toàn nguyên tố Al:

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{AlCl}}_3}={\mathrm{n}}_{\mathrm{Al}\mathrm{ban}\mathrm{dau}}=0,3\mathrm{mol}$

Bảo toàn nguyên tố Cr:

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{CrCl}}_2}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_3}=0,2\mathrm{mol}$

Bảo toàn nguyên tố Cl:

$$\begin{gathered} {\mathrm{n}}_{\mathrm{HCl}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{Cl}}^{-}}=3{\mathrm{n}}_{{\mathrm{AlCl}}_3}+2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CrCl}}_2} \\ =3.0,3+2.0,2=1,3\mathrm{mol} \end{gathered}$$

Chọn B.

3. Bài tập vận dụng

Bài 1: Không được dùng chậu nhôm để chứa nước vôi trong do

A. nhôm tác dụng được với dung dịch axit.

B. nhôm tác dụng được với dung dịch bazơ.

C. nhôm đẩy được kim loại yếu hơn nó ra khỏi dung dịch muối.

D. nhôm là kim loại hoạt động hóa học mạnh.

Lời giải:

Đáp án B

Không được dùng chậu nhôm để chứa nước vôi trong, do nhôm có thể tác dụng được với dung dịch nước vôi trong theo phản ứng:

2Al + Ca(OH)₂ + 2H₂O → Ca(AlO₂)₂ + 3H₂.

Bài 2: Hiện tượng nào xảy ra khi cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl₃ ?

A. Ban đầu không thấy hiện tượng, sau đó kết tủa xuất hiện.

B. Xuất hiện kết tủa keo trắng ngay lập tức, sau đó kết tủa tan dần.

C.  Ban đầu không thấy hiện tượng, sau đó kết tủa xuất hiện, rồi tan dần.

D. Xuất hiện kết tủa keo trắng ngay lập tức và không tan.

Lời giải:

Đáp án B

Hiện tượng:

Ngay lập tức xuất hiện kết tủa keo trắng, theo phản ứng:

3NaOH + AlCl₃ → 3NaCl + Al(OH)₃ (↓ keo trắng)

Sau đó kết tủa tan theo phản ứng:

Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O.

Bài 3: Cho 10,8 g một kim loại M (hóa trị III) phản ứng với khí clo ở nhiệt độ cao tạo thành 53,4g muối. Kim loại M là

A. Na.

B. Fe.

C. Al. 

D. Mg. 

Lời giải:

Đáp án C

Bảo toàn khối lượng có: 

Theo PTHH có

Vậy kim loại cần tìm là Al.

Bài 4: Cho 3,82 gam hỗn hợp hai kim loại Ba, Al vào lượng nước dư chỉ thu được dung dịch chứa duy nhất một muối. Khối lượng Ba có trong hỗn hợp là

A. 3,425 gam.

B. 1,644 gam.

C. 1,370 gam. 

D. 2,740 gam.

Lời giải:

Đáp án D

Do sau phản ứng chỉ thu được dung dịch chứa một muối nên cả Ba và Al đều phản ứng hết.

Phương trình hóa học:

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂

x……………….x                      mol

2Al + Ba(OH)₂ + 2H₂O → Ba(AlO₂)₂ + 3H₂.

2x…….x                                   mol

Theo PTHH có: m_Ba + m_Al = 137x + 54x = 3,82 → x = 0,02 mol.

Vậy m_Ba = 137.0,02 =2,74 gam.

Bài 5: Hòa tan hoàn toàn 11 gam hỗn hợp bột các kim loại: Fe, Al trong dung dịch H₂SO₄ loãng, dư thu được dung dịch A và 8,96 lít H₂ (đktc). Phần trăm khối lượng của nhôm trong hỗn hợp ban đầu là

A. 49,09%.

B. 50,91%.

C. 40,09%.

D. 59,01%.

Lời giải:

Đáp án A

Gọi số mol của Al và Fe lần lượt là x (mol) và y (mol)

m_KL = 11 gam → 27x + 56y = 11 (gam) (1)

Phương trình hóa học:

2Al + 3H₂SO₄ (loãng) → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂ (↑) 

x............................................................1,5x            mol

Fe + H₂SO₄ (loãng) → FeSO₄ + H₂ (↑) 

y...................................................y                          mol

→ 1,5x + y = 0,4 (2)

Từ (1) và (2) có x = 0,2 mol và y = 0,1 mol

Bài 6: Hòa tan 25,8g hỗn hợp gồm bột Al và Al₂O₃ trong dung dịch HCl dư. Sau phản ứng người ta thu được 0,6g khí H₂. Khối lượng muối AlCl₃ thu được sau phản ứng là 

A. 53,4 gam.

B. 79,6 gam.

C. 80,1 gam.

D. 25,8 gam.

Lời giải:

Đáp án C

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

0,2…………….0,2………0,3 mol

Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O

Bảo toàn nguyên tố Al có: 

Bài 7: Phản ứng hóa học xảy ra trong trường hợp nào dưới đây không thuộc loại phản ứng nhiệt nhôm?

A. Al tác dụng với Fe₂O₃ nung nóng.

B. Al tác dụng với CuO nung nóng.

C. Al tác dụng với Fe₃O₄ nung nóng.

D. Al tác dụng với axit H₂SO₄ đặc nóng.

Lời giải:

Đáp án D

Phản ứng của nhôm với oxit kim loại gọi là phản ứng nhiệt nhôm.

Bài 8: Có thể dùng hóa chất nào sau đây để phân biệt 3 chất rắn Mg, Al, Al₂O₃ đựng trong các lọ riêng biệt?

A. H₂SO₄ loãng.

B. NaOH.

C. HCl đặc.

D. NH₃.

Lời giải:

Đáp án B

Cho từng chất rắn trong lọ tác dung với NaOH.

- Không có hiện tượng xảy ra → Mg.

- Chất rắn tan dần, có khí thoát ra → Al

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

- Chất rắn tan dần → Al₂O₃

Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O

Bài 9: Dùng m gam Al để khử hết 1,6 gam Fe₂O₃ (phản ứng nhiệt nhôm). Sản phẩm sau phản ứng tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH tạo 0,672 lít khí (đktc). Giá trị của m là

A. 0,540 gam. 

B. 0,810 gam.

C. 1,080 gam.

D. 1,755 gam.

Lời giải:

Đáp án C

Sản phẩm sau phản ứng tác dụng với dung dịch NaOH có khí thoát ra → Al dư

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 = 0,04.27 = 1,08 gam.

Bài 10: Cho 5,4 gam bột nhôm tác dụng với 100 ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được V lít khí hiđro (đktc). Giá trị của V là

A. 4,48 lít.

B. 0,672 lít.

C. 0,448 lít.

D. 6,72 lít.

Lời giải:

Đáp án B

2Al  + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

0,2         0,02                            mol

Sau phản ứng Al dư, NaOH hết

n_khí = 0,03 mol → V = 0,03.22,4 = 0,672 lít.

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học khác:

40 Bài tập về kim loại kiềm (2024) có đáp án

40 Bài tập kim loại tác dụng với HNO3 (2024) có đáp án

40 Bài tập về Lưu huỳnh và hợp chất chứa lưu huỳnh (2024) có đáp án

40 Bài tập về Kim loại kiềm thổ (2024) có đáp án

40 Bài tập Kim loại tác dụng axit với H2SO4 (2024) có đáp án