Chuyên đề về các hợp chất lưỡng tính

Các hợp chất lưỡng tính thương gây ra những rắc rối và nhầm lẫn cho các bài tập lý thuyết cũng như dạng tính toán. Với chuyên đề về các hợp chất lưỡng tính KhoaHoc đã đưa ra nhưng chú ý cũng như các phương pháp, công thức giải nhanh cho các dạng toán. Rất mong sự lỗ lực của chúng tôi có thể phần nào giúp đỡ các bạn.

Chuyên đề về các hợp chất lưỡng tính

I.Tổng quan kiến thức và phương pháp giải bài tập

1.Tổng quan kiến thức

- Khái niệm về hợp chất lượng tính:

+ Vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với bazơ.

+ Bao gồm muối HCO₃^-, HSO^-₃,HS^-,… các oxit: Al₂O₃, ZnO, Cr₂O₃, các hiđroxit như: Al(OH)₃, Zn(OH)₂, Cr(OH)₃

VD:

HCO₃^- + H+ → CO2 ↑ + H2O

HCO₃^- + OH^- → CO32- + H2O

Chú ý:

+ Muối của các kim loại lưỡng tính như Al,Zn,.. không phải là hợp chất lưỡng tính

+ Khi cho muối nhôm tác dụng với dung dịch kiềm thì xảy ra 2 quá trình

Kết tủa đạt cực đại

Al³⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃ ↓

Kiềm dư kết tủa tan dần

Al(OH)₃ + OH^- → Al(OH)₄^-

+Muốn muối aluminat chuyển về hidroxit

Phản ứng với CO₂ (nếu dư CO₂ cũng k bị hòa tan)

Na[Al(OH)₄] + CO₂→ Al(OH)₃↓ + NaHCO₃

Phản ứng với HCl (nếu dư HCl thì kết tủa bị hòa tan)

HCl + Na[Al(OH)₄] → Al(OH)₃ ↓+ NaCl + H₂O

Nếu HCl dư: Al(OH)₃ + 3HCl→ AlCl₃ + 3H₂O

2. Phương pháp giải bài tập

- Với dạng bài tập này phương pháp tối ưu nhất là phương pháp đại số: Viết tất cả các PTHH xảy ra, sau đó dựa vào các dữ kiện đã cho và PTHH để tính toán

- Bài toán về sự lưỡng tính của các hidroxit có 2 dạng

* Bài toán thuận: Cho lượng chất tham gia phản ứng , hỏi sản phẩm.

VD: Cho dung dịch muối nhôm ( Al³⁺) tác dụng với dung dịch kiềm ( OH^-). Sản phẩm thu được gồm những chất gì phụ thuộc vào tỉ số k = nOH^-/nAl³⁺

+ Nếu k≤ 3 thì Al³⁺ phản ứng vừa đủ hoặc dư khi đó chỉ có phản ứng

Al³⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃ ↓ ( 1) ( k= 3 có nghĩa là kết tủa cực đại)

+ Nếu k ≥ 4 thì OH^-phản ứng ở (1) dư và hòa tan vừa hết Al(OH)₃ theo phản ứng sau:

Al(OH)₃ + OH^- → Al(OH)₄^- (2)

+ Nếu 3< k < 4 thì OH^- dư sau phản ứng (1) và hòa tan một phần Al(OH)₃ ở (2)

* Bài toàn nghịch: Cho sản phẩm , hỏi lượng chất đã tham gia phản ứng

VD: Cho a mol OH^- từ từ vào x mol Al³⁺, sau phản ứng thu được y mol Al(OH)₃ ( x, y đã cho biết). Tính a?

Nhận xét:

Nếu x=y thì bài toán rất đơn giản, a= 3x=3y

Nếu y< x Khi đó xảy ra một trong hai trường hợp sau:

+ Trường hợp 1: Al³⁺ dư sau phản ứng (1)

Vậy a = 3y Trường hợp này số mol OH^- là nhỏ nhất

+ Trường hợp 2: Xảy ra cả (1) và (2)

vậy: a = 4x – y Trường hợp này số mol OH^- là lớn nhất

Chú ý:

+ Muốn giải được như bài toán trên chúng ta cần quy về số mol Al³⁺ trong AlCl₃, Al₂(SO₄)₃.. và quy về số mol OH^- trong các dd sau: NaOH, KOH, Ba(OH)₂, Ca(OH)₂

+ Cần chú ý đến kết tủa BaSO₄ trong phản ứng của Al₂(SO₄)₃ với dung dich Ba(OH)₂. Tuy cách làm không thay đổi nhưng khối lượng kết tủa thu được gồm cả BaSO₄

+ Trong trường hợp cho OH^- tác dụng với dung dịch chứa cả Al³⁺ và H⁺ thì OH^- sẽ phản ứng với H⁺ trước sau đó mới phản ứng với Al³⁺

+ Cần chú ý các dung dịch muối như Na[Al(OH)₄], Na₂[Zn(OH)₄]... khi tác dụng với khí CO₂ dư thì lượng kết tủa không thay đổi vì:

Na[Al(OH)₄] + CO₂→ Al(OH)₃↓ + NaHCO₃,

Còn khi tác dụng với HCl hoặc H₂SO₄ loãng thì lượng kết tủa có thể bị thay đổi tùy thuộc vào lượng axit:

HCl + Na[Al(OH)₄] → Al(OH)₃ ↓+ NaCl + H₂O

Nếu HCl dư:Al(OH)₃ + 3HCl→ AlCl₃ + 3H₂O

TH1: n_H+ = n↓

TH2: HCl dư : n_H+ = 4n_Al3+ - 3n↓

II. Một số bài tập tham khảo

Bài 1. Lấy 20 g hỗn hợp bột Al và Fe2O3 ngâm trong dung dịch NaOH(dư), phản ứng xong người ta thu được 3, 36l khí hidro (đktc). Khối lượng Fe2O3 ban đầu là:

A. 13,7 gam

B. 17,3 gam

C. 18 gam

D. 15,95gam

Bài 2. Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al và Fe₃O₄ trong điều kiện không có không khí. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu được dung dịch Y, chất rắn Z và 3,36 lít khí H₂ (ở đktc). Sục khí CO₂ (dư) vào dung dịch Y, thu được 39 gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 36,7.

B. 48,3.

C. 45,6.

D. 59,7.

Bài 3. Cho 200 ml dung dịch AlCl₃ 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M, lượng kết tủa thu được là 15,6 gam. Giá trị lớn nhất của V là (cho H = 1, O = 16, Al = 27)

A. 1,2.

B. 1,8.

C. 2,4.

D. 2.

Bài 4. Cho 200 ml dung dịch NaOH 1M vào 200 ml dung dịch HCl thu được dung dịch B. Cho dung dịch B vào 200 ml dung dịch NaAlO₂ 0,2M thu được 2,34 gam kết tủa. Tính nồng độ của dung dịch HCl.

A. 1,15M và 1,2M

B. 1,35M

C. 1,15M và 1,35M

D. 1,15M.

Bài 5. Cho m gam kim loại Na vào 200 gam. dung dịch Al₂(SO₄)₃ 1,71%. Sau khi phản ứng xong thu được 0,78 gam kết tủa. m có giá trị là

A. 0,69 gam.

B. 1,61 gam.

C. cả A và B đều đúng.

D. đáp án khác.

Bài 6. Hỗn hợp A gồm Na, Al , Cu cho 12 gam A vào nước dư thu 2,24 lít khí (đktc) , còn nếu cho vào dung dịch NaOH dư thu 3,92 lít khí ( đktc) . % Al trong hỗn hợp ban đầu ?

A. 59,06%

B. 22,5%

C. 67,5 %

D. 96,25%

Bài 7. Hỗn hợp X gồm các kim loại Al; Fe; Ba. Chia X thành 3 phần bằng nhau:

- Phần 1: tác dụng với nước dư thu được 0,04 mol H2.

- Phần 2: tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 0,07 mol H2.

- Phần 3: tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 0,1 mol H2.

Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Số mol Ba, Al, Fe trong 1 phần của hỗn hợp X lần lượt là:

A. 0,01; 0,04; 0,03

B. 0,01; 0,02; 0,03

C. 0,02; 0,03; 0,04

D. 0,01; 0,03; 0,03

Bài 8. Cho hỗn hợp gồm Na và Al có tỉ lệ số mol tương ứng là 1 : 2 vào nước (dư). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8,96 lít khí H2 (ở đktc) và m gam chất rắn không tan. Giá trị của m là

A. 10,8.

B. 5,4.

C. 7,8.

D. 43,2.

------- HẾT -------