Phương pháp giải bài tập nhôm và hợp chất của nhôm tác dụng với dung dịch kiềm

Con đường tư duy :

     Ta hiểu như sau: Khi cho $O{{H}^{-}}$vào dung dịch chứa $A{{l}^{3+}}$ nó sẽ làm hai nhiệm vụ

Nhiệm vụ 1: Đưa kết tủa lên cực đại $A{{l}^{3+}}+3O{{H}^{-}}\to Al{{\left( OH \right)}_{3}}$

Nhiệm vụ 2 : Hòa tan kết tủa $Al{{\left( OH \right)}_{3}}+O{{H}^{-}}\to AlO_{2}^{-}+2{{H}_{2}}O$

Trường hợp 1: Cho biết ${{n}_{A{{l}^{3+}}}}=\text{ }a$mol và${{n}_{O{{H}^{-}}}}~=\text{ }b$ mol, tính số mol kết tủa:

Các phản ứng xảy ra:

            Al3+ + 3OH- → Al(OH)3            (1)

            Al(OH)3 + OH- → [Al(OH)4]-    (2)

Phương pháp:

+ Nếu b ≤ 3a thì kết tủa chưa bị hoà tan và ${{n}_{Al{{(OH)}_{3}}}}=\frac{b}{3}\,\,mol$

+ Nếu 3a < b < 4a thì kết tủa bị hoà tan 1 phần

     Al3+ + 3OH- → Al(OH)3             (1)

     a    →   3a     →     a 

     Al(OH)3 + OH- → [Al(OH)4]-    (2)

     b - 3a   ←  b - 3a

=> ${{n}_{Al{{\left( OH \right)}_{3}}}}=\text{ }4a-b\,\,mol$

      + Nếu b ≥ 4a thì kết tủa bị hoà tan hoàn toàn

Trường hợp 2: Nếu ${{n}_{Al{{\left( OH \right)}_{3}}}}<~{{n}_{A{{l}^{3+}}}}.$ Tính số mol OH-

Phương pháp: Đặt nAl3+ = a và nAl(OH)3 = b (b < a) thì có 2 khả năng:

+ Khả năng 1: Nếu Al3+ dư chỉ xảy ra 1 phản ứng:

  Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 (1)

                     3b    ←    b

          => số mol OH- dùng nhỏ nhất = 3b mol

+ Khả năng thứ 2: Nếu Al3+ hết xảy ra 2 phản ứng:

  Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 (1)

         a   →   3a     →    a

  Al(OH)3 + OH- → [Al(OH)4]- (2)

          a - b  →  a – b

          => số mol OH- dùng lớn nhất = 4a - b mol

+ Nếu đề bài yêu cầu tính nOH- min thì nOH- = 3b.

+ Nếu đề bài yêu cầu tính nOH- max thì nOH-  = 4a - b

+ Nếu đề bài chỉ yêu cầu tính nOH- thì ta phải lấy kết quả 2 khả năng trên.

Trường hợp 3: Muối Al3+ tác dụng với dung dịch kiềm, nung kết tủa.

+ Nếu chất rắn sau khi nung là Al2O3 có nAl2O3 = c thì nAl(OH)3 = b = 2c

Bài toán quay trở về trường hợp 2.

Trường hợp 4: Biết nOH-  = a;  nAl(OH)3 = b mà 3b < a,  nAl3+ = c. Tính c.

Phương pháp: Do 3b < a nên kết tủa bị hoà tan 1 phần. Vậy xảy ra 2 phản ứng sau:

   Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 (1)

          c   ←   3c    ←    c

   Al(OH)3 + OH- → [Al(OH)4]- (2)

          c – b  ←  c – b

          => $\sum{{{n}_{O{{H}^{-}}}}}=\text{ }4c\text{ - }\text{ }b\text{ }=\text{ }a$  

Luyện bài tập vận dụng tại đây!