Câu hỏi/bài tập:
Quá trình sản xuất aluminium từ quặng bauxite gồm tinh chế bauxite và trộn Al2O3 thu được với cryolite (Na3AlF6) rồi điện phân nóng chảy. Trường hợp bể điện phân chưa đúng tiêu chuẩn, sản phẩm là Al có lẫn Na. Cho 1,0 g hỗn hợp sản phẩm phản ứng với dung dịch sulfuric acid loãng, dư, thoát ra 1336,7 mL khí hydrogen (25 °C và 1 bar).
a) Xác định độ tinh khiết của aluminium trong sản phẩm.
b) Viết công thức oxide ứng với hoá trị cao nhất, hydroxide tương ứng của các kim loại trên.
c) So sánh tính acid - base giữa các oxide, hydroxide tương ứng đó. Giải thích.
Dựa vào
- Công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của các nguyên tố từ IA đến VIIA
|
Nhóm |
IA |
IIA |
IIIA |
IVA |
VA |
VIA |
VIIA |
|
Công thức oxide cao nhất |
R2O |
RO |
R2O3 |
RO2 |
R2O5 |
RO3 |
R2O7 |
|
Hợp chất khí với hydrogen |
|
|
|
RH4 |
RH3 |
H2R |
HR |
- Xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide:
+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng giảm dần, tính acid của chúng tăng dần
+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng tăng dần, tính acid của chúng giảm dần
- Cách thực hiện:
+ Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn (chu kì nào? Nhóm nào?)
+ Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide để xác định đáp án đúng
Trong trường hợp, có nguyên tố không cùng chu kì và không cùng nhóm với một nguyên tố khác, ta so sánh thông qua một nguyên tố trung gian có cùng chu kì với một nguyên tố và cùng nhóm với nguyên tố còn lại.
a) - Gọi nNa = x mol, nAl = y mol
- Có \[{n_{{H_2}}} = \frac{{p.V}}{{R.T}} = \frac{{1.1,3367}}{{0,082.(273 + 25)}} = 0,0547\]mol
- Xét phương trình hóa học:
2Al + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2
2Na + H2SO4 -> Na2SO4 + H2
- Theo 2 phương trình ta có: \[{n_{{H_2}}} = 0,5x + 1,5y = 0,0547\](1)
- Giả thiết: mhh = 23x + 27y = 1 (2)
- Từ (1) và (2) ta có x = 0,0011 và y = 0,0361
=> mAl = 0,0361.27 = 0,9747 (gam)
=> Độ tinh khiết của aluminium trong sản phẩm là: \[\frac{{0,9747}}{1}.100\% = 97,47\% \]
b) - Công thức oxide có hóa trị cao nhất và hydroxide tương ứng của Na lần lượt là Na2O và NaOH
- Công thức oxide có hóa trị cao nhất và hydroxide tương ứng của Al lần lượt là Al2O3 và Al(OH)3
c) - Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn
|
Nhóm Chu kì |
IA |
IIA |
IIIA |
IVA |
VA |
VIA |
VIIA |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Na |
|
Al |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide
+ Trong cùng một chu kì 3, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần tính base của oxide và hydroxide của các nguyên tố là:
Al2O3 < Na2O và Al(OH)3 < NaOH