Lớp 12 - Hóa học - Nâng cao Giải bài 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 trang 183 SGK Hóa học lớp 12 Nâng cao

Bài 1 trang 183 SGK Hóa học lớp 12 nâng cao

Biến đổi hóa học nào sau đây là do \(Al{\left( {OH} \right)_3}\) có tính axit?

\(\eqalign{
& A.Al{(OH)_3}(r) \to A{l^{3 + }}({\rm{dd}}) \cr
& B.Al{(OH)_3}(r) \to A{l_2}{O_3}(r) \cr
& C.Al{(OH)_3}(r) \to {\left[ {Al{{(OH)}_4}} \right]^ - }({\rm{dd}}) \cr
& D.Al{(OH)_3}(r) \to A{l_2}{O_3}(r) \to Al(r) \cr} \)

Giải:

Chọn C.

\(Al{(OH)_3} + O{H^ - } \to {\left[ {Al{{(OH)}_4}} \right]^ - }.\)

Bài 2 trang 183 SGK Hóa học lớp 12 nâng cao

Hòa tan hoàn toàn \(10\) gam hỗn hợp gồm \(Al\) và \(A{l_2}{O_3}\) trong dung dịch \(NaOH\) dư thu được \(6,72\) lít khí \({H_2}\) (đktc). Phần trăm khối lượng của \(Al\) trong hỗn hợp là

A. \(48\%\)

B. \(50\%\)

C. \(52\%\)

D. \(54\%\)

Giải:

Chọn D.

Ta có:

\(\eqalign{
& {n_{{H_2}}} = {{6,72} \over {22,4}} = 0,3(mol). \cr
& 2Al + 2NaOH + 6{H_2}O \to 2Na\left[ {Al{{(OH)}_4}} \right] + 3{H_2} \uparrow . \cr
& 0,2\; \leftarrow\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\; \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\; \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\; \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\; \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\; 0,3 \cr
& A{l_2}{O_3} + 2NaOH + 3{H_2}O \to 2Na\left[ {Al{{(OH)}_4}} \right]. \cr
& \Rightarrow {m_{Al}} = 0,2.27 = 5,4(g) \Rightarrow \% {m_{Al}} = {{5,4} \over {10}}.100 = 54\% \cr} \)

Bài 3 trang 183 SGK Hóa học lớp 12 nâng cao

Hãy tự chọn 2 hóa chất dùng làm thuốc thử nhận biết mỗi kim loại sau: \(Al, Ag, Mg\). Trình bày cách tiến hành thí nghiệm và viết các phương trình hóa học.

Giải:

- Cho 3 ống thử vào 3 ống nghiệm đựng dung dịch \(NaOH\) dư.

+ Mẫu tan và sủi bọt khí là \(Al\).

\(2Al + 2NaOH + 6{H_2}O \to 2Na\left[ {Al{{(OH)}_4}} \right] + 3{H_2} \uparrow \)

+ Mẫu không có hiện tượng là \(Ag, Mg\).

Cho 2 mẫu thử còn lại vào 2 ống nghiệm đựng dung dịch \(HCl\) dư.

- Mẫu tan và sủi bọt khí là \(Mg\). Mẫu còn lại là \(Ag\).

\(Mg + 2HCl \to MgC{l_2} + {H_2} \uparrow \)

Bài 4 trang 183 SGK Hóa học lớp 12 nâng cao

Hãy cho biết:

a) Cấu hình electron của các nguyên tử \(Na, Ca, Al\) và của các ion \(N{a^ + },{\rm{ }}C{a^{2 + }},{\rm{ }}A{l^{3 + }}\).

b) Tính chất hóa học chung của những kim loại này.

c) Tính chất hóa học chung của những ion kim loại này.

Giải:

a) Cấu hình electron của các nguyên tử:

\(Na:{\rm{ }}1{s^2}2{s^2}2{p^6}3{s^1}\);

\(Ca:{\rm{ }}1{s^2}2{s^2}2{p^6}3{s^2}3{p^6}4{s^2}\);

\(Al:{\rm{ }}1{s^2}2{s^2}2{p^6}3{s^2}3{p^1}\).

Cấu hình electron của các ion :

\(N{a^ + }:{\rm{ }}1{s^2}2{s^2}2{p^6}\);

\(C{a^{2 + }}:{\rm{ }}1{s^2}2{s^2}2{p^6}3{s^2}3{p^6}\);

\(A{l^{3 + }}:{\rm{ }}1{s^2}2{s^2}2{p^6}\)

b) Tính chất hóa học chung của \(Na, Ca\) và \(Al\) là tính khử.

- Tác dụng với phi kim:

\(\eqalign{
& 4Na + {O_2} \to 2N{a_2}O \cr
& 2Ca + {O_2} \to 2CaO \cr
& 4Al + 3{O_2}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow 2A{l_2}{O_3} \cr} \)

- Tác dụng với axit:

\(\eqalign{
& 2Na + 2HCl \to 2NaCl + {H_2} \uparrow \cr
& Ca + 2HCl \to CaC{l_2} + {H_2} \uparrow \cr
& 2Al + 6HCl \to 2AlC{l_3} + 3{H_2} \uparrow \cr} \)

- Tác dụng với \({H_2}O\):

\(\eqalign{
& 2Na + 2{H_2}O \to 2NaOH + {H_2} \uparrow \cr
& Ca + 2{H_2}O \to Ca{(OH)_2} + {H_2} \uparrow \cr
& 2Al + 6{H_2}O \to 2Al{(OH)_3} + 3{H_2} \uparrow \cr} \)

c) Tính chất hóa học chung của các ion \(N{a^ + },C{a^ + }\) và \(A{l^{3 + }}\) là tính oxi hóa yếu.

Bài 5 trang 183 SGK Hóa học lớp 12 nâng cao

Dùng những thuốc thử nào có thể phân biệt được các chất trong mỗi dãy sau?

a) Các kim loại: \(Al, Mg, Ca, Na\).

b) Các dung dịch muối: \(NaCl,{\rm{ }}CaC{l_2},{\rm{ }}AlC{l_3}\).

c) Các oxit: \(CaO,{\rm{ }}MgO,{\rm{ }}A{l_2}{O_3}\).

d) Các hiđroxit: \(NaOH,{\rm{ }}Ca{\left( {OH} \right)_2},{\rm{ }}Al{\left( {OH} \right)_3}\).

Giải:

a) Nhận biết: \(Al, Mg, Ca, Na\).

- Hòa tan vào \({H_2}O\): Mẫu không tan là \(Al, Mg\). Mẫu tan và sủi bọt khí là \(Na, Ca\).

\(\eqalign{
& 2Na + 2{H_2}O \to 2NaOH + {H_2} \uparrow . \cr
& Ca + 2{H_2}O \to Ca{(OH)_2} + {H_2} \uparrow . \cr} \)

- Sục \(C{O_2}\) vào 2 dung dịch vừa thu được. Mẫu tạo kết tủa và kết tủa tan là \(Ca{\left( {OH} \right)_2} \Rightarrow Ca\), mẫu còn lại là \(Na\).

\(\eqalign{
& C{O_2} + Ca{\left( {OH} \right)_2} \to CaC{O_3} \downarrow + {H_2}O \cr
& CaC{O_3} + C{O_2}_\text{dư} + {H_2}O \to Ca{\left( {HC{O_3}} \right)_2} \cr} \)

- Cho hai mẫu không tan tác dụng với dung dịch kiềm \(NaOH\). Mẫu tan và sủi bọt khí là \(Al\), mẫu còn lại là \(Mg\)

\(2Al + 2NaOH + 6{H_2}O \to 2Na\left[ {Al{{(OH)}_4}} \right] + 3{H_2} \uparrow \)

b) Nhận biết các dung dịch muối: \(NaCl,{\rm{ }}CaC{l_2},{\rm{ }}AlC{l_3}.\)

- Cho dung dịch \(NaOH\) từ từ cho đến dư vào các dung dịch muối trên: Mẫu tạo kết tủa và kết tủa tan là \(AlC{l_3}\), mẫu còn lại là \(NaCl,{\rm{ }}CaC{l_2}\).

\(\eqalign{
& AlC{l_3} + 3NaOH \to Al{(OH)_3} \downarrow + 3NaCl. \cr
& Al{(OH)_3} + NaOH \to Na\left[ {Al{{(OH)}_4}} \right] \cr} \)

- Cho dung dịch \(N{a_2}C{O_3}\) vào 2 dung dịch còn lại: Mẫu tạo kết tủa là \(CaC{l_2}\), mẫu còn lại là \(NaCl\):

\(CaC{l_2} + N{a_2}C{O_3} \to CaC{O_3} \downarrow + 2NaCl.\)

c) Nhận biết các oxit: \(CaO,{\rm{ }}MgO,{\rm{ }}A{l_2}{O_3}\).

- Cho các mẫu thử tác dụng với \({H_2}O\). Mẫu tan là \(CaO\), hai mẫu còn lại là \(MgO\) và \(A{l_2}{O_3}\):

\(CaO + {H_2}O \to Ca{(OH)_2}.\)

- Cho 2 mẫu thử còn lại tác dụng với dung dịch NaOH: Mẫu tan là Al₂O₃, mẫu còn lại là MgO:

\(A{l_2}{O_3} + 2NaOH + 3{H_2}O \to 2Na[Al{(OH)_4}{\rm{]}}\)

d) Nhận biết các hiđroxit: \(NaOH,{\rm{ }}Ca{\left( {OH} \right)_2},{\rm{ }}Al{\left( {OH} \right)_3}\).

- Hòa tan mẫu thử vào \({H_2}O\): Mẫu tan là \(NaOH,{\rm{ }}Ca{\left( {OH} \right)_2}\). Mẫu không tan là \(Al{\left( {OH} \right)_3}\). Cho hai mẫu tan tác dụng với dung dịch \(N{a_2}C{O_3}\), mẫu tạo kết tủa là \(Ca{\left( {OH} \right)_2}\), mẫu còn lại là \(NaOH\).

\(Ca{(OH)_2} + N{a_2}C{O_3} \to CaC{O_3} \downarrow + 2NaOH.\)

Bài 6 trang 183 SGK Hóa học lớp 12 nâng cao

Tìm công thức hóa học dạng phân tử và dạng hợp chất kép của những chất có thành phần như sau:

a) Hợp chất A: \(32,9\% Na,{\rm{ }}12,9\% Al,{\rm{ }}54,2\% F\);

b) Hợp chất B: \(14\% K,{\rm{ }}9,7\% Al,{\rm{ }}30,5\% Si,{\rm{ }}45,8\% O\).

Giải:

a) Hợp chất A: \(32,9\% Na,{\rm{ }}12,9\% Al,{\rm{ }}54,2\% F\);

Gọi CTTQ của A: \(N{a_x}A{l_y}{F_z}\). Ta có:

\(x:y:z = {{32,9} \over {23}}:{{12,9} \over {27}}:{{54,2} \over {19}} = 3:1:6.\)

Vậy công thức của A: \(N{a_3}Al{F_6}\) hay \(3NaF.Al{F_3}\).

b) Hợp chất B: \(14\% K,{\rm{ }}9,7\% Al,{\rm{ }}30,5\% Si,{\rm{ }}45,8\% O\):

Gọi CTTQ của B: \({K_x}A{l_y}S{i_z}{O_t}\). Ta có:

\(x:y:z:t = {{14} \over {39}} : {{9,7} \over {27}} : {{30,5} \over {28}} : {{45,8} \over {16}} = 1:1:3:8.\)

Vậy công thức của B là: \(KAlS{i_3}{O_8}\) hay \(KAl{O_2}.3Si{O_2}\).

Bài 7 trang 183 SGK Hóa học lớp 12 nâng cao

Có 4 lọ đựng riêng biệt các dung dịch: \(NaCl,{\rm{ }}CuS{O_4},{\rm{ }}HCl,{\rm{ }}NaOH\).

a) Trình bày cách nhận biết từng chất đựng trong mỗi lọ, với điều kiện không dùng thêm thuốc thử nào khác

b) Hãy tự chọn một loại thuốc thử để sự nhận biết các chất trên trở nên đơn giản hơn. Trình bày cách nhận biết và viết các phương trình hóa học.

Giải:

a) Theo nguyên tắc nhận biết mà không dùng thêm thuốc thử là phải sử dụng bảng sau đây. Tuy nhiên dung dịch \(CuS{O_4}\) có màu xanh đặc trưng, các dung dịch còn lại không màu, nên dễ dàng nhận biết được dung dịch \(CuS{O_4}\). Sau đó dùng dung dịch \(CuS{O_4}\) để nhận biết dung dịch \(NaOH\) và dùng dung dịch \(NaOH\) để nhận biết dung dịch \(HCl\). Như vậy không dùng hóa chất nào khác không sử dụng bảng vẫn tìm được tất cả các dung dịch.

Tiến hành thí nghiệm như bảng trên suy ra được:

- Hai dung dịch trên tác dụng với nhau tạo kết tủa xanh lam là \(NaOH\) và \(CuS{O_4}\). (Nhóm 1);

\(2NaOH + CuS{O_4} \to Cu{(OH)_2} \downarrow + N{a_2}S{O_4}.\)

- Hai dung dịch tác dụng với các dung dịch khác không có hiện tượng: \(NaCl\) và \(HCl\) (Nhóm 2).

- Lần lượt cho 2 nhóm mẫu của nhóm 1 tác dụng với 2 mẫu của nhóm 2. Hai mẫu tác dụng với nhau tỏa nhiệt là \(HCl\) và \(NaOH\). Như vậy ta đã nhận biết được các dung dịch \(NaCl,{\rm{ }}CuS{O_4},{\rm{ }}HCl,{\rm{ }}NaOH\).

\(NaOH + HCl \to NaCl + {H_2}O.\)

b) Dùng quỳ tím nhận biết được \(HCl\) và \(NaOH\)

\(HCl\) làm quỳ tím hóa đỏ

\(NaOH\) làm quỳ tím hóa xanh

Dùng \(NaOH\) làm thuốc thử nhận biết được \(CuSO_4\) do tạo kết tủa \(Cu{\left( {OH} \right)_2}\) chất còn lại là: \(NaCl\)

\(2NaOH +CuSO_4 \to Na_2SO_4 + Cu{\left( {OH} \right)_2}.\)

                                                                              congdong.edu.vn