Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 hoặc 0936 079 282

Trên bước đường thành công không có dấu chân của kẻ lười biếng

1

GIÚP EM GIẢI NHANH BÀI TẬP LIÊN QUAN ĐẾN
PHẢN ỨNG CỦA ION Al
3+
, Zn
2+
VỚI DUNG DỊCH KIỀM
BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH

I. Nhận xét :
Bài tập liên quan đến phản ứng của Al
3+
, Zn
2+

với dung dịch kiềm là một trong những dạng bài
tập thường gặp trong các đề thi Đại học, Cao
đẳng. Bản chất phản ứng là :
3
3
2
2
Al 3OH Al(OH)
Zn 2OH Zn(OH)
+ −
+ −

dẫn học sinh sử dụng phương trình ion rút gọn
để tính toán hoặc sử dụng công thức giải nhanh,
là các công thức được xây dựng sẵn dựa trên bản
chất phản ứng.
Việc sử dụng phương trình ion rút gọn giúp cho
học sinh hiểu và khắc sâu bản chất phản ứng.
Tuy nhiên, đối với những bài tập có nhiều phản
ứng hoặc phản ứng xảy ra nhiều giai đoạn thì
phương pháp này đạt hiệu quả không cao vì mất
nhiều thời gian.
Còn việc sử dụng công thức giải nhanh chỉ hiệu
quả đối với các bài tập đơn giản. Mặt khác, công
thức giải nhanh thường khó nhớ, không giúp học
sinh hiểu và khắc sâu bản chất phản ứng.
Trên cơ sở phân tích ưu, nhược điểm của hai
phương pháp trên và dựa vào bản chất phản ứng,
tôi xin đưa ra một phương pháp khác để giải
nhanh dạng bài tập này, đó là phương pháp sử
dụng sự bảo toàn điện tích trong dung dịch sau
phản ứng.
II. Các ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Cho 8,3 gam hỗn hợp Al, Fe vào 300
ml dung dịch HCl 1M và H
2
SO
4
0,5M, thu được
dung dịch X và thấy thoát ra 5,6 lít H
2
(đktc).

− − − −
   

    
→ →
    

   

   

Cho NaOH vào X để thu được kết tủa lớn nhất
thì dung dịch sau phản ứng chỉ còn các ion Na
+
,
Cl
−
và
2
4
SO
−
.
Áp dụng bảo toàn điện tích trong dung dịch sau
phản ứng và bảo toàn nguyên tố Na, ta có :
2
4
Na Cl SO
NaOH dd NaOH 1M
n n 2n 0,6 mol

dd Z
H
Na
Na , Cl
NaOH
NaCl
AlO
+ −
−
 
 
   
→
   
 
 
 
 


Theo bảo toàn nguyên tố Na, Al và bảo toàn điện
tích trong dung dịch Z, ta có :
2
2
Na
Na
Al
AlO Cl
Na AlO Cl
n n 0,5

4
đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 7,8
gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V để thu được
lượng kết tủa trên là :
A. 0,35. B. 0,25.
C. 0,45. D. 0,05.
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2008)
Hướng dẫn giải
Bản chất phản ứng là :
2
3
3
3 4
H OH H O (1)
Al 3OH Al(OH) (2)
Al(OH) OH [Al(OH) ] (3)
+ −
+ −
− −
+ →
+ → ↓
+ →

Lượng NaOH dùng nhiều nhất để tạo ra 0,1 mol
Al(OH)
3
khi xảy ra cả phản ứng (3). Suy ra dung
dịch sau phản ứng có chứa các ion
2
4 4

NaOH dd NaOH 2M
n n 2n 0,9 mol
n 0,9 mol, V 0,45 lít.
+ − −
= + =
⇒ = =

Ví dụ 4: Hoà tan 0,54 gam Al trong 0,5 lít dung
dịch H
2
SO
4
0,1M, thu được dung dịch X. Thêm
V lít dung dịch NaOH 0,1M cho đến khi kết tủa
tan một phần. Nung kết tủa thu được đến khối
lượng không đổi ta được chất rắn nặng 0,51
gam. V có giá trị là :
A. 1,1 lít. B. 0,8 lít.
C. 1,2 lít. D. 1,5 lít.
(Đề thi thử Đại học lần 4 – THPT Xuân Áng –
Phú Thọ, năm học 2013 – 2014)
Hướng dẫn giải
Sơ đồ phản ứng :
o
2 4
t
3 2 3
3
H SO
2

SO , Na , [Al(OH) ]
− + −
.
Ta có :
3
4
2 3
2
2 4
4
Al Al(OH)
[Al(OH) ]
Al Al O
H SO
SO
n n n
n 2n 0,01 mol;
n n 0,5.0,1 0,05 mol.
−
−
= −
= − =
= = =

Áp dụng bảo toàn điện tích cho dung dịch sau
phản ứng, ta có :
2
4 4
Na SO [Al(OH) ]
n 2n n 0,11 mol.

ion
K , Na , Cl
+ + −
. Mặt khác,
K Na Cl
n n n
+ + −
+ >
,
suy ra dung dịch sau phản ứng còn chứa ion âm,
đó là
4
[Al(OH) ]
−
. Theo bảo toàn điện tích, ta
có :



4
4
3
3
4
K Na Cl [Al(OH) ]
0,2
0,15 0,3
?
[Al(OH) ]
Al(OH)

chuyên Hạ Long – Quảng Ninh, năm học 2013 –
2014)
Hướng dẫn giải
Bản chất phản ứng là : Cho 340 ml dung dịch
NaOH 1M vào cốc thủy tinh đựng 100 ml dung
dịch AlCl
3
nồng độ x mol/lít, tạo ra 0,06 mol kết
tủa. Ta có :
3
3
NaOH Al(OH)
OH bñ OH / Al(OH)
n 0,34 mol 3n 0,18 mol
n n .
− −
= > =
⇔ >

Suy ra đã có hiện tượng hòa tan kết tủa. Như vậy
dung dịch sau phản ứng có chứa các ion Na
+
,
Cl
−
và
4
[Al(OH) ]
−
. Theo bảo toàn nguyên tố

H , Cl
Na , Cl
[Al(OH) ]
+
+ −
+ −
−


→









Áp dụng bảo toàn nguyên tố Al và bảo toàn điện
tích trong dung dịch sau phản ứng, ta có :


4
Na Cl [Al(OH) ]
d b
a c
n n n d b a c.
+ − −
−

+ + − −
.
Theo bảo toàn nguyên tố Al và bảo toàn điện
tích cho dung dịch sau phản ứng, ta có :
2
4
Na Ba Cl [Al(OH) ]
n 2n n n
m
x 2y 3z (z )
78
m 78(4z x 2y)
+ + − −
+ = +
⇒ + = + −
⇒ = − −

Ví dụ 9: Cho 400 ml dung dịch E gồm AlCl
3
x
mol/lít và Al
2
(SO
4
)
3
y mol/lít tác dụng với 612
ml dung dịch NaOH 1M, sau khi các phản ứng
kết thúc thu được 8,424 gam kết tủa và dung
dịch G. Mặt khác, khi cho 400 ml E tác dụng với

[Al(OH) ]
n 3n n n
n 3n
n 0,072 mol.
4
− −
−
−
> ⇔ >
−
⇒ = =

Vậy trong phản ứng của E với dung dịch NaOH
đã có hiện tượng hòa tan một phần kết tủa.
Áp dụng bảo toàn điện tích trong dung dịch G, ta
có :
2
4 4
Na Cl [Al(OH) ] SO
n n n 2n
0,612 3x.0,4 0,072 2.0,144
x 0,21
+ − − −
= + +
⇒ = + +
⇒ =

Suy ra :
x : y 0,21: 0,12 7 : 4.
= =

3
Ba(OH) BaSO
SO SO
Fe(OH)
Fe
Al(OH)
n n n n 0,25;
n n 0,15;
92,24 0,25.233 0,15.107
n 0,23.
78
− −
+
< ⇒ = =
= =
− −
= =

3 3
4
Fe(OH) Al(OH)
OH
[Al(OH) ]
n 3n 3n
0,71.2 0,15.3 0,23.3
n 0,07.
4
−
−
> +

(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Hạ Hòa – Phú
Thọ, năm học 2013 – 2014)
Hướng dẫn giải
Lượng NaOH dùng khác nhau nhưng lại thu
được lượng kết tủa như nhau. Chứng tỏ khi cho
18 gam X vào 400 ml AlCl
3
0,1M (TN1) thì Al
3+

chưa phản ứng hết, còn khi cho 74 gam X vào
Biờn son : Thy giỏo Nguyn Minh Tun Trng THPT chuyờn Hựng Vng Phỳ Th; T : 01223 367 990 hoc 0936 079 282

Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca k li bing

5

400 ml AlCl
3
0,1M (TN2) thỡ Al
3+
b kt ta ht,
sau ú mt phn Al(OH)
3
b hũa tan. Ta cú :
NaOH ụỷ TN1 dd NaOH ụỷ TN1
NaOH ụỷ TN2 dd NaOH ụỷ TN2
dd NaOH ụỷ TN1
dd NaOH ụỷ TN2
n m

0,04 y
18x 0,04.3
Na Cl [Al(OH) ]
74x 0,04.3
0,04 y
(dd NaOH)
TN1: n 3n n
x 0,002
TN2 : n n n
y 0,012
18.0,002.40
C% 8%
18
+ +
+



+ =


=



= +
=




3
Al (SO )
Al SO
Al(OH) /TN1
Al(OH) /TN1
Al(OH) /TN2
Al(OH) /TN2
n x mol n 2x; n 3x
n 2y
n
2a 2
n a 1
n y
+
= = =

=

= =

=



Nu c TN1 v TN2 u cú hin tng hũa tan
kt ta, ỏp dng bo ton in tớch cho cỏc dung
dch sau phn ng, ta cú :


2




>
Suy ra :
2 4 3
Al (SO )
m 0,055.342 18,81 gam.
= =

Nu TN1 cha cú hin tng hũa tan kt ta,
ỏp dng bo ton in tớch cho cỏc dung dch sau
phn ng, ta cú :



3 2
4
2
4 4
3
Na Al SO
2x 2y
0,36
3x
Na SO [Al(OH) ]
0,4

Vớ d 13: Hũa tan ht m gam Al
2
(SO
4
)
3
vo H
2
O
thu c 300 ml dung dch X. Cho 150 ml dung
dch X tỏc dng vi dung dch cha 0,3 mol
NaOH, kt thỳc cỏc phn ng thu c 2a gam
kt ta (TN1). Mt khỏc, cho 150 ml dung dch
X cũn li phn ng vi dung dch cha 0,55 mol
KOH, kt thỳc cỏc phn ng thu c a gam kt
ta (TN2). Giỏ tr ca m v a ln lt l
A. 51,30 v 3,9. B. 64,8 v 19,5.
C. 25,65 v 3,9. D. 34,2 v 19,5.
( thi th i hc ln 1 THPT Chuyờn i
hc Vinh, nm hc 2012 2013)
Hng dn gii
Trong 300 ml dung dch X cú m gam Al
2
(SO
4
)
3
,
suy ra trong 150 ml dung dch X s cú 0,5m gam
Al

3
cha b hũa tan,
ỏp dng bo ton in tớch trong cỏc dung dch
sau phn ng, ta cú :





3 2
4
2
4 4
Na Al SO
2x 2y
0,3
3x
K SO [Al(OH) ]
0,55
3x
2x y
TN1: n 3n 2n
y 0,05
TN2 : n 2n n
x 0,075
+ +
+





= = =



TN1 kt ta Al(OH)
3
ó b hũa tan, ỏp dng
bo ton in tớch cho dung dch sau phn ng,
ta cú :




2
4 4
2
4 4
4
Na SO [Al(OH) ]
0,3
3x
2x 2y
K SO [Al(OH) ]
0,55
3x
2x y
[Al(OH) ]
TN1: n 2n n
x 0,1

nc c dung dch X. Nu cho 110 ml dung
dch KOH 2M vo X (TN1) thỡ thu c 3a gam
kt ta. Mt khỏc, nu cho 140 ml dung dch
KOH 2M vo X (TN2) thỡ thu c 2a gam kt
ta. Giỏ tr ca m l :
A. 17,71. B. 16,10.
C. 32,20. D. 24,15.
( thi th i hc ln 5 THPT chuyờn KHTN
H Ni, nm hc 2012 2013)
Hng dn gii
t
4
ZnSO
n x mol.
=

2 2
2 2
2 2
Zn(OH) ụỷ TN1 Zn(OH) ụỷ TN1
Zn(OH) ụỷ TN2 Zn(OH) ụỷ TN2
Zn(OH) ụỷ TN1 Zn(OH) ụỷ TN2
n m
3a 3
n m 2a 2
n 3y, n 2y
= = =
= =

T gi thit, suy ra : TN2 ó cú hin tng

+ +
+
+



+ =



= +




=
<

=



Nu TN1 Zn(OH)
2
ó b hũa tan, ỏp dng
bo ton in tớch trong cỏc dung dch sau phn
ng, ta cú :




= +




= =

=
= =
=





Vớ d 15: 16,9 gam hn hp Na, Al hũa tan ht
vo nc d, thu c dung dch X. Cho X phn
ng va ht 0,8 mol HCl, thu c 7,8 gam kt
ta v dung dch Y. Tớnh khi lng Al ban u.
A. 2,7 gam. B. 3,95 gam.
C. 5,4 gam. D. 12,4 gam.
( thi th i hc ln 1 THPT chuyờn Hựng
Vng Phỳ Th, nm hc 2011 2012)
Hng dn gii
Vỡ phn ng ca dung dch X vi HCl thu c
kt ta nờn HCl ó ht.
Nu dung dch Y ch cú NaCl, suy ra :

3
3
Al trong kết tủa
Al Na Cl
x
y
Al Na
m
x y
3n n n 0,8
27n 23n 16,9 0,1.27 14,2
+ + −
+ +

+ = =



+ = − =





Al ban đầu
Al ban đầu
m 0,2 mol
x 0,1
y 0,5 m 5,4 gam


O để tạo ra NaOH.
● Nếu chưa có hiện tượng hòa tan kết tủa
Al(OH)
3
thì dung dịch sau phản ứng có chứa các
ion Na
+
,
Cl
−
và có thể có Al
3+
dư.
Áp dụng bảo tồn điện tích, bảo tồn ngun tố
Al và theo giả thiết, ta có :
3
3
3
3
3
3
Na Al Cl
Al(OH)
Al
Al
Al
Al
n 3n n 0,425
n n 0,1
m




+ =


● Nếu đã có hiện tượng hòa tan một phần kết tủa
Al(OH)
3
thì dung dịch sau phản ứng có chứa các
ion Na
+
,
Cl và [Al(OH)]
− −
.
Áp dụng bảo tồn điện tích, bảo tồn ngun tố
Al và theo giả thiết, ta có :

4
3
4
4
4
4
Na Cl [Al(OH) ]
0,425
Al(OH)
[Al(OH) ]
[Al(OH) ]

⇒ ⇒
 
=
−
 

+ =


III. Bài tập vận dụng
Câu 1: Cho 4,93 gam hỗn hợp gồm Mg và Zn
vào 1 cốc chứa 480 ml dung dịch H
2
SO
4
0,5M
(lỗng). Sau khi phản ứng kết thúc cho tiếp V ml
dung dịch hỗn hợp gồm KOH 0,1M và NaOH
0,7M vào cốc để kết tủa hết các ion Mg
2+
và
Zn
2+
trong dung dịch. Giá trị V sẽ là :
A. 486 ml. B. 600 ml.
C. 240 ml. D. 640 ml.
(Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT chun Hùng
Vương – Phú Thọ, năm học 2013 – 2014)
Câu 2: Thêm m gam kali vào 900 ml dung dịch
chứa NaOH 0,1M, thu được dung dịch X. Cho từ

(SO
4
)
3

1M với
700 ml dung dịch NaOH 1M, thu đươc kết tủa E.
Lọc tách
kết tủa E, đem nung tới khối lượng
khơng đổi thu được chất rắn có khối lượng là :
A. 20,4 gam. B. 10,2 gam.
C. 5,1 gam. D. 2,55 gam.
Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Trường THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 hoặc 0936 079 282

Trên bước đường thành công không có dấu chân của kẻ lười biếng

8

(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Cẩm Lý – Bắc
Giang, năm học 2013 – 2014)
Câu 5: Thêm 150 ml dung dịch NaOH 2M vào
một cốc đựng 100 ml dung dịch AlCl
3
nồng độ x
mol/l, sau khi phản ứng hoàn toàn thấy trong cốc
có 0,1 mol chất kết tủa. Thêm tiếp 100 ml dung
dịch NaOH 2M vào cốc, sau khi phản ứng hoàn
toàn thấy trong cốc có 0,14 mol chất kết tủa. Giá
trị của x là :
A. 1,6M. B. 1,0M.

Câu 7: Trộn dung dịch chứa a mol AlCl
3
với
dung dịch chứa b mol NaOH. Để thu được kết
tủa thì cần có tỉ lệ
A. a : b = 1 : 4. B. a : b < 1 : 4.
C. a : b = 1 : 5. D. a : b > 1 : 4.
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2007)
Câu 8: Dung dịch X gồm 0,1 mol H
+
, z mol
Al
3+
, t mol
3
NO
−
và 0,02 mol
2
4
SO
−
. Cho 120
ml dung dịch Y gồm KOH 1,2M và Ba(OH)
2

0,1M vào X, sau khi các phản ứng kết thúc, thu
được 3,732 gam kết tủa. Giá trị của z, t lần lượt
là :
A. 0,020 và 0,012. B. 0,020 và 0,120.