Trước hết, chúng ta cần viết phương trình hóa học của phản ứng này. Đề bài đã cho chúng ta sơ đồ phản ứng:
Nhôm + axit sunfuric —> nhôm sunfat + khí hidro

Trong đó:
Nhôm có công thức hóa học là Al.
Axit sunfuric có công thức hóa học là H2SO4.
Nhôm sunfat có công thức hóa học là Al2(SO4)3 (lưu ý hóa trị của nhôm là III và gốc sunfat là II).
Khí hidro có công thức hóa học là H2.

Vậy, phương trình hóa học chưa cân bằng là:
Al + H2SO4 —> Al2(SO4)3 + H2

Bây giờ, chúng ta sẽ tiến hành cân bằng phương trình này.
Để cân bằng nguyên tử Al, ta đặt hệ số 2 trước Al:
2Al + H2SO4 —> Al2(SO4)3 + H2

Tiếp theo, ta cân bằng nhóm SO4. Bên phải có 3 nhóm SO4, vậy bên trái ta đặt hệ số 3 trước H2SO4:
2Al + 3H2SO4 —> Al2(SO4)3 + H2

Cuối cùng, ta cân bằng nguyên tử H. Bên trái có \(3 \times 2 = 6\) nguyên tử H, vậy bên phải ta đặt hệ số 3 trước H2:
2Al + 3H2SO4 —> Al2(SO4)3 + 3H2

Phương trình hóa học đã cân bằng là:
2Al + 3H2SO4 —> Al2(SO4)3 + 3H2

Bây giờ, chúng ta sẽ đi vào giải chi tiết từng câu hỏi của bài tập.

a, Tính khối lượng muối thu được.

Để tính khối lượng muối nhôm sunfat (Al2(SO4)3) thu được, chúng ta cần xác định lượng chất phản ứng đã tham gia phản ứng. Đề bài cho biết chúng ta cho 8,1 gam Al vào dung dịch H2SO4.

Bước 1: Đổi khối lượng nhôm ra số mol.
Khối lượng mol của nhôm (Al) là 27 g/mol.
Số mol nhôm (nAl) được tính theo công thức:
\( n_{Al} = \frac{m_{Al}}{M_{Al}} \)
\( n_{Al} = \frac{8,1 \text{ g}}{27 \text{ g/mol}} \)
\( n_{Al} = 0,3 \text{ mol} \)

Bước 2: Xác định tỉ lệ mol từ phương trình hóa học.
Theo phương trình hóa học đã cân bằng: 2 mol Al phản ứng với 3 mol H2SO4 để tạo ra 1 mol Al2(SO4)3 và 3 mol H2.

Bước 3: Dựa vào số mol Al để tính số mol muối nhôm sunfat tạo thành.
Từ tỉ lệ mol trong phương trình: 2 mol Al tạo ra 1 mol Al2(SO4)3.
Vậy, 0,3 mol Al sẽ tạo ra:
\( n_{Al_2(SO_4)_3} = n_{Al} \times \frac{1}{2} \)
\( n_{Al_2(SO_4)_3} = 0,3 \text{ mol} \times \frac{1}{2} \)
\( n_{Al_2(SO_4)_3} = 0,15 \text{ mol} \)

Bước 4: Tính khối lượng mol của nhôm sunfat (Al2(SO4)3).
Khối lượng mol của Al là 27 g/mol.
Khối lượng mol của S là 32 g/mol.
Khối lượng mol của O là 16 g/mol.
Khối lượng mol của H2SO4 là \(2 \times 1 + 32 + 4 \times 16 = 98\) g/mol.
Khối lượng mol của Al2(SO4)3 là: \(2 \times 27 + 3 \times (32 + 4 \times 16)\)
\(M_{Al_2(SO_4)_3} = 54 + 3 \times (32 + 64)\)
\(M_{Al_2(SO_4)_3} = 54 + 3 \times 96\)
\(M_{Al_2(SO_4)_3} = 54 + 288\)
\(M_{Al_2(SO_4)_3} = 342 \text{ g/mol}\)

Bước 5: Tính khối lượng muối nhôm sunfat thu được.
Khối lượng muối nhôm sunfat (mAl2(SO4)3) được tính theo công thức:
\( m_{Al_2(SO_4)_3} = n_{Al_2(SO_4)_3} \times M_{Al_2(SO_4)_3} \)
\( m_{Al_2(SO_4)_3} = 0,15 \text{ mol} \times 342 \text{ g/mol} \)
\( m_{Al_2(SO_4)_3} = 51,3 \text{ g} \)

Vậy, khối lượng muối nhôm sunfat thu được là 51,3 gam.

b, Al dư hay hết, nếu dư thì dư bao nhiêu gam?

Để xác định nhôm dư hay hết, chúng ta cần so sánh lượng nhôm thực tế có với lượng nhôm cần thiết để phản ứng hết với axit sunfuric. Tuy nhiên, đề bài chưa cho biết khối lượng hoặc số mol của axit sunfuric. Thay vào đó, đề bài cho biết thể tích khí Hidro thu được là 6,72 lít. Chúng ta sẽ sử dụng thông tin này để xác định xem nhôm đã phản ứng hết hay còn dư.

Bước 1: Đổi thể tích khí Hidro ra số mol.
Ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc), 1 mol khí chiếm thể tích 22,4 lít.
Số mol khí Hidro (nH2) được tính theo công thức:
\( n_{H_2} = \frac{V_{H_2}}{22,4} \)
\( n_{H_2} = \frac{6,72 \text{ l}}{22,4 \text{ l/mol}} \)
\( n_{H_2} = 0,3 \text{ mol} \)

Bước 2: Dựa vào số mol khí Hidro để tính số mol nhôm đã phản ứng.
Theo phương trình hóa học đã cân bằng: 2 mol Al tạo ra 3 mol H2.
Vậy, 0,3 mol H2 được tạo ra thì số mol Al đã phản ứng là:
\( n_{Al \text{ (phản ứng)}} = n_{H_2} \times \frac{2}{3} \)
\( n_{Al \text{ (phản ứng)}} = 0,3 \text{ mol} \times \frac{2}{3} \)
\( n_{Al \text{ (phản ứng)}} = 0,2 \text{ mol} \)

Bước 3: So sánh số mol nhôm đã phản ứng với số mol nhôm ban đầu.
Số mol nhôm ban đầu có là 0,3 mol (đã tính ở câu a).
Số mol nhôm đã phản ứng là 0,2 mol.

Vì số mol nhôm ban đầu (0,3 mol) lớn hơn số mol nhôm đã phản ứng (0,2 mol), nên nhôm còn dư.

Bước 4: Tính số mol nhôm còn dư.
Số mol nhôm dư là:
\( n_{Al \text{ (dư)}} = n_{Al \text{ (ban đầu)}} – n_{Al \text{ (phản ứng)}} \)
\( n_{Al \text{ (dư)}} = 0,3 \text{ mol} – 0,2 \text{ mol} \)
\( n_{Al \text{ (dư)}} = 0,1 \text{ mol} \)

Bước 5: Tính khối lượng nhôm còn dư.
Khối lượng nhôm dư (mAl dư) được tính theo công thức:
\( m_{Al \text{ (dư)}} = n_{Al \text{ (dư)}} \times M_{Al} \)
\( m_{Al \text{ (dư)}} = 0,1 \text{ mol} \times 27 \text{ g/mol} \)
\( m_{Al \text{ (dư)}} = 2,7 \text{ g} \)

Vậy, nhôm còn dư, và lượng nhôm dư là 2,7 gam.

Hy vọng với cách trình bày chi tiết này, các em đã hiểu rõ bài tập. Hãy ôn tập thật kỹ các bước giải và áp dụng vào các bài tập tương tự nhé!