Bài 2:Dung dịch X được tạo ra từ 2 muối gồm có các ion: Al3+, Fe2+, SO24, Cl. Chia dung dịch X làm 2 phần bằng nhau. Phần 1 đem tác dụng với dung dịch Ba(OH)2dư, thu được 6,46 gam kết tủa. Phần 2 đem tác dụng với dung dịch NH3dư, thu lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi còn lại 2,11 gam chất rắn. Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Khối lượng muốitrong dung dịch X gần nhất có thể làA. 17,5 gam. B. 5,96 gam. C. 3,475 gam. D. 8,75 gam.

Đáp án: $\rm D.\ 8,75\ gam.$

Giải thích các bước giải:

Gọi $\rm a, b, c, d$ lần lượt là số mol của $\rm Al^{3+}, Fe^{2+}, SO_4^{2-}, Cl^{-}.$

Phần 1: Khối lượng tủa là: $\rm m_{Fe(OH)_2}+m_{BaSO_4}$

$\rm → 90b+233c=6,46\ (g)$ $\rm (1)$

Phần 2: Khối lượng rắn là: $\rm m_{Al_2O_3}+m_{Fe_2O_3}$

Ta có:

$\rm n_{Al_2O_3}=\dfrac{1}{2}n_{Al^{3+}}=\dfrac{a}{2}\ (mol)$

$\rm n_{Fe_2O_3}=\dfrac{1}{2}n_{Fe^{2+}}=\dfrac{b}{2}\ (mol)$

$\rm m_{rắn}=\dfrac{102a}{2}+\dfrac{160b}{2}=2,11\ (g)$ $\rm (2)$

Trường hợp 1: Giả sử dung dịch $\rm X$ được tạo thành từ: $\rm AlCl_3\ và\ FeSO_4:$

Suy ra: $\rm n_{Fe^{2+}}=n_{SO_4^{2-}} \to b=c$

$\rm (1) ⇔ 90b+233b=6,46\ (g)$

$\rm \to b=0,02\ (mol)$ $\rm (3)$

Kết hợp $\rm (3)$ với $\rm (2)$ giải được:

$\rm a=0,01\ (mol)$

Bảo toàn điện tích:

$\rm 3a+2b=2c+d$

$\rm \to d= 0,03\ (mol)$

$\rm m_{muối}=2.(27.0,01+56.0,02+96.0,02+35,5.0,03)=8,75\ (g)$

$\rm \to$ Thỏa mãn yêu cầu đề.

Trường hợp 2: Giả sử dung dịch $\rm X$ được tạo thành từ: $\rm Al_2(SO_4)_3\ và\ FeCl_2:$

Suy ra: $\rm 3n_{Al^{3+}}=2n_{SO_4^{2-}} \to 3a=2c$

$\rm (2) ⇔ \dfrac{102.\dfrac{2}{3}c}{2}+\dfrac{160b}{2}=2,11\ (g)$ $\rm (2*)$ 

Từ $\rm (1)(2*),$ giải được:

$\begin{cases} \rm b\approx 0,0175\ (mol)\\\rm c\approx 0,02\ (mol)\\ \end{cases}$

$\rm \to a \approx 0,013\ (mol)$

Bảo toàn điện tích:

$\rm 3a+2b=2c+d$

$\rm \to d=0,034\ (mol)$

$\rm m_{muối}=2.(27.0,013+56.0,0175+96.0,02+35,5.0,034)=8,24\ (g)$

$\rm \to$ Không thỏa mãn yêu cầu đề.