Một hỗn hợp A gồm MgO , Al2O3 và MO . Nung 16,2 gam hỗn hợp A trong ống sứ , rồi cho luồng khí H2 đi qua . Ở điều kiện thí nghiệm , H2 chỉ tác dụng MO với hiệu suất 80% , lượng hơi H2O tạo ra chỉ được hấp thụ 90% bởi 15,3 gam dung dịch H2SO4 90% , kết quả thu được dung dịch H2SO4 86,34% . Chất rắn còn lại trong ống được hòa tan trong 1 lượng vừa đủ dung dịch HCl , thu được dung dịch B và còn lại 2,56 gam chất rắn không tan M . lấy 1/10 dung dịch B cho tác dụng dung dịch NaOH dư , lọc lấy kết tủa đem nung ở nhiệt cao đến khối lượng không đổi thì thu được 0,28 gam oxit a) Xác định M b) Tính phần trăm khối lượng các chất có trong hỗn hợp A

Đáp án:

$a,\ M:\ Cu\\ b,\\ \%m_{MgO}=12,35\%\\ \%m_{CuO}=24,69\%\\ \%m_{Al_2O_3}=62,96\%$

Giải thích các bước giải:

$Đặt\ \begin{cases}n_{MgO}=a(mol)\\n_{Al_2O_3}=b(mol)\\n_{MO}=c(mol)\end{cases}\\ n_{MO\ \text{phản ứng}}=0,8c(mol)\\ MO+H_2\xrightarrow{t^0} M+H_2O\\ n_{H_2O\ \text{bị hấp thụ}}=n_{MO}=0,8c.90\%=0,72c(mol)\\ m_{H_2O}=0,72c.18=12,96c(g)\\ m_{H_2SO_4}=15,3.90\%=13,77(g)\\ \dfrac{13,77}{15,3+12,96c}.100\%=86,34\%\\ \Rightarrow c=0,05\\ \Rightarrow n_M=80\%.0,05=0,04(mol)\\ m_{\text{chất rắn không tan}}=m_M=2,56(g)\\ M=\dfrac{2,56}{0,04}=64(g/mol)$

$b,\\ n_{CuO\ dư}=0,05.20\%=0,01(mol)\\ CuO+2HCl\to CuCl_2+H_2O\\ MgO+2HCl\to MgCl_2+H_2O\\ Al_2O_3+6HCl\to 2AlCl_3+3H_2O\\ \xrightarrow{\text{Từ PTHH}}\ \begin{cases}n_{CuCl_2}=n_{CuO\ dư}=0,01(mol)\\n_{MgCl_2}=n_{MgO}=a(mol)\\n_{AlCl_3}=2.n_{Al_2O_3}=2b(mol)\end{cases}\\ \text{1/10 dung dịch B gồm}\ \begin{cases}CuCl_2:\ 0,001(mol)\\MgCl_2:\ 0,1a(mol)\\Al_Cl_3:\ 0,2b(mol)\end{cases}\\ CuCl_2+2NaOH\to Cu(OH)_2+2NaCl\\ MgCl_2+2NaoH\to Mg(OH)_2+2NaCl\\ AlCl_3+3NaOH\to Al(OH)_3+3NaCl\\ Al(OH)_3+NaOH\to NaAlO_2+2H_2O\\ \xrightarrow{\text{Từ PTHH}}\ \begin{cases}n_{Cu(OH)_2}=n_{CuCl_2}=0,001(mol)\\n_{Mg(OH)_2}=n_{MgCl_2}=0,1a(mol)\end{cases}\\ Cu(OH)_2\xrightarrow{t^0} CuO+H_2O\\ Mg(OH)_2\xrightarrow{t^0} MgO+H_2O\\ \xrightarrow{\text{Từ PTHH}}\ \begin{cases}n_{CuO}=n_{CuCl_2}=0,001(mol)\\n_{MgO}=n_{MgCl_2}=0,1a(mol)\end{cases}\\ \Rightarrow 0,001.80+0,1.a.40=0,28\\ \Rightarrow a=0,05\\ m_A=0,05.40+102b+0,05.80=16,2\\ \Rightarrow b=0,1\\ \Rightarrow \begin{cases}m_{MgO}=0,05.40=2(g)\\m_{Al_2O_3}=0,1.102=10,2(g)\\m_{CuO}=0,05.80=4(g)\end{cases}$

$\%m_{MgO}=\dfrac{2}{16,2}.100\%=12,35\%\\ \%m_{CuO}=\dfrac{4}{16,2}.100\%=24,69\%\\ \%m_{Al_2O_3}=\dfrac{10,2}{16,2}.100\%=62,96\%$