Cho 0,85 lít dung dịch NaOH 1M vào dung dịch chứa 0,1 mol Al2(SO4)3 và 0,1 mol H2SO4 đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là:
Trả lời bởi giáo viên
Ta có: nOH- = nNaOH = 0,85 mol; nAl3+ = 2.nAl2(SO4)3 = 0,2 mol; nH+ = 2.nH2SO4 = 0,2 mol
Thứ tự phản ứng khi cho OH- vào {H+; Al3+} là:
(1) H+ + OH- → H2O
0,2 0,2 mol
Lượng OH- còn lại sau phản ứng (1): \({n_{O{H^ - }con\,lai}} = {n_{O{H^ - }}} - {n_{{H^ + }}} = 0,85 - 0,2 = 0,65(mol)\)
Xét tỉ lệ (*) = 0,65 : 0,2 = 3,25 → 3< (*) < 4 → Kết tủa tan 1 phần; (1) (2) đã kết thúc, (3) đang xảy ra
Áp dụng công thức tính nhanh (xem cách chứng minh ở mục phương pháp):
nOH- = nH+ + 4nAl3+ - nAl(OH)3
→ 0,85 = 0,2 + 4.0,2 - nAl(OH)3
→ nAl(OH)3 = 0,15 mol
→ mkết tủa = 0,15.78 = 11,7 (g)
Hướng dẫn giải:
Thứ tự phản ứng khi cho OH- vào {H+; Al3+} là:
(1) H+ + OH- → H2O
(2) Al3+ + 3OH- → Al(OH)3
(3) Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O
- Tính được lượng OH- còn lại sau phản ứng (1): \({n_{O{H^ - }con\,lai}} = {n_{O{H^ - }}} - {n_{{H^ + }}}\)
- Tính tỉ lệ: \((*) = \frac{{{n_{O{H^ - }}} - {n_{{H^ + }}}}}{{{n_{A{l^{3 + }}}}}}\)
+ Nếu (*) ≤ 3 thì Al3+ dư hoặc vừa đủ, lúc này Al(OH)3 chưa bị tan; (1) kết thúc, (2) đang xảy ra
Khi đó: \({n_{O{H^ - }}} = {n_{{H^ + }}} + 3{n_{Al{{(OH)}_3}}}\)
+ Nếu 3 < (*) < 4 thì kết tủa tan 1 phần; (1) (2) đã kết thúc, (3) đang xảy ra
Phản ứng (1): nOH- (1) = nH+
Phản ứng (2): nOH- (2) = 3nAl3+
Phản ứng (3): nOH- (3) = nAl(OH)3 bị tan = nAl3+ - nAl(OH)3
Vậy ta có:
∑nOH- = nH+ + 3nAl3+ + nAl3+ - nAl(OH)3 = nH+ + 4nAl3+ - nAl(OH)3
+ Nếu (*) > 4 thì kết tủa tan hoàn toàn