Câu hỏi:
2 năm trước
Cho 7,65 gam hỗn hợp Al và Mg tan hoàn toàn trong 500 ml dung dịch gồm HCl 1,04M và H2SO4 0,28M, thu được dung dịch X và khí H2. Cho 850 ml dung dịch NaOH 1M vào X, sau phản ứng hoàn toàn thu được 16,5 gam kết tủa gồm hai chất. Mặt khác, cho từ từ dung dịch hỗn hợp KOH 0,8M và Ba(OH)2 0,1M vào X đến khi lượng kết tủa lớn nhất, lọc kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi, thu được m gam chất rắn. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: a
Khi thêm 0,85 mol NaOH vào X thì thu được dung dịch chứa NaCl: 0,52 mol và Na2SO4 : 0,14mol;
Vì nNaOH > nNaCl + 2nNa2SO4 nên còn NaAlO2
Bảo toàn Na có nNaOH = nNaCl + 2nNa2SO4 + nNaAlO2 → 0,85 = 0,52 + 2.0,14 + nNaAlO2
→ nNaAlO2 = 0,05 mol
Kết tủa thu được là Mg(OH)2 : x mol và Al(OH)3 : y mol
Ta có hệ sau \(\left\{ \begin{gathered}{m_ \downarrow } = 58x + 78y = 16.5 \hfill \\{m_{hh{\text{ bd}}}} = 24x + 27(x + 0,05) = 7,65 \hfill \\\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}x = 0,15 \hfill \\y = 0,1 \hfill \\\end{gathered} \right.\)
→ dd X có Al+3 : 0,15 mol; Mg+2 : 0,15 mol; Cl- : 0,52 mol; SO42- : 0,14 mol
Ta thấy X có 3nAl + 2nMg < nCl + 2nSO4 nên X có dư H+ → nH+ = 0,52 + 0,14.2 -0,15.3 -0,15.2 = 0,05 mol
OH- + H+ → H2O
OH- + Mg+2 → Mg(OH)2
3OH- + Al+3 → Al(OH)3
Ba2+ + SO42- → BaSO4
Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O
Khi thêm 8x mol KOH và x mol Ba(OH)2 vào dung dịch X thì để thu được lượng kết tủa lớn nhất ta xét các TH sau
TH1 : kết tủa có BaSO4 : 0,14 mol và Mg(OH)2: 0,15 mol và có thể có Al(OH)3
Bảo toàn Ba có x = 0,14 mol → nOH =8x + 2x =10x =1,4 mol > 2nMg + 4nAl +nH+ = 0,95
→ phản ứng có kết tủa Al(OH)3 bị hòa tan hết → kết tủa thu được là BaSO4 và Mg(OH)2
→ đem nung thu được BaSO4 : 0,14 mol và MgO : 0,15 mol → m = 38,62g
TH2: Kết tủa có Al(OH)3 : 0,15 mol và Mg(OH)2: 0,15 mol; BaSO4
Ta có nOH = 10x = 0,15.3 + 0,15.2 +0,05=0,8 → x = 0,08 mol→ có 0,08 mol BaSO4
→ Đem nhiệt phân thu được 0,08 mol BaSO4; 0,075 mol Al2O3 và 0,15mol MgO
→ m = 0,08.233 + 0,075.102 +0,15.40 =32,29g
Nên TH1 khối lượng kết tủa lớn nhất là 38,62 g gần nhất với 38,6 nhất
Hướng dẫn giải:
Khi thêm 0,85 mol NaOH vào X thì thu được dung dịch chứa NaCl: 0,52 mol và Na2SO4 : 0,14mol;
Vì nNaOH > nNaCl + 2nNa2SO4 nên còn NaAlO2→ nNaAlO2
Kết tủa thu được là Mg(OH)2 : x mol và Al(OH)3 : y mol
Ta có hệ sau \(\left\{ \begin{gathered}{m_ \downarrow } = 58x + 78y = 16.5 \hfill \\{m_{hh{\text{ bd}}}} = 24x + 27(x + {n_{NaAl{O_2}}}) = 7,65 \hfill \\\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}x \hfill \\y \hfill \\\end{gathered} \right.\) → dd X có Al+3 ; Mg+2 ; Cl- ; SO42-
Ta thấy X có 3nAl + 2nMg < nCl + 2nSO4 nên X có dư H+ → nH+ theo bào toàn điện tích
OH- + H+ → H2O
OH- + Mg+2 → Mg(OH)2
3OH- + Al+3 → Al(OH)3
Ba2+ + SO42- → BaSO4
Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O
Khi thêm 8x mol KOH và x mol Ba(OH)2 vào dung dịch X thì để thu được lượng kết tủa lớn nhất ta xét các TH sau
TH1 : kết tủa có tối đa BaSO4 và Mg(OH)2và có thể có Al(OH)3
TH2: Kết tủa có tối đa Al(OH)3 và Mg(OH)2 và có BaSO4
