Cho m gam hỗn hợp X gồm Al, MgO, MgSO4 tân hoàn toàn trong 163,68 gam dung dịch H2SO4 28,74%, sau phản ứng thu được dung dịch Y có chứa H2SO4 4,9% và 6,048 lít H2 (đktc). Lấy 120 gam dung dịch Y cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa Z và dung dịch T. Lọc lấy kết tủa Z và nung đến khối lượng không đổi thu được a gam chất rắn. Sục khí CO2 đến dư vào dung dịch T thu được 9,36 gam kết tủa. Xác định giá trị m, a và phần trăm khối lượng các chất trong hỗn hợp X.
Trường hợp 2: phản ứng tạo ra 2 loại muối
SO2 + MOH \(\rightarrow\) MHSO3
x mol x mol
SO2 + 2MOH \(\rightarrow\) M2SO3 + H2O
y mol 2y mol y mol
nSO2 < nNaOH < 2nSO2 => 0,2 < a < 0,4
Ta có hệ phương trình: x+ y= nSO2 và x+ 2y =nMOH
=> y= nMOH - nSO2 = 0,4 - a= nH2O sinh ra
Theo định luật bảo toàn khối lượng:
mSO2 + mNaOH + mKOH = m chất tan + mH2O sinh ra
64.a+0,3.40+0,1.56 = 30,08 + 18.(0,4-a)
=> a= 0,24 ( thỏa mãn) => V= 5,376 lít
Xét phản ứng giữa hỗn hợp A với H2SO4 đặc
R2SO3 + H2SO4 \(\rightarrow\)R2SO4 + SO2 + H2O
2RHSO3 + H2SO4 \(\rightarrow\)R2SO4 + 2SO2+ H2O
Từ 2 phương trình trên ta thấy: nhỗn hợp A = nSO2= 0,24
Tính được M ( trung bình) của hỗn hợp A bằng 115
=> R + 81 < 115 < 2R + 80
=> 17,5 < R < 43
=> R là Na (M = 23)
Xét phản ứng giữa Na với dd HCl:
nNa= 0,5 mol; nHCl = 0,4 mol
Nadư + HClhết \(\rightarrow\) NaCl + H2O
0,4 mol 0,4 mol 0,4 mol
nNadư = 0,5-0,4 = 0,1 mol
2Na + 2H2O \(\rightarrow\) 2NaOH + H2
0,1 mol 0,1 mol
Dung dịch Y chứa: 0,4 mol NaCl và 0,1 mol NaOH
NaCl + AgNO3 \(\rightarrow\) AgCl + NaNO3
0,4 mol 0,4 mol
NaOH + AgNO3\(\rightarrow\)AgOH+ NaNO3
0,1 0,1
2AgOH\(\rightarrow\)Ag2O + H2O
0,1 0,05
Kết tủa thu được gồm 0,4 mol AgCl và 0,05 mol Ag2O có tổng khối lượng là 69 gam
- PTHH: 2Al + 3H2SO4 \(\rightarrow\) Al2 (SO4)3 + 3H2 (1)
MgO + H2SO4 \(\rightarrow\) MgSO4 + 2HO (2)
2NaOH+ H2SO4 \(\rightarrow\) Na2SO4 + 2H2O (3)
2NaOH+ MgSO4 \(\rightarrow\) Mg(OH)2 + Na2SO4 (4)
6NaOH+ Al2(SO4)3\(\rightarrow\) 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 (5)
NaOH + Al(OH)3 \(\rightarrow\) NaAlO2 + 2H2O (6)
Mg(OH)2 \(\rightarrow\) MgO + H2O (7)
CO2 + NaOH \(\rightarrow\) NaHCO3 (8)
CO2 + NaAlO2 + 2H2O \(\rightarrow\) Al(OH)3 + NaHCO3 (9)
nH2SO4= \(\dfrac{163,68.28,74}{100.98}\)= 0,48 mol
Ta có: nH2 = \(\dfrac{6,048}{22,4}\)= 0,27 mol
Theo (1): nAl= \(\dfrac{2}{3}\)0,27 = 0,18 mol
- Ta coi dung dịch Y có 2 phần: + Phần 1 là dd Y ban đầu
+ Phần 2 là dd Y có khối lượng 100g
Kết tủa T là Al(OH)3 có số mol = 9,36/37 = 0,12 mol
Gọi k là tỉ số giữa phần 1 và phần 2
Suy ra k= 0,18/0,12= 1,5
\(\Rightarrow\) \(\dfrac{m+163,68-0,54}{120}\)= 1,5
\(\Rightarrow\) m= 16,86 (gam)
- Ở phần 1: mol axit dư= (16,86 + 163,68 - 0,54). 4,9/(100.98)= 0,09 mol
\(\rightarrow\) mol axit pư với MgO= mol MgO = 0,48-0,27-0,09 = 0,12 mol
Vậy phần trăm về khối lượng từng chất trong hỗn hợp ban đầu là:
%mAl = \(\dfrac{0,18.27}{16,86}\)100% = 28,82%
%mMgO= \(\dfrac{0,12.40}{16,86}\)100%= 28,47%
%mMgSO4 = 100% - 28,82% - 28,47% = 42,71%
Tìm x: Tổng mol MgSO4 trong dd Y ban đầu là
nMgSO4 = nMgO + nMgSO4 (bd)
= 0,12 + (16,9860 - 4,86- 4,8) : 120 = 0,18 mol
Do: nMgSO4 (p1) = 1,5n MgSO4 (p2)
Ở phần 1 của dung dịch Y:
\(\Rightarrow\)MgSO4 (p2) = \(\dfrac{0,18}{1,5}\)= 0,12 mol
Theo PT (4,7)
a=mMgO = 0,12.40 = 4,8 gam
nNaOH= 0,3 mol; nKOH= 0,1 mol
Xết pư giữa a mol SO2 với dd chứa 0,3 mol NaOH và 0,1 mol KOH ( quy về MOH: 0,4 mol)
+ Trường hợp 1: MOH dư
SO2 + 2MOH \(\rightarrow\)M2SO3 + H2O
a 2a a
nH2O sinh ra= a mol và 2a < 0,4 => a <0,2
Theo ĐLBTKL:
mSO2 + mNaOH + mKOH = m chất tan + mH2O sinh ra
64.a+ 0,3.40 + 0,1.56 = 30,08 + a.18
=> a= 0,27 ( vô lý)
