Hòa tan 5,55 gam hỗn hợp X gồm Fe và Al trong 200 gam dung dịch H2SO4 9,8% thu được dung dịch A và 3,36l H2 ở điều kiện tiêu chuẩn. thêm 210ml dung dịch Ba(OH)2 1M vào dung dịch A, lọc kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng k đổi được m gam chất rắn a ) Tính thành phần phần trăm theo khối lượng kim loại trong X b ) tính m
PTHH: \(Fe+H_2SO_4\rightarrow FeSO_4+H_2\) (1)
\(4Al+3H_2SO_4\rightarrow2Al_2\left(SO_4\right)_3+3H_2\) (2)
\(FeSO_4+Ba\left(OH\right)_2\rightarrow BaSO_4\downarrow+Fe\left(OH\right)_2\downarrow\) (3)
\(Al_2\left(SO_4\right)_3+3Ba\left(OH\right)_2\rightarrow3BaSO_4\downarrow+2Al\left(OH\right)_3\downarrow\) (4)
\(Fe\left(OH\right)_2\underrightarrow{t^o}FeO+H_2O\) (5)
\(2Al\left(OH\right)_3\underrightarrow{t^o}Al_2O_3+3H_2O\) (6)
a) Ta có: \(n_{H_2}=\frac{3,36}{22,4}=0,15\left(mol\right)\)
Gọi số mol của Fe là \(a\) \(\Rightarrow n_{H_2\left(1\right)}=a\)
Gọi số mol của Al là \(b\) \(\Rightarrow n_{H_2\left(2\right)}=\frac{3}{4}b\)
Ta có hệ phương trình:
\(\left\{{}\begin{matrix}56a+27b=5,55\\a+\frac{3}{4}b=0,15\end{matrix}\right.\) \(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}a=0,0075\\b=0,19\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}n_{Fe}=0,0075mol\\n_{Al}=0,19mol\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}m_{Al}=0,19\cdot27=5,13\left(g\right)\\m_{Fe}=0,42\left(g\right)\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}\%m_{Fe}=\frac{0,42}{5,55}\cdot100\approx7,57\%\\\%m_{Al}=92,43\%\end{matrix}\right.\)
b) Theo PTHH (1) và (2): \(\left\{{}\begin{matrix}n_{FeSO_4}=n_{Fe}=0,0075mol\\n_{Al_2\left(SO_4\right)_3}=\frac{1}{2}n_{Al}=0,095mol\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}n_{BaSO_4\left(3\right)}=0,0075mol\\n_{BaSO_4\left(4\right)}=0,285mol\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}m_{BaSO_4\left(3\right)}=0,0075\cdot233=1,7475\left(g\right)\\m_{BaSO_4\left(4\right)}=66,405\left(g\right)\end{matrix}\right.\)
Theo PTHH (3) và (4): \(\left\{{}\begin{matrix}n_{Fe\left(OH\right)_2}=0,0075mol\\n_{Al\left(OH\right)_3}=0,19mol\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}n_{FeO}=0,0075mol\\n_{Al_2O_3}=0,095mol\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}m_{FeO}=0,0075\cdot72=0,54\left(g\right)\\m_{Al_2O_3}=9,69\left(g\right)\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow m=m_{BaSO_4\left(3\right)}+m_{BaSO_4\left(4\right)}+m_{FeO}+m_{Al_2O_3}=78,3825\left(g\right)\)
