Hòa tan hết 17,55g hỗn hợp Mg, Al trong 150g dung dịch H2SO4 98% thu được dung dịch X, hỗn hợp khí Y gồm H2S và SO2. Cho Y lội chậm qua bình đựng dung dịch KMnO4 (dư) thấy có 4,8g kết tủa xuất hiện, lọc tách kết tủa, cho nước lọc tác dụng với dung dịch BaCl2 (dư) thu được 52,425g kết tủa. Tính nồng độ phần trăm của H2SO4 trong X và phần trăm khối lượng của Mg trong hỗn hợp ban đầu.
5SO2 + 2KMnO4 +2H2O\(\rightarrow\) K2SO4 +2MnSO4 + 2H2SO4
5H2S + 3H2SO4 + 2KMnO4 \(\rightarrow\) K2SO4 + 2MnSO4 + 5S + 8H2O
Do KMnO4 tham gia dư, nếu H2SO4 dư thì không còn kết tủa S -> H2SO4 hết
Nước lọc không chứa H2SO4
mS=4,8 gam \(\rightarrow\) nS=0,15 mol \(\rightarrow\) nH2S=nS=0,15
\(\rightarrow\)nH2SO4=\(\frac{3}{5}\)nH2S=0,09 mol
\(\rightarrow\) nSO2=\(\frac{5}{2}\)nH2SO4=0,225 mol
Gọi số mol Mg là x; Al là y
\(\rightarrow\) 24x+2y=17,55
Bảo toàn e: 2x+3y=2nSO2 +8nH2S=0,225.2+0,15.8
Giải được x=0,45; y=0,25
\(\rightarrow\) mMg=0,45.24=10,8 gam\(\rightarrow\)%mMg=61,54%
Ta có: mH2SO4 ban đầu=150.98%=147 gam
\(\rightarrow\) mH2SO4 ban đầu=1,5 mol
Muối tạo ra là MgSO4 0,45 mol và Al2(SO4)3 0,125 mol
Bảo toàn S: nH2SO4 phản ứng=0,45+0,125.3+0,225+0,15=1,2 mol
\(\rightarrow\) nH2SO4 dư=0,3 mol \(\rightarrow\)mH2SO4 dư=29,4 gam
m dung dịch X=m kim loại + m dung dịch H2SO4 - m khí=17,55+150-0,15.34-0,225.64=148,05 gam
\(\rightarrow\) C% H2SO4 dư=19,86 %
