Hòa tan hoàn toàn 8,3 gam hỗn hợp hai kim loại Al và Fe bằng một lượng vừa đủ 200 ml dung dịch H2SO4 xM (loãng) thì thu được dung dịch (A) và 5,6 lít khí (đktc).
a) Tính giá trị của x.
b) Tính thành phần % về khối lượng các chất có trong (A)
c) Tính nồng độ mol các chất có trong (A)
d) Tính khối lượng dung dịch KOH 15% khi cho vào dung dịch (A) để
d.1. Lượng kết tủa bé nhất d.2. Lượng kết tủa lớn nhất
\(2Al+3H_2SO_4\rightarrow Al_2\left(SO_4\right)_3+3H_2\)
\(Fe+H_2SO_4\rightarrow FeSO_4+H_2\)
Gọi x, y lần lượt là số mol Al, Fe
Theo đề bài ta có hệ pt
\(\left\{{}\begin{matrix}27x+56y=8,3\\\dfrac{3}{2}x+y=\dfrac{5,6}{22,4}=0,25\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}x=0,1\\y=0,1\end{matrix}\right.\)
a)\(x=\dfrac{\dfrac{0,1.3}{2}+0,1}{0,2}=0,25M\)
b)\(\%m_{Al_2(SO_4)_3}=\dfrac{\dfrac{0,1}{2}.342}{\dfrac{0,1}{2}.342+0,1.152}.100=52,94\%\)
=> %mFeSO4=100-52,94=47,06%
c)\(CM_{Al_2(SO_4)_3}=\dfrac{0,05}{0,2}=0,25M\)
\(CM_{FeSO_4}=\dfrac{0,1}{0,2}=0,5M\)
d) 1> Thu được kết tủa bé nhất
-TH1 : Lượng KOH chỉ phản ứng với FeSO4 tạo kết tủa, không đủ để tạo kết tủa với Al2(SO4)3
\(2KOH+FeSO_4\rightarrow Fe\left(OH\right)_2+K_2SO_4\)
=> \(m_{ddKOH}=\dfrac{0,1.2.56}{15\%}=74,67\left(g\right)\)
TH2: Lượng KOH phản ứng với FeSO4 tạo kết tủa và tạo kết tủa với Al2(SO4)3 sau đó tan kết tủa của Al2(SO4)3
\(2KOH+FeSO_4\rightarrow K_2SO_4+Fe\left(OH\right)_2\)
\(6KOH+Al_2(SO_4)_3\rightarrow2Al\left(OH\right)_3+3K_2SO_4\)
\(Al\left(OH\right)_3+KOH\rightarrow KAlO_2+2H_2O\)
=>\(m_{ddKOH}=\dfrac{\left(0.1.2+0,05.6+0,1\right).56}{15\%}=224\left(g\right)\)
2> Thu được kết tủa lớn nhất :
Lượng KOH phản ứng với FeSO4 tạo kết tủa và tạo kết tủa với Al2(SO4)3 và không tan kết tủa của Al2(SO4)3
\(2KOH+FeSO_4\rightarrow K_2SO_4+Fe\left(OH\right)_2\)
\(6KOH+Al_2(SO_4)_3\rightarrow2Al\left(OH\right)_3+3K_2SO_4\)
=>\(m_{ddKOH}=\dfrac{\left(0.1.2+0,05.6\right).56}{15\%}=186,67\left(g\right)\)
Đặt \(\left\{{}\begin{matrix}n_{Al}=a\left(mol\right)\\n_{Fe}=b\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
\(PTHH:2Al+3H_2SO_4\rightarrow Al_2\left(SO_4\right)_3+3H_2\)
\(\left(mol\right)\) \(a\) \(1,5a\) \(0,5a\) \(1,5a\)
\(PTHH:Fe+H_2SO_4\rightarrow FeSO_4+H_2\)
\(\left(mol\right)\) \(b\) \(b\) \(b\) \(b\)
Ta có hpt: \(\left\{{}\begin{matrix}27a+56b=8,3\\1,5a+b=\dfrac{5,6}{22,4}\end{matrix}\right.\Leftrightarrow a=b=0,1\left(mol\right)\)
\(a.x=\dfrac{1,5a+b}{0,2}=\dfrac{0,15+0,1}{0,2}=1,25\left(M\right)\\ b.\%m_{Al}=\dfrac{27.0,1}{8,3}.100=32,53\left(\%\right)\\ \%m_{Fe}=100-32,53=67,47\left(\%\right)\\ c.C_{M_{Al_2\left(SO_4\right)_3}}=\dfrac{0,5a}{0,2}=0,25\left(M\right)\\ C_{M_{FeSO_4}}=\dfrac{b}{0,2}=0,5\left(M\right)\\ d.\)
\(PTHH:Al_2\left(SO_4\right)_3+6KOH\rightarrow3K_2SO_4+2Al\left(OH\right)_3\)
\(\left(mol\right)\) \(0,05\) \(0,3\) \(0,1\)
\(PTHH:FeSO_4+2KOH\rightarrow Fe\left(OH\right)_2+K_2SO_4\)
\(\left(mol\right)\) \(0,1\) \(0,2\)
\(PTHH:Al\left(OH\right)_3+KOH\rightarrow KAlO_2+2H_2O\)
\(\left(mol\right)\) \(0,1\) \(0,1\)
\(d.1.\) Lượng kết tủa bé nhất khi kết tủa \(Al\left(OH\right)_3\) sinh ra tan hết trong dd KOH
Khi đó: \(n_{KOH}=0,6\left(mol\right)\rightarrow m_{ddKOH}=\dfrac{0,6.100.56}{15}=224\left(g\right)\)
\(d.2.\) Lượng kết tủa lớn nhất khi KOH tác dụng vừa đủ với dd A
Khi đó: \(n_{KOH}=0,5\left(mol\right)\rightarrow m_{ddKOH}=\dfrac{0,5.56.100}{15}=186,67\left(g\right)\)
