Cho 32,775 gam hỗn hợp A gồm Na , Ba và Al2O3 . Đem chia A thành 2 phần không bằng nhau và thực hiện các TN sau :
- TN1 : Hòa tan hoàn toàn phần 1 vào nước dư , sau PƯ chỉ thu được dd B chứa (m) gam chất tan và 4,48 lít khí H2 ở đktc
- TN2 Phần 2 của A cho PƯ vừa đủ với 300ml dd HCl 0.5M thu được dd C và 0.672 lít khí ở đktc .
a) Tính khối lượng của mỗi chất có trong A b) Tính giá trị của (m)
*TN1 :
2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2 (1)
a...........................a.............0,5a
Ba + 2H2O -> Ba(OH)2 + H2 ( 2)
b............................b...............b
Al2O3 + 2NaOH -> 2NaAlO2 + H2O (3)
Al2O3 + Ba(OH)2 -> Ba(AlO2)2 + H2O (4)
- Chỉ thu được dd B chứng tỏ Al2O3 pứ hết
* TH2 : Giả sử khối lượng phần 2 gấp k lần khối lượng của phần 1
=> số mol các chất phần 2 gấp k lần số mol các chất ở phần1
=> nNa(phần 2) = k . nNa(phần 1) = ak(mol)
nBa(phần 2) = k. nBa(phần 1) = bk (mol)
2Na + 2HCl -> 2NaCl + H2 (5)
ak.................................0,5ak
Ba + 2HCl -> BaCl2 + H2 (6)
bk....................................bk
Al2O3 + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2O (7)
0,015.....0,09
a/ * Xét TN1:
=> nH2 = 1/2 .nNa + nBa = 1/2 . a + b = 4,48/22,4 = 0,2(mol)
* Xét TN2 :
=> nH2 = 1/2 . nNa + nBa = 1/2 . ak + bk = 0,672/22,4 = 0,03(mol)
=> k. (1/2 . a + b) = 0,03
=> k . 0,2 = 0,03
=> k = 0,15
Có : mPhần 2 = 0,15 . mPhần 1
mà mPhần 1 + mPhần 2 = 32,775(g)
=> \(\left\{{}\begin{matrix}m_{phần-1}=28,5\left(g\right)\\m_{phần-2}=4,275\left(g\right)\end{matrix}\right.\)
* Xét phần 2 :
=> nHCl (PT5,6) = 2. nH2 = 2 . 0,03 = 0,06(mol)
mà tổng nHCl = 0,3 . 0,5 = 0,15(mol) (Đổi 300ml = 0,3 lít)
=> nHCl (PT7) = 0,15 - 0,06 = 0,09(mol)
=> nAl2O3 = 0,015(mol)
=> mAl2O3 = 0,015. 102 = 1,53(g)
=> mNa + mBa = 4,275 - 1,53 = 2,745(g)
Lập hệ \(\left\{{}\begin{matrix}23ak+137bk=2,745\\\dfrac{1}{2}a+b=0,2\end{matrix}\right.\)=> \(\left\{{}\begin{matrix}23.0,15.a+137.0,15.b=2,745\\\dfrac{1}{2}a+b=0,2\end{matrix}\right.\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}a=0,2\left(mol\right)\\b=0,1\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
=> mNa(hỗn hợp A) = 23. (a+ak) = 23.(0,2+0,2.0,15)=5,29(g)
=>%mNa/hhA = 5,29/32,775 . 100% =16,14%
mBa/ hỗn hợp A = 137.(b + bk)= 137.(0,1+ 0,1. 0,15) = 15,755(g)
=> %mBa/hh A = 15,755/32,775 . 100% = 48,07%
=> %mAl2O3 / hh A = 100% - 16,14% - 48,07% =35,79%
b/
Vì khối lượng phần 2 gấp k lần (=0,15 lần ) phần 1
mà mAl2O3(Phần 2) =1,53(g)
=> mAl2O3(Phần 1) = 1,53 : 0,15 = 10,2(g)
=> nAl2O3(Phần 1) = 10,2 : 102 = 0 ,1(mol)
tính được mH2O(PT3,4) = 18.0,1 = 1,8(g)
mBa(OH)2(PT2) = 171 . b = 171 . 0,1 = 17,1(g)
và mNaOH(PT1) = 40 . 0,2 = 8(g)
Xét riêng phần 1 : Theo ĐLBTKL:
mAl2O3 + mBa(OH)2 (PT2) + mNaOH(PT1) = mBa(AlO2)2 + mNaAlO2 + mBa(OH)2 dư + mNaOH (dư) + mH2O
=> 10,2 + 17,1 + 8 = mchất tan trong B + 1,8
=> mct trong B = 33,5(g)
Vậy m = 33,5(g)
