Question

Hỗn hợp A gồm Al, Fe. Cho m g A vào 300ml dd H2SO4 0,15M thu được dd B chỉ chứa các muối. Cho 6,85g Ba vào dd B thu được kết tủa X. Lọc kết tủa X nung trong không khí đến kl ko đổi thu được 12,195g chất rắ. Tính m

Answer 1

\(\text{nH2SO4 = 0,3.0,15 = 0,045 (mol)}\); \(\text{nBa = 6,85 : 137 = 0,05 (mol)}\)

Đặt số mol Al và Fe lần lượt là x và y (mol)

PTHH:

\(\text{2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑ (1)}\)

x____1,5x_____0,5x ___________ (mol)

\(\text{Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑ (2)}\)

y ____y_______ y____________ (mol)

\(\text{→ ∑ nH2SO4 = 1,5x + y = 0,045 (I)}\)

dd B thu được chứa: Al₂(SO₄)₃ : 0,5x (mol) và FeSO₄: y (mol)

Cho Ba vào dd B xảy ra phản ứng

\(\text{Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑ (3)}\)

0,05__________0,05 (mol)

Ba(OH)₂ sinh ra ở PT (3) có phản ứng với các muối

\(\text{Ba(OH)2 + FeSO4 → BaSO4↓ + Fe(OH)2↓ (4)}\)

\(\text{3Ba(OH)2 + Al2(SO4)3 → 3BaSO4↓ + 2Al(OH)3↓ (5)}\)

\(\text{Ba(OH)2 + 2Al(OH)3 → Ba(AlO2)2 + 4H2O (6)}\)

Kết tủa X thu được chứa BaSO₄; Fe(OH)₂ có thể có Al(OH)₃

4Fe(OH)₂ + O₂ \(\underrightarrow{to}\)2Fe₂O₃ + 4H₂O (7)

2Al(OH)₃ \(\underrightarrow{to}\)Al₂O₃ + 3H₂O (8)

BaSO₄ không bị nhiệt phân

TH₁: Khối lượng rắn thu được chỉ chứa BaSO₄ và Fe₂O₃

→ PTHH (6) Al(OH)₃ bị hòa tan hoàn toàn

BT nhóm “SO₄^2- “: n_BaSO4 = n_H2SO4 = 0,045 (mol)

→ m_BaSO4 = 0,045.233= 10,485 (g)

\(\text{→ mFe2O3 = 12,195 – 10,485 = 1,71 (g) }\)

\(\text{→ nFe2O3 = 1,71 : 160 ≈ 0,0107 (mol) = y}\)

Thế vào (I)\(\rightarrow\) x ≈ 0,023 (mol)

BTNT “Al”: n_Ba(AlO2)2 = \(\frac{1}{2}\)n_Al = 0,5x = 0,0115(mol)

Mặt khác BTNT “Ba”: n_Ba(AlO2)2 = n_{Ba(OH)2 bđ} – n_BaSO4 = 0,05 – 0,045 = 0,005 (mol) # 0,0115 (mol) bên trên

→ vô lí \(\Rightarrow\) loại

TH₂: Khối lượng rắn thu được chỉ chứa BaSO₄ và Fe₂O₃ và Al₂O₃

BT nhóm “SO₄^2- “: n_BaSO4 = n_H2SO4 = 0,045 (mol)

BTNT “Ba”: n_Ba(AlO2)2 = n_{Ba(OH)2 bđ} – n_BaSO4 = 0,05 – 0,045 = 0,005 (mol)

BTNT “Al”: n_Al(OH)3 = n_Albđ – 2n_Ba(AlO2)2 = x – 2.0,005

→ n_Al(OH)3 = x – 0,01 (mol)

→ n_Al2O3 = \(\frac{1}{2}\)n_Al(OH)3 = 0,5x – 0,005 (mol)

\(mran\left\{{}\begin{matrix}BaSO4:0,045\\Al2O3:0,5x-0,005\Rightarrow\\Fe2O3:0,5y\end{matrix}\right.mran=0,045.233\)

\(\text{+ ( 0 , 5 x − 0 , 005 ) .102 + 0 , 5 y .160 = 12 , 195}\)

Hay 51x + 80y = 2,22 (III)

Giải hệ (I) và (III) được x = 0,02 và y = 0,015

→ \(\text{nAl = 0,02 (mol) và nFe = 0,015 (mol)}\)

\(\text{→ m = 0,02.27 + 0,015.56 = 1,38 (g)}\)