\(\mathrm{X}\) là dung dịch \(\mathrm{HCl}, \mathrm{Y}\) là dung dịch \(\mathrm{NaOH}\).Cho 8,2 gam hỗn hợp Gồm \(\mathrm{Al}\), Fe vào cốc đựng \(420 \mathrm{ml}\) dung dịch \(X\). Sau phản ứng, thêm tiếp 800 gam dung dịch \(Y\) vào cốc. Khuấy đều cho phản ú́ng hoàn toàn, lọc lấy kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 6,55 gam chất rắn \(\mathrm{A}\).Cho \(120 \mathrm{ml}\) dung dịch \(\mathrm{X}\) vào cốc chứa 200 gam dung dịch \(Y\) thu được dung dịch \(Z\) chỉ chứa một chất tan. Cô cạn dung dịch \(Z\) thu được 28,35 gam chất rắn \(T\), cho toàn bộ \(T\) vào dung dịch \(\mathrm{AgNO}_{3}\) dư thu được 43,05 gam kết tủa.Tính nồng độ mol/l của dung dịch \(X\), nồng độ \(\%\) của dung dịch \(Y\), xác định công thức của \(T\) và tính \(\% \mathrm{~m}\) mỗi kim loại trong hỗn hợp \(G\).
Giải thích:
\(\mathrm{HCl}+\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{NaCl}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\)\(\mathrm{NaCl}+\mathrm{AgNO}_{3} \rightarrow \mathrm{AgCl} \downarrow+\mathrm{NaNO}_{3}\)Do dung dịch thu được chỉ chứa một chất tan nên \(\mathrm{HCl}\) và \(\mathrm{NaOH}\) phản ứng vừa đủ với nhau. Có:
\(\begin{array}{c}\mathrm{n}_{\mathrm{HCl}}=\mathrm{n}_{\mathrm{NaOH}}=\mathrm{n}_{\mathrm{NaCl}}=\frac{43,05}{143,2}=0,3(\mathrm{~mol}) \\\mathrm{C}_{\mathrm{M}}(\mathrm{HCl})=\frac{0,3}{0,12}=2,5 \mathrm{M}\end{array}=\text { số } \mathrm{mol} \mathrm{AgCl}\)\(\mathrm{C} \%(\mathrm{NaOH})=\frac{0,3 \times 40}{200} \times 100 \%\)= \(6 \%\)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, gọi công thức của \(\mathrm{T}\) là \(\mathrm{NaCl} . \mathrm{nH}_{2} \mathrm{O}\) ta có:Vậy công thức của \(\mathrm{T}\) là: \(\mathbf{N a C l} \cdot 2 \mathbf{H}_{2} \mathbf{O}\).
- Số \(\mathrm{mol} \mathrm{HCl}\) có trong \(420 \mathrm{ml}\) dung dịch \(\mathrm{X}: n_{H C l}=0,42.2,5=1,05(\mathrm{~mol})\)
Số \(\mathrm{mol} \mathrm{NaOH}\) có trong 800 gam dung dịch \(\mathrm{Y}\) : \({ }_{\mathrm{NaOH}}=\frac{800 \times 12}{200 \times 40}=1,2 \mathrm{~mol}\)
\(\begin{array}{c}\mathrm{Al}+3 \mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{AlCl}_{3}+3 / 2 \mathrm{H}_{2} \uparrow \\\mathrm{Fe}+2 \mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{FeCl}_{2}+\mathrm{H}_{2} \uparrow\end{array}\)- Giả sử \(\mathrm{G}\) chỉ có \(\mathrm{Al}, \mathrm{G}\) có số mol lớn nhất. Vậy số \(\mathrm{mol} \mathrm{HCl}\) cần dùng để hòa tan hết lượng \(\mathrm{Al}\) là:
\(n_{H C l}=\frac{8,2}{27} \times 3=0,91\lt 1,05\)Vậy với thành phần bất kì của \(\mathrm{Al}\) và \(\mathrm{Fe}\) trong \(\mathrm{G}\) thì \(\mathrm{HCl}\) luôn dư.- Khi thêm dung dịch \(\mathrm{Y}\) :
\(\begin{array}{l}\mathrm{HCl}+\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{NaCl}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \\\mathrm{FeCl}_{2}+2 \mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Fe}(\mathrm{OH})_{2} \downarrow+2 \mathrm{NaCl} \\\mathrm{AlCl}_{3}+3 \mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Al}(\mathrm{OH})_{3} \downarrow+3 \mathrm{NaCl}\end{array}\)- Đặt số mol của \(\mathrm{Al}\) và \(\mathrm{Fe}\) trong 8,2 gam hỗn hợp \(\mathrm{G}\) lần lượt là \(\mathrm{a}\) và \(\mathrm{b}\). Có:
\(27 a+56 b=8,2\)Tổng số mol \(\mathrm{NaOH}\) tham gia các phản ứng là \(1,05 \mathrm{~mol}\) \(\Rightarrow\) số \(\mathrm{mol} \mathrm{NaOH}\) dư là: \(1,2-1,05=0,15 \mathrm{~mol}\).
\(\mathrm{Al}(\mathrm{OH})_{3}+\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{NaAlO}_{2}+2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\)\(\text { a } 0,15\)TH1
\(\mathrm{a} \leq 0,15, \mathrm{Al}(\mathrm{OH})_{3}\) bị hòa tan hoàn toàn, kết tủa chỉ có \(\mathrm{Fe}(\mathrm{OH})_{2}\).
\(4 \mathrm{Fe}(\mathrm{OH})_{2}+\mathrm{O}_{2} \xrightarrow{\mathrm{t}^{\circ}} 2 \mathrm{Fe}_{2} \mathrm{O}_{3}+4 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\)Chất rắn \(\mathrm{A}\) là \(\mathrm{Fe}_{2} \mathrm{O}_{3}\).
\(\frac{b}{2}=n_{\mathrm{Fe}_{2} O_{3}}=\frac{6,55}{160}=0,0409375\)\(\Rightarrow \mathrm{b}=0,081875(\mathrm{~mol})\)Thay \(\mathrm{b}\) vào \(\left({ }^{*}\right)=\gt \mathrm{a}=0,1339 \mathrm{~mol}(\lt 0,15)\)
\(\begin{array}{l}\% A l=\frac{27 \cdot 0,1339}{8,2} \cdot 100 \%=44,09 \% \\\% \mathrm{Fe}=55,91 \% .\end{array}\)\(\underline{\mathbf{T H} 2}\)
\(\mathrm{a}>0,15, \mathrm{Al}(\mathrm{OH})_{3}\) bị hòa tan một phần, kết tủa có \(\mathrm{Fe}(\mathrm{OH})_{2}\) và \(\mathrm{Al}(\mathrm{OH})_{3}\) dư.
\(\begin{array}{l}2 \mathrm{Al}(\mathrm{OH})_{3} \xrightarrow{\mathrm{t}^{\circ}} \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}+3 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \\4 \mathrm{Fe}(\mathrm{OH})_{2}+\mathrm{O}_{2} \xrightarrow{\mathrm{t}^{\circ}} 2 \mathrm{Fe}_{2} \mathrm{O}_{3}+4 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\end{array}\)Chất rắn \(\mathrm{A}\) có \(\mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}\) và \(\mathrm{Fe}_{2} \mathrm{O}_{3}\).
\(51(a-0,15)+80 b=6,55\)Từ \((*)\) và \((* *)\) suy ra: \(\mathrm{a}=0,2 ; \mathrm{b}=0,05\)
\(\begin{array}{c}\% A l=\frac{27 \cdot 0,2}{8,2} \cdot 100 \%=65,85 \% \\\rightarrow \% \mathrm{Fe}=34,15 \%\end{array}\)Câu hỏi này nằm trong: