Cho 8,1(g) KL M tác dụng với 4,8(g) khí O2 ,để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu dc chất rắn A . Cho A tác dụng với dung dịch HCl ( dùng dư 10%) thu dc dung dịch B và 3,36(g) lít khí thoát ra (đo oét đktc)
a, xác định Kim loại M
b, cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch B ,phản ứng kết thúc thu dc 15,6(g) kết tủa .Tính V
Đáp án:
a, Kim loại M là Al
b, V=0,345l hoặc V=0,545l
Giải thích các bước giải:
Gọi n là hóa trị của M
Ta có dung dịch A tác dụng với dung dịch HCl mà có khí thoát ra suy ra A có kim loại M dư
\(\begin{array}{l}
4M + n{O_2} \to 2{M_2}{O_n}(1)\\
{M_2}{O_n} + 2nHCl \to 2MC{l_n} + n{H_2}O(2)\\
2M + 2nHCl \to 2MC{l_n} + n{H_2}(3)\\
{n_{{O_2}}} = 0,15mol\\
{n_{{H_2}}} = 0,15mol\\
\to {n_M}(1) = \dfrac{4}{n}{n_{{O_2}}} = \dfrac{{0,6}}{n}mol\\
\to {n_M}(3) = \dfrac{2}{n}{n_{{H_2}}} = \dfrac{{0,3}}{n}mol\\
\to {n_M} = {n_M}(1) + {n_M}(3) = \dfrac{{0,9}}{n}mol\\
\to {M_M} = 9n
\end{array}\)
Với n=3 thì M=27
Suy ra kim loại M là Al
Dung dịch B: HCl dư và \(AlC{l_3}\)
\(\begin{array}{l}
{n_{Al{{(OH)}_3}}} = 0,2mol\\
{n_{AlC{l_3}}} = 0,3mol\\
{n_{HCl}}pu = 3 \times 0,3 = 0,9mol\\
\to {n_{HCl}}dư= \dfrac{{0,9 \times 110}}{{100}} – 0,9 = 0,09mol
\end{array}\)
Mặt khác, ta có:
\({n_{Al{{(OH)}_3}}} < {n_{AlC{l_3}}}\)
Ta có 2 trường hợp \(AlC{l_3}\) dư hoặc kết tủa bị hòa tan 1 phần
TH1: \(AlC{l_3}\) dư
\(\begin{array}{l}
HCl + NaOH \to NaCl + {H_2}O\\
AlC{l_3} + 3NaOH \to Al{(OH)_3} + 3NaCl\\
\to {n_{NaOH}} = {n_{HCl}}dư+ 3{n_{AlC{l_3}}} = 0,69mol\\
\to {V_{NaOH}} = \dfrac{{0,69}}{2} = 0,345l
\end{array}\)
TH2: Kết tủa bị hòa tan một phần
\(\begin{array}{l}
HCl + NaOH \to NaCl + {H_2}O\\
AlC{l_3} + 3NaOH \to Al{(OH)_3} + 3NaCl\\
Al{(OH)_3} + NaOH \to NaAl{O_2} + 2{H_2}O\\
{n_{Al{{(OH)}_3}}} = {n_{AlC{l_3}}} = 0,3mol\\
\to {n_{Al{{(OH)}_3}}}hoà tan= 0,3 – 0,2 = 0,1mol\\
\to {n_{NaOH}} = {n_{HCl}}dư+ 3{n_{AlC{l_3}}} + {n_{Al{{(OH)}_3}}}hòa tan= 1,09mol\\
\to {V_{NaOH}} = \dfrac{{1,09}}{2} = 0,545l
\end{array}\)