Cho hỗn hợp A gồm 2.4g Mg ,4.05 g Al và dung dich 250ml FeSO4 1M.Sau phản ứng hoàn toàn được dung dịch A và chất rắn B. Cho 260ml dung dịch NaOH 2M vào B sau phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch C và kết tủa D.Nung D trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m g rắn D,tính m
Đáp án:
\(m=5,1\ \rm{gam}\)
Giải thích các bước giải:
\( n_{FeSO_4}=0,25\ \text{mol}\\Mg+FeSO_4\to MgSO_4+Fe \\ n_{Mg}=\dfrac{2,4}{24}=0,1\ \rm{mol}\to n_{FeSO_4}=n_{Mg}=0,1\ \rm{mol}; n_{Fe}=0,1\ \rm{mol}\)
\( 2Al+3FeSO_4\to Al_2{(SO_4)}_3+3Fe\\ n_{FeSO_4}=0,25-0,1= 0,15\ \text{mol}\\ n_{Al}=\dfrac{4,05}{27}=0,15\ \rm{mol}\)
Ta có: \(\dfrac{0,15}2>\dfrac{0,15}3\to\)Sau phản ứng sắt (II) sunfat hết
\(n_{Al\ \text{phản ứng}}=\dfrac 23\cdot n_{FeSO_4}=0,1\text{mol}\to n_{Al\ \rm{dư}}=0,15-0,1= 0,05\ \text{mol}; n_{Fe}=n_{FeSO_4}=0,15\ \rm{mol}; n_{Al_2{(SO_4)}_3} =\dfrac 13\cdot n_{FeSO_4}=\dfrac 13\cdot 0,15=0,05 \rm{mol}\)
\(\to \sum n_{Fe}=0,1+0,15=0,25\ \text{mol}\)
Do đó, rắn B gồm: \(\begin{cases} 0,25\ \text{mol}\ Fe\\ 0,05\ \text{mol}\ Al\end{cases}\)
\(n_{NaOH}=0,26\cdot 2=0,52\ \text{mol}\\ Al+H_2O+NaOH\to NaAlO_2+\dfrac 32H_2\uparrow \\ n_{Al}=0,05\ \text{mol}\to n_{NaOH}=0,05\ \text{mol}\\ 6NaOH+Al_2{(SO_4)}_3\to 2Al(OH)_3+3Na_2SO_4 \\ n_{NaOH}=0,52-0,05=0,47\ \text{mol} \)
Ta có: \(\dfrac{0,47}6>\dfrac{0,05}1\to\)Sau phản ứng NaOH dư
\(n_{Al_2{(SO_4)}_3}=\dfrac 12\cdot n_{Al(OH)_3}\Rightarrow n_{Al(OH)_3}=2\cdot 0,05=0,1\ \rm{mol}\)
\(2Al(OH)_3\xrightarrow{t^\circ} Al_2O_3+3H_2O\\ n_{Al_2O_3}=\dfrac 12\cdot n_{Al(OH)_3}=\dfrac 12\cdot 0,1=0,05\ \rm{mol}\to m=0,05\cdot 102=5,1\ (gam)\)