Cho m (gam) hỗn hợp X gồm Al và một kim loại M hóa trị II tan trong H2SO4 loãng (vừa đủ) thu được dung dịch Y và có V lít (đktc) khí H2 thoát ra. Cho X tác dụng với dung dịch Ba(NO3)2 vừa đủ thấy tách ra 93,2 gam kết tủa trắng. Lọc bỏ kết tủa rồi cô cạn phần nước lọc thì thu được 57,4 gam muối khan.
a) Tính V , m
b) Xác định kim loại M, biết trong hỗn hợp X có số mol của M lớn hơn 33,33% số mol của nhôm.
Giải thích các bước giải:
a.
BT mol $SO_4:\ n_{SO_4\ (axit)}=n_{SO_4\ \text{kết tủa}}=0,4\ mol$
$n_{H_2}=n_{SO_4}=0,4\ mol$
$⇒V=0,4.22,4=8,96\ \text{lít}$
$n_{NO_3}=2n_{SO_4}=0,8\ mol$
BTKL: $m=m_{\text{muối nitrat}}-m_{NO_3}=57,4-0,8.62=7,8\ gam$
b.
Gọi số mol Al, M lần lượt là $x,y$
$⇒\begin{cases}1,5x+y=0,4\\ 27x+yM=7,8\end{cases}$
$⇒\begin{cases}27x+18y=7,2\\ 27x+yM=7,8\end{cases}$
$⇒0,07<y=\dfrac{0,6}{M-18}<0,4$
$⇒19,5<M<27$
$⇒M=24\ (Mg)$
a,
$n_{BaSO_4}=\dfrac{93,2}{233}=0,4(mol)$
$X(Al, M)+H_2SO_4\to$ muối sùnat $+H_2$
Muối sunfat $+Ba(NO_3)_2\to$ muối nitrat $+BaSO_4$
Bảo toàn $S$:
$n_{H_2SO_4}=n_{BaSO_4}=0,4(mol)$
Bảo toàn $H$:
$n_{H_2}=n_{H_2SO_4}=0,4(mol)$
$\to V=0,4.22,4=8,96l$
Bảo toàn $Ba$:
$n_{Ba(NO_3)_2}=n_{BaSO_4}=0,4(mol)$
BTKL:
$m_{\text{muối sunfat}}=57,4+93,2-0,4.261=46,2g$
BTKL:
$m=46,2+0,4.2-0,4.98=7,8g$
b,
Đặt $x$, $y$ là mol $Al$, $M$
Có $3n_{Al}+2n_M=2n_{H_2}$
$\to 1,5x+y=0,4$
$\to 27x+18y=7,2$
Mà $27x+M_M.y=7,8$
$\to y(M_M-18)=0,6$
$\to y=\dfrac{0,6}{M_M-18}(mol)$
Mà $1,5x+y=0,4\to x=\dfrac{0,4-y}{1,5}>0$
$\to y<0,4$
$\to M_M>19,5$
$y>\dfrac{1}{3}x\to x<3y$
$\to \dfrac{0,4-y}{1,5}<3y$
$\to 4,5y>0,4-y$
$\to y>\dfrac{4}{55}$
$\to M_M<26,25$
Do đó $19,5<M_M<26,25$
$\to M_M=24(Mg)$