Hòa tan 1,02 gam Al2O3 vào 300 ml dung dịch H2SO4 0,2M ta thu được dung dịch A.Rót tiếp vào A 200ml dung dịch NaOH thì thu được một kết tủa , đem nung kết tủa đến khối lượng không đổi thì thu được 0,51 gam chất rắn . Coi thể tích dung dịch thay đổi ko đáng kể . Tính nồng độ mol của dung dịch NaOH.
Đáp án:
0,45M hoặc 0,65M
Giải thích các bước giải:
Hòa tan $Al_2O_3$ vào dung dịch $H_2SO_4$, ta có:
$Al_2O_3+3H_2SO_4\to Al_2(SO_4)_3+3H_2O$
$n_{Al_2O_3}=1,02:102=0,01\ mol$
$n_{H_2SO_4}=0,2.0,3=0,06\ mol$
$⇒H_2SO_4\ dư$
$n_{Al_2(SO_4)_3}=0,01\ mol; n_{H_2SO_4\ dư}=0,06-0,01.3=0,03\ mol$
Thêm NaOH vào dung dịch A, các phản ứng xảy ra lần lượt:
$H_2SO_4+2NaOH\to Na_2SO_4+2H_2O(1)$
$6NaOH+Al_2(SO_4)_3\to 2Al(OH)_3+3Na_2SO_4(2)$
$Al(OH)_3+NaOH\to NaAlO_2↓+2H_2O(3)$
Nung kết tủa đến khối lượng không đổi:
$2Al(OH)_3\xrightarrow{t^o}Al_2O_3+3H_2O(4)$
$⇒n_{Al_2O_3}=0,51:102=0,005\ mol ⇒n_{Al(OH)_3(4)}=0,01\ mol$
Có 2 trường hợp xảy ra;
TH1: Chỉ xảy ra phản ứng (1); (2)
$⇒n_{NaOH}=2.n_{H_2SO_4}+3.n_{Al(OH)_3}=2.0,03+3.0,01=0,09\ mol\\⇒C_m=0,09:0,2=0,45M$
TH2: Xảy ra cả phản ứng (1); (2); (3);
$⇒n_{NaOH}=2.n_{H_2SO_4}+6.n_{Al_2(SO_4)_3}+n_{Al(OH)_3(3)}$
Mà $n_{Al(OH)_3(3)}=n_{Al(OH)_3(2)}-n_{Al(OH)_3(4)}\\⇒n_{Al(OH)_3(3)}=0,01.2-0,01=0,01\ mol$
$⇒n_{NaOH}=2.0,03+0,01.6+0,01=0,13\ mol ⇒C_M=0,65M$