Hòa tan 6,3 gam hỗn hợp hai kim loại Mg và Al bằng 400ml dung dịch chứa hai axit HCl 1M và H2SO4 0,5M. Sau khi pư xảy ra hoàn toàn, thu được dd A và 6,72 lít H2 (đktc)
a, Tính khối lượng muối khan thu được
b, Cho dd A pư với V lít dd NaOH 2M, Tính thể tích dd NaOH cần dúng để thu được k tủa lớn nhất. Tính khối lượng kết tủa đó
Đáp án:
a/ $ ⇒ 30,1g <m_{muối}<32,6g$
b/ $V=0,4\ lít$
$m_↓=16,5g$
Giải thích các bước giải:
Gọi số mol Mg, Al trong hh lần lượt là a,b mol
$⇒24a+27b=6,3(1)$
Cho hh tác dụng với dung dịch chứa $HCl,H_2SO_4$ ta có PTHH
$Mg+2HCl\to MgCl_2+H_2\\Mg+H_2SO_4\to MgSO_4+H_2\\2Al+6HCl\to 2AlCl_3+3H_2\\ 2Al+3H_2SO_4\to Al_2(SO_4)_3+3H_2$
$n_{HCl}=C_M.V=1.0,4=0,4\ mol$
$n_{H_2SO_4}=0,5.0,4=0,2\ mol$
$n_{H_2}=\dfrac{6,72}{22,4}=0,3\ mol$
Thấy: $2.n_{H_2} < n_{HCl}+2.n_{H_2SO_4}$ ⇒ Axit còn dư.
TH1: $HCl$ phản ứng hết, $H_2SO_4\ dư$
Từ PTHH , ta có:
$n_{H_2}=\dfrac{1}{2}.n_{HCl\ pư}+n_{H_2SO_4\ pư}\\⇔0,3=\dfrac{1}{2}.0,4+n_{H_2SO_4\ pư}\\⇒n_{H_2SO_4\ pư}= 0,1\ mol$
$m_{muối}=m_{Kim\ loại}+m_{Cl\ trong\ muối}+m_{SO_4\ trong\ muối}\\⇔m_{muối}=6,3+0,4.35,5+0,1.96=30,1g$
TH2: $H_2SO_4$ phản ứng hết, $HCl\ dư$
Từ PTHH , ta có:
$n_{H_2}=\dfrac{1}{2}.n_{HCl\ pư}+n_{H_2SO_4\ pư}\\⇔0,3=\dfrac{1}{2}.n_{HCl\ pư}+n_{H_2SO_4\ pư}\\⇒n_{HCl\ pư}= 0,2\ mol$
$m_{muối}=m_{Kim\ loại}+m_{Cl\ trong\ muối}+m_{SO_4\ trong\ muối}\\⇔m_{muối}=6,3+0,2.35,5+0,2.96=32,6g$
$ ⇒ 30,1g <m_{muối}<32,6g$
b/
Mặt khác, ta thấy: $n_{H_2}=n_{Mg}+\dfrac{3}{2}.n_{Al}⇒a+1,5b=0,3(2)$
Giải hệ (1),(2) ⇒ a= 0,15; b = 0,1 mol
Cho dd A phản ứng với NaOH, thu được lượng kết tủa lớn nhất, sản phẩm gồm:
$NaCl,Na_2SO_4, Mg(OH)_2, Al(OH)_3, H_2O$
BT Na, ta được:
$n_{NaOH}=n_{NaCl}+2.n_{Na_2SO_4}=n_{Cl}+2.n_{SO_4}=0,4+2.0,2=0,8\ mol$
Vậy: $V=\dfrac{n}{C_M}=0,4\ lít$
$m_↓=m_{Al(OH)_3}+m_{Mg(OH)_2}=78.n_{Al(OH)_3}+58.n_{Mg(OH)_2}\\=78.n_{Al}+58.n_{Mg}=16,5g$