Hòa tan hết 25,8 gam hỗn hợp bột Al và Al2O3 cần 200g dung dịch HCl 32,85%. Sau phản ứng người ta thu được V lít khí H2 (đktc) và dung dịch A
a. Tính V? b. Tính C% của các chất trong dung dịch A
c. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,5M cần cho vào dung dịch A để thu được lượng kết tủa lớn nhất, nhỏ nhất.
Đáp án:
\(V=6,72l\)
\(C{\% _{AlC{l_3}}} = 35,57\% \)
\(\begin{array}{l}
{V_1} = 3,6l\\
{V_2} = 4,8l
\end{array}\)
Giải thích các bước giải:
Gọi a và b là số mol của Al và \(A{l_2}{O_3}\)
\(\begin{array}{l}
2Al + 6HCl \to 2AlC{l_3} + 3{H_2}\\
A{l_2}{O_3} + 6HCl \to 2AlC{l_3} + 3{H_2}O\\
{n_{HCl}} = \dfrac{{200 \times 32,85}}{{100 \times 36,5}} = 1,8mol\\
\left\{ \begin{array}{l}
27a + 102b = 25,8\\
3a + 6b = 1,8
\end{array} \right.\\
\to a = b = 0,2mol\\
\to {n_{{H_2}}} = \dfrac{3}{2}a = 0,3mol\\
\to {V_{{H_2}}} = 6,72l
\end{array}\)
Dug dịch A chỉ có:\(AlC{l_3}\)
\(\begin{array}{l}
\to {n_{AlC{l_3}}} = a + 2b = 0,6mol\\
\to {m_{AlC{l_3}}} = 80,1g\\
{m_{{\rm{dd}}}} = 25,8 + 200 – 0,3 \times 2 = 225,2g\\
\to C{\% _{AlC{l_3}}} = \dfrac{{80,1}}{{225,2}} \times 100\% = 35,57\%
\end{array}\)
Để lượng kết tủa lớn nhất thì \(Al{(OH)_3}\) không tan trong NaOH dư
\(\begin{array}{l}
AlC{l_3} + 3NaOH \to Al{(OH)_3} + 3NaCl\\
{n_{NaOH}} = 3{n_{AlC{l_3}}} = 1,8mol\\
\to {V_{NaOH}} = \dfrac{{1,8}}{{0,5}} = 3,6l
\end{array}\)
Để lượng kết tủa nhỏ nhất thì \(Al{(OH)_3}\) tan trong NaOH dư
\(\begin{array}{l}
AlC{l_3} + 3NaOH \to Al{(OH)_3} + 3NaCl(1)\\
Al{(OH)_3} + NaOH \to NaAl{O_2} + 2{H_2}O(2)\\
{n_{Al{{(OH)}_3}}} = {n_{AlC{l_3}}} = 0,6mol\\
\to {n_{NaOH}} = {n_{Al{{(OH)}_3}}} = 0,6mol\\
\to {n_{NaOH}} = 3{n_{AlC{l_3}}} + {n_{Al{{(OH)}_3}}} = 2,4mol\\
\to {V_{NaOH}} = \dfrac{{2,4}}{{0,5}} = 4,8l
\end{array}\)