Hoà tan hoàn toàn 10,45 gam hỗn hợp gồm Fe, Al, Mg vào dung dịch HCl. Dung dịch thu được sau phản ứng đem trộn với dung dịch NaOH dư được 14,05 gam kết tủa và dung dịch A. Nung kết tủa trong không khí thấy tạo thành 12 gam hỗn hợp gồm hai oxit kim loại. Cho khí CO2 lội qua dung dịch A thu được 11,7 gam kết tủa trắng dạng keo. Viết phương trình phản ứng và tính hiệu suất của phản ứng nung kết tủa.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
\(n_{H_2}=\dfrac{8,96}{22,4}=0,4\left(mol\right)\)
PTHH: Fe + 2HCl --> FeCl2 + H2
0,4<------------0,4<----0,4
Gọi số mol Fe2O3 trong A là a
=> \(B\left\{{}\begin{matrix}Fe\left(OH\right)_2:0,4\\Fe\left(OH\right)_3:2a\end{matrix}\right.\)
=> mB = 0,4.90 + 107.2a = 214a + 36 (g)
Bảo toàn Fe: \(n_{Fe_2O_3}=\dfrac{0,4+2a}{2}=a+0,2\left(mol\right)\)
=> mC = 160.(a+0,2) (g)
=> 160.(a+0,2) + 31 = 214a + 36
=> a = 0,5 (mol)
\(\left\{{}\begin{matrix}m_{Fe}=0,4.56=22,4\left(g\right)\\m_{Fe_2O_3}=0,5.160=80\left(g\right)\end{matrix}\right.\)
Cho hỗn hợp vào dd HCl dư
\(Fe+2HCl\rightarrow FeCl_2+H_2\uparrow\) (1)
\(Fe_2O_3+6HCl\rightarrow2FeCl_3+3H_2O\) (2)
Cho NaOH (dư) vào dd A:
\(NaOH+HCl\rightarrow NaCl+H_2O\)
\(2NaOH+FeCl_2\rightarrow Fe\left(OH\right)_2+2NaCl\) (3)
\(3NaOH+FeCl_3\rightarrow Fe\left(OH\right)_3+3NaCl\) (4)
Lọc tách kết tủa nung trong kk đến khối lượng không đổi:
\(4Fe\left(OH\right)_2+O_2+2H_2O\underrightarrow{t^0}4Fe\left(OH\right)_3\) (5)
\(2Fe\left(OH\right)_3\underrightarrow{t^0}Fe_2O_3+3H_2O\) (6)
Ở (1) : \(n_{Fe}=n_{H_2}=\dfrac{8,96}{22,4}=0,4\left(mol\right)\)
Gọi x là số mol \(Fe_2O_3\) có trong hh A, theo (1,2,3,4,5,6) ta có:
\(Fe\rightarrow FeCl_2\rightarrow Fe\left(OH\right)_2\rightarrow Fe\left(OH\right)_3\rightarrow\dfrac{1}{2}Fe_2O_3 \)
0,4 0,4 0,4 0,4 0,2
\(Fe_2O_3\rightarrow2FeCl_3\rightarrow2Fe\left(OH\right)_3\rightarrow Fe_2O_3\)
x 2x 2x x
Vậy khối lượng kết tủa B gồm \(0,4\) mol \(Fe\left(OH\right)_2\) và 2x mol \(Fe\left(OH\right)_3\)
Kl chất rắn C: \(0,2+x\) mol \(Fe_2O_3\)
Theo bài ta có: kl chất rắn C giảm 31g so với kl kết tủa B nên:
\(2x.107+0,4.90-31=160\left(0,2+x\right)\)
\(\Rightarrow x=0,5\) (mol)
Khối lượng các chất trong hh A ban đầu là:
\(m_{Fe}=56.0,4=22,4\left(g\right)\)
\(m_{Fe_2O_3}=160.0,5=80\left(g\right)\)
Đáp án A
Khi thêm 0,85 mol NaOH vào X thì thu được dung dịch chứa NaCl: 0,52 mol và Na2SO4 : 0,14mol;
Vì n N a O H > n N a C l + 2 n N a 2 S O 4 nên còn N a A l O 2
Bảo toàn Na có n N a O H = n N a C l + 2 n N a 2 S O 4 + n N a A l O 2 → 0 , 85 = 0 , 52 + 2 . 0 , 14 + n N a A l O 2
→ n N a A l O 2 = 0,05 mol
Kết tủa thu được là M g ( O H ) 2 : x mol và A l ( O H ) 3 : y mol
Ta có hệ sau
→ dd X có A l + 3 : 0 , 15 m o l ; M g + 2 : 0 , 15 m o l ; C l - : 0 , 52 m o l ; S O 4 2 - : 0 , 14 m o l
Ta thấy X có 3 n A l + 2 n M g < n C l + 2 n S O 4 nên X có dư H + → n H + = 0,52 + 0,14.2 -0,15.3 -0,15.2 = 0,05 mol
OH- + H + → H2O
OH- + M g + 2 → M g ( O H ) 2
3OH- + A l + 3 → A l ( O H ) 3
B a 2 + + S O 4 2 - → B a S O 4
A l ( O H ) 3 + O H - → A l O 2 - + 2 H 2 O
Khi thêm 8x mol KOH và x mol B a ( O H ) 2 vào dung dịch X thì để thu được lượng kết tủa lớn nhất ta xét các TH sau
TH1 : kết tủa có B a S O 4 : 0,14 mol và M g ( O H ) 2 : 0,15 mol và có thể có A l ( O H ) 3
Bảo toàn Ba có x = 0,14 mol → n O H =8x + 2x =10x =1,4 mol > 2 n M g + 4 n A l + n H + = 0,95
→ phản ứng có kết tủa A l ( O H ) 3 bị hòa tan hết → kết tủa thu được là B a S O 4 và M g ( O H ) 2
→ đem nung thu được B a S O 4 : 0,14 mol và MgO : 0,15 mol → m = 38,62g
TH2: Kết tủa có A l ( O H ) 3 : 0,15 mol và Mg(OH)2: 0,15 mol; B a S O 4
Ta có n O H = 10x = 0,15.3 + 0,15.2 +0,05=0,8 → x = 0,08 mol→ có 0,08 mol B a S O 4
→ Đem nhiệt phân thu được 0,08 mol B a S O 4 ; 0,075 mol Al2O3 và 0,15mol MgO
→ m = 0,08.233 + 0,075.102 +0,15.40 =32,29g
Nên TH1 khối lượng kết tủa lớn nhất là 38,62 g gần nhất với 38,6 nhất
Đáp án B
Xét NaOH +X
tạo 0,52 mol NaCl và 0,14 mol N a 2 S O 4 và dư 0,05 mol N a +
Ghép với A l O 2 - ⇒ tạo 0,05 mol N a A l O 2
Đặt n A l = x ; n M g = y
Giải hệ có:
TH1: B a S O 4 đạt cực đại
⇒ n B a ( O H ) 2 = n S O 4 = 0 , 14 m o l
⇒ n K O H = 0 , 14 . 8 = 1 , 12 m o l
Ghép tương tự NaOH, ta thấy B a 2 + , K + , S O 4 2 - , C l - còn dư 0,6 mol điện tích
Ghép với A l O 2 - ⇒ ghép được 0,15 mol
⇒ vẫn chưa đủ ⇒ còn O H - dư
Rắn gồm 0,14 mol B a S O 4 ; 0 , 15 m o l M g O ⇒ mrắn =38,62g
TH2: A l ( O H ) 3 đạt cực đại
⇒ các ion trong dung dịch gồm B a 2 + , K + , S O 4 2 - , C l -
(ta đang giả sử B a 2 + , S O 4 2 - cùng tồn tại trong cùng 1 dung dịch)
Đặt n B a 2 + = a ⇒ n K + = 8 a
Bảo toàn điện tích:
n B a S O 4 = n B a 2 + = 0 , 08 m o l
⇒ mrắn tối đa =38,62 (g)