Cho 7,65 gam hỗn hợp Al và Mg tan hoàn toàn trong 500 ml dung dịch HCl 1,04M và H2SO4 0,28M thu được dung

Câu hỏi số 308942:

Vận dụng cao

Cho 7,65 gam hỗn hợp Al và Mg tan hoàn toàn trong 500 ml dung dịch HCl 1,04M và H₂SO₄ 0,28M thu được dung dịch X và khí H₂. Cho 850 ml dung dịch NaOH 1M vào X, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 16,5 gam kết tủa gồm 2 chất. Mặt khác cho từ từ dung dịch hỗn hợp KOH 0,8M và Ba(OH)₂ 0,1M vào X đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất, lọc kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi, thu được m gam chất rắn. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 32,3

B. 38,6

C. 46,3

D. 27,4

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:308942

Phương pháp giải

Đặt số mol Al là x mol; số mol Mg là y mol

Ta có: n_HCl = 0,52 mol; n_H2SO4 = 0,14 mol

Dung dịch X chứa Al³⁺: x mol; Mg²⁺: y mol; H⁺ dư 0,8-3x-2y mol; Cl^-, SO₄^2-

*Khi cho 0,85 mol NaOH vào dung dịch X: Đặt n_{Al(OH)3 PT 4} = z mol

OH^-+ H⁺ → H₂O (1)

(0,8-3x-2y) (0,8-3x-2y) mol

3OH^-+ Al³⁺ → Al(OH)₃ ↓ (2)

3x← x x mol

2OH^-+ Mg²⁺ → Mg(OH)₂ (3)

2y← y y mol

Al(OH)₃+ OH^- → Al(OH)₃ (4)

z → z mol

Kết tủa thu được sau phản ứng có y mol Mg(OH)₂ và (x-z) mol Al(OH)₃

Ta có hệ: 27x + 24y = 7,65

58y + 78(x-z) = 16,5

n_OH- = 0,8-3x-2y + 3x + 2y +z = 0,85 mol

Giải hệ trên ta có: x; y và z

Đặt thể tích dung dịch chứa KOH, Ba(OH)₂ là a lít

*Khi cho dung dịch chứa 0,8a mol KOH, 0,1a mol Ba(OH)₂ vào dung dịch X để thu được lượng kết tủa lớn nhất:

-Trường hợp 1: Kết tủa là Al(OH)₃cực đại, Mg(OH)₂, BaSO₄

OH^-+ H⁺ → H₂O (5)

3OH^-+ Al³⁺ → Al(OH)₃ ↓ (6)

2OH^-+ Mg²⁺ → Mg(OH)₂ ↓ (7)

Ba²⁺+ SO₄^2- → BaSO₄↓

- Trường hợp 2: Kết tủa là BaSO₄cực đại, Mg(OH)₂

Ta tính lượng kết tủa thu được trong 2 trường hợp để tìm ra trường hợp kết tủa cực đại.

Từ đó tính được khối lượng chất rắn thu được sau khi nung đến khối lượng không đổi.

Giải chi tiết

Đặt số mol Al là x mol; số mol Mg là y mol

Ta có: n_HCl = 0,52 mol; n_H2SO4 = 0,14 mol

Dung dịch X chứa Al³⁺: x mol; Mg²⁺: y mol; H⁺ dư 0,8-3x-2y mol; Cl^-, SO₄^2-

*Khi cho 0,85 mol NaOH vào dung dịch X: Đặt n_{Al(OH)3 PT 4} = z mol

OH^-+ H⁺ → H₂O (1)

(0,8-3x-2y) (0,8-3x-2y) mol

3OH^-+ Al³⁺ → Al(OH)₃ ↓ (2)

3x← x x mol

2OH^-+ Mg²⁺ → Mg(OH)₂ (3)

2y← y y mol

Al(OH)₃+ OH^- → Al(OH)₃ (4)

z → z mol

Kết tủa thu được sau phản ứng có y mol Mg(OH)₂ và (x-z) mol Al(OH)₃

Ta có hệ: 27x + 24y = 7,65

58y + 78(x-z) = 16,5

n_OH- = 0,8-3x-2y + 3x + 2y +z = 0,85 mol

Giải hệ trên ta có: x = 0,15; y =0,15 và z = 0,05 mol

Vậy dung dịch X có chứa 0,05 mol H⁺, 0,15 mol Al³⁺, 0,15 mol Mg²⁺, 0,14 mol SO₄^2-, 0,52 mol Cl^-

Đặt thể tích dung dịch chứa KOH, Ba(OH)₂ là a lít

*Khi cho dung dịch chứa 0,8a mol KOH, 0,1a mol Ba(OH)₂ vào dung dịch X để thu được lượng kết tủa lớn nhất:

- Trường hợp 1: Kết tủa là Al(OH)₃cực đại, Mg(OH)₂, BaSO₄

OH^-+ H⁺ → H₂O (5)

3OH^-+ Al³⁺ → Al(OH)₃ ↓ (6)

2OH^-+ Mg²⁺ → Mg(OH)₂ ↓ (7)

→n_OH- = 0,05 + 3.0,15 + 2.0,15 = 0,8 mol → 0,8a +2.0,1a = 0,8 mol → a = 0,8 lít → n_Ba(OH)2 = 0,1a = 0,08 mol

Ba²⁺+ SO₄^2- → BaSO₄↓

0,08 0,14 0,08 mol

→ m_{kết tủa} = m_BaSO4+ m_Al(OH)3+ m_Mg(OH)2 = 0,08.233 + 0,15.78 + 0,15.58 = 39,04 gam

Khi nung kết tủa đến khối lượng không đổi thu được: BaSO₄, Al₂O₃ và MgO

→ m_{chất rắn} = m_Al2O3+ m_MgO+ m_BaSO4 = 0,075.102 + 0,15.40 + 0,08.233 = 32,29 gam

- Trường hợp 2: Kết tủa là BaSO₄cực đại, Mg(OH)₂

→n_{Ba2+ max} = n_SO4(2-) = 0,14 mol → 0,1a = 0,14 → a =1,4 → n_OH- = 0,8a + 2.0,1a = a =1,4 mol

Khi đó Al(OH)₃ tan hết.

Kết tủa thu được có 0,14 mol BaSO₄ và 0,15 mol Mg(OH)₂

→ m_{kết tủa} = 0,14.233 + 0,15.58 = 41,32 gam > 39,04 gam

Do đó ta chọn trường hợp 2 sẽ cho khối lượng kết tủa cực đại

Khi đó: m_{chất rắn} = m_BaSO4+ m_MgO = 0,14.233 + 0,15.40 = 38,62 gam

Vậy giá trị của m gần nhất với giá trị 38,6

Đáp án cần chọn là: B

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.