Chia m gam hỗn hợp X gồm Na, Al, Fe thành 2 phần bằng nhau: - Cho phần 1 vào nước dư thu dược 4,48

Câu hỏi số 344554:

Vận dụng cao

Chia m gam hỗn hợp X gồm Na, Al, Fe thành 2 phần bằng nhau:

- Cho phần 1 vào nước dư thu dược 4,48 lít H₂ (đktc).

- Cho phần 2 vào 1,2 lít dung dịch HCl 1M thu được 11,2 lít H₂ (đktc) và dung dịch Y. Cho 1,2 lít dung dịch NaOH 1M vào dung dịch Y, sau phản ứng lọc lấy kết tủa Z đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 17,1 gam chất rắn E. (Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn). Tính m và phần trăm khối lượng của từng kim loại trong hỗn hợp X.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:344554

Phương pháp giải

Gọi số mol của Na, Al, Fe trong mỗi phần lần lượt là x, y, z

Phần 1: H₂O + Na → NaOH + 1/2 H₂

Al + NaOH + H₂O → NaAlO₂ + 3/2H₂

- Nếu x > y thì số mol H₂ = 0,5x + 1,5y = 0,2 (1)

- Nếu x < y thì số mol H₂ = 0,5x + 1,5x = 0,2 (2)

Cho phần 2 vào dd HCl

Số mol HCl pư = 2(số mol H₂) = 1 mol → HCl dư 0,2 mol → Na, Al, Fe hết

Ta có: 0,5x + 1,5y + z = 0,5 → x + 3y + 2z = 1 (3)

Dung dịch Y chứa NaCl, AlCl₃, FeCl₂, HCl dư

Cho Y tác dụng với 1,2 mol NaOH:

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl

FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + 2NaCl

số mol NaOH còn lại là 1,2 - 0,2 - 3y - 2z = x (theo (3))

Xảy ra tiếp phản ứng

NaOH + Al(OH)₃ → NaAlO₂ + 2H₂O

x y

Xét TH₁: Nếu x > y thì kết tủa chỉ chứa Fe(OH)₂

Xét TH₂: Nếu x > y theo (2) ta có x = 0,1 (4)

Kết tủa Z chứa Al(OH)₃: y - x mol và Fe(OH)₂: z mol

Giải chi tiết

Số mol H₂ (phần 1) = 0,2; số mol H₂ (phần 2) = 0,5;

Số mol NaOH = 1,2 ; số mol HCl = 1,2

Gọi số mol của Na, Al, Fe trong mỗi phần lần lượt là x, y, z

Phần 1: H₂O + Na → NaOH + 1/2 H₂

x → x → 0,5x (mol)

Al + NaOH + H₂O → NaAlO₂ + 3/2H₂

- Nếu x > y thì số mol H₂ = 0,5x + 1,5y = 0,2 (1)

- Nếu x < y thì số mol H₂ = 0,5x + 1,5x = 0,2 (2)

Cho phần 2 vào dd HCl

Số mol HCl pư = 2(số mol H₂) = 1 mol → HCl dư 0,2 mol

→ Na, Al, Fe hết

Na + HCl → NaCl + 1/2H₂

x → 0,5x

Al + 3HCl → AlCl₃ + 3/2H₂

y → y → 1,5y

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

z → z → z

Ta có: 0,5x + 1,5y + z = 0,5 → x + 3y + 2z = 1 (3)

Dung dịch Y chứa NaCl, AlCl₃, FeCl₂, HCl dư

Cho Y tác dụng với 1,2 mol NaOH:

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

0,2 → 0,2

AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl

y → 3y

FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + 2NaCl

z → 2z → z

số mol NaOH còn lại là 1,2 - 0,2 - 3y - 2z = x (theo (3))

Xảy ra tiếp phản ứng

NaOH + Al(OH)₃ → NaAlO₂ + 2H₂O

x y

Xét TH₁:

Nếu x > y thì kết tủa chỉ chứa Fe(OH)₂

Fe(OH)₂ + 1/2O₂ → Fe₂O₃ + 2H₂O

z → 0,5z

Từ (1) và (3) ta có: z = 0,3 → khối lượng E = khối lượng Fe₂O₃ = 0,15.160 = 24 # 17,1 => loại.

Xét TH₂:

Nếu x > y theo (2) ta có x = 0,1 (4)

Kết tủa Z chứa Al(OH)₃: y - x mol và Fe(OH)₂: z mol

2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O

y - x (y -x)/2

17,1 gam chất rắn E gồm: Al₂O₃ và Fe₂O₃

Ta có: 102.0,5(y-x) + 160.0,5z = 17,1 (5)

Giải hệ (3), (4), (5) ta có y = 0,2, z = 0,15 (thỏa mãn x < y)

m = 23.2x + 17,2y + 56.2z = 32,2 gam

% khối lượng Na = 14,29%

% khối lượng Al = 33,54%

% khối lượng Fe = 52,17%

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link