Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Al và Al2O3 trong 400,0 ml dung dịch NaOH 2M, thu được dung

Câu hỏi số 386868:

Vận dụng cao

Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Al và Al₂O₃ trong 400,0 ml dung dịch NaOH 2M, thu được dung dịch Y và 6,72 lít khí H₂ (đktc). Thêm 600,0ml hoặc 1400,0ml dung dịch HCl yM vào dung dịch Y đều thu được cùng một lượng kết tủa có khối lượng m gam. Giá trị gần nhất của m là?

A. 13,8.

B. 16,0.

C. 18,2.

D. 16,4.

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:386868

Phương pháp giải

Bài toán cho từ từ H⁺ vào {OH^-, AlO₂^-}

Thứ tự phản ứng khi cho từ từ H⁺ vào OH^-; AlO₂^- là:

(1) H⁺ + OH^- → H₂O

(2) H⁺ + AlO₂^- + H₂O → Al(OH)₃

(3) 3H⁺ + Al(OH)₃ → Al³⁺ + 3H₂O

Như vậy, khi cho từ từ H⁺ vào OH^-; AlO₂^- thì:

- Đầu tiên, H⁺ trung hòa OH^- nên chưa thấy xuất hiện kết tủa, khi đó chỉ xảy ra (1)

→ n_{H+ (1)}= n_OH-

- Khi H⁺ bị trung hòa hết, kết tủa sẽ tăng từ từ cho đến khi cực đại khi đó xảy ra (2)

→ n_{H+ (2)}= n_AlO2-

- Khi NaOH dư thì kết tủa sẽ bị tan dần cho đến hết khi đó xảy ra (3)

→ n_H+(3)= 3n_Al(OH)3_{bị tan} = 3.(n_AlO2- - n_Al(OH)3)

Vậy ta có công thức tính nhanh trường hợp kết tủa tan:

∑n_H+ = n_OH- + n_AlO2- + 3.(n_AlO2- - n_Al(OH)3) = n_OH- + 4n_AlO2- - 3n_Al(OH)3

Giải chi tiết

n_H2 = 0,3 mol; n_NaOH = 0,8 mol

Quy đổi hỗn hợp thành Al (a mol) và O (b mol)

→ m = 27a + 16b (g)

(Chú ý khối lượng kết tủa Al(OH)₃ thu được bằng với khối lượng hỗn hợp đầu đều là m gam)

- Khi hòa tan hết hỗn hợp vào dd NaOH:

Al⁰ → Al⁺³ + 3e O⁰ + 2e → O^-2

2H⁺ + 2e → H₂

Áp dụng bảo toàn e: 3n_Al = 2n_O + 2n_H2

→ 3a = 2b + 2.0,3 (1)

→ Dung dịch Y chứa: Na⁺ (0,8); AlO₂^- (a) và OH^-

Bảo toàn điện tích → n_OH- = 0,8 - a (mol)

- Khi thêm 0,6 lít hoặc 1,4 lít HCl y M vào Y đều thu được m = 27a + 16b (g) kết tủa Al(OH)₃ nên suy ra:

+ Khi V = 0,6 lít thì chưa có sự hòa tan kết tủa

OH^- + H⁺ → H₂O

AlO₂^-+ H⁺ + H₂O → Al(OH)₃

→ n_H+ = n_OH- + n_Al(OH)3

\( \to 0,6y = 0,8 - a + \frac{{27{\rm{a}} + 16b}}{{78}}\)(*)

+ Khi V = 1,4 lít thì có sự hòa tan kết tủa

OH^- + H⁺ → H₂O

AlO₂^-+ H⁺ + H₂O → Al(OH)₃

Al(OH)₃ + 3H⁺ → Al³⁺+ 3H₂O

Công thức tính nhanh (chứng minh trong phần phương pháp):

n_H+= n_OH- + 4n_AlO2- - 3n_Al(OH)3

\( \to 1,4y = 0,8 - a + 4{\rm{a}} - 3.\frac{{27{\rm{a}} + 16b}}{{78}}\) (**)

Lập tỉ lệ (**)/(*) thu được:

\(\frac{{0,8 + 3{\rm{a}} - 3.\frac{{27{\rm{a}} + 16b}}{{78}}}}{{0,8 - a + \frac{{27{\rm{a + 16b}}}}{{78}}}} = \frac{{1,4}}{{0,6}} \Leftrightarrow \frac{{78(0,8 + 3{\rm{a}}) - 3(27{\rm{a}} + 16b)}}{{78(0,8 - a) + 27{\rm{a}} + 16b}} = \frac{{1,4}}{{0,6}}\)

→ 163,2a - 51,2b = 49,92 (2)

Giải (1) (2) được a = 0,4 và b = 0,3

→ m = 0,4.27 + 0,3.16 = 15,6 gam gần nhất với 16 gam

Đáp án cần chọn là: B

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.