Quy trình công nghệ sản xuất phèn alumininum (KAl(SO4)2.12H2O) từ cao lanh thành phần khoáng chính là

Câu hỏi số 773480:

Vận dụng

Quy trình công nghệ sản xuất phèn alumininum (KAl(SO₄)₂.12H₂O) từ cao lanh thành phần khoáng chính là kaolinit (Al₂O₃.SiO₂) được tiến hành như sau :

Bước 1: Cao lanh đã tuyển được hoạt hóa ở chế độ nung 700° C trong 1 giờ.

Bước 2: Sau đó được nghiền nhỏ và hòa tách trong 117,6 kg dung dịch H₂SO₄ 25% ở nhiệt độ 95°C. Lượng acid được tính theo tỷ lượng vừa đủ. Sau khi phản ứng, dung dịch muối aluminium sulfate được lọc tách khỏi bã silicon.

Bước 3: Thêm tiếp 87 kg dung dịch K₂SO₄ 20% vừa đủ vào dung dịch sau phản ứng rồi đun nóng để nước bay hơi cho đến khi khối lượng dung dịch giảm đi 30% so với ban đầu.

Bước 4: Hạ nhiệt độ dung dịch về 20°C để phèn chua tách ra. Biết các phản ứng xảy ra vừa đủ và 100 gam nước ở 20°C hòa tan được tối đa 15 gam KAl(SO₄)₂. Sau khi kết thúc các bước trên thu được m kg phèn chua. Tính m kg phèn chua thu được? Trình bày suy luận.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:773480

Phương pháp giải

PTHH: $A{l_2}{O_3} + 3{H_2}S{O_4}\xrightarrow{{}}A{l_2}{(S{O_4})_3} + 3{H_2}O$

Ta có:

${{\text{m}}_{{\text{dd A}}{{\text{l}}_2}{{{\text{(S}}{{\text{O}}_4})}_3}}} = {{\text{m}}_{{\text{A}}{{\text{l}}_2}{{\text{O}}_3}}} + {{\text{m}}_{{\text{dd }}{{\text{H}}_2}{\text{S}}{{\text{O}}_4}}}$

$ \to {{\text{n}}_{{\text{A}}{{\text{l}}_2}{{{\text{(S}}{{\text{O}}_4})}_3}}}{\text{; }}{{\text{n}}_{{{\text{K}}_2}{\text{S}}{{\text{O}}_4}}}$

⟶ m_{dung dịch sau pha trộn}

Đun cho nước bay hơi thì m_{dung dịch còn lại} = m_{dung dịch sau pha trộn} – 30%. m_{dung dịch sau pha trộn}

$ \to {{\text{n}}_{{\text{KAl(S}}{{\text{O}}_4}{)_2}{\text{ ban dau}}}}$

Gọi ${{\text{n}}_{{\text{KAl(S}}{{\text{O}}_4}{)_2}{\text{.12}}{{\text{H}}_2}{\text{O thu duoc}}}} = x{\text{ (mol)}}$

${\text{C}}_{{\text{KAl(S}}{{\text{O}}_4}{)_2}{\text{ bao hoa con lai}}}^\% = \dfrac{{258.(0,2 - x)}}{{150,36 - 474x}} = \dfrac{{15}}{{100 + 15}} \to {\text{x }}$%

$ \to {{\text{m}}_{{\text{KAl(S}}{{\text{O}}_4}{)_2}.12{{\text{H}}_2}{\text{O}}}} = 474x$

Giải chi tiết

${{\text{n}}_{{{\text{H}}_2}{\text{S}}{{\text{O}}_4}}} = \dfrac{{117,6.25\% }}{{98}} = 0,3{\text{ (mol)}}$

PTHH: $A{l_2}{O_3} + 3{H_2}S{O_4}\xrightarrow{{}}A{l_2}{(S{O_4})_3} + 3{H_2}O$

Ta có: ${{\text{m}}_{{\text{dd A}}{{\text{l}}_2}{{{\text{(S}}{{\text{O}}_4})}_3}}} = {{\text{m}}_{{\text{A}}{{\text{l}}_2}{{\text{O}}_3}}} + {{\text{m}}_{{\text{dd }}{{\text{H}}_2}{\text{S}}{{\text{O}}_4}}}$

= 127,8 (kg)

$ \to {{\text{n}}_{{\text{A}}{{\text{l}}_2}{{{\text{(S}}{{\text{O}}_4})}_3}}} = 0,1{\text{ mol; }}{{\text{n}}_{{{\text{K}}_2}{\text{S}}{{\text{O}}_4}}} = \dfrac{{87.20\% }}{{174}} = 0,1{\text{ (mol)}}$

⟶ m_{dung dịch sau pha trộn} = 127,8 + 87 = 214,8 (g)

Đun cho nước bay hơi thì m_{dung dịch còn lại} = 214,8 – 214,8.30% = 150,36 (g)

$ \to {{\text{n}}_{{\text{KAl(S}}{{\text{O}}_4}{)_2}{\text{ ban dau}}}} = 0,2{\text{ (mol)}}$

Gọi ${{\text{n}}_{{\text{KAl(S}}{{\text{O}}_4}{)_2}{\text{.12}}{{\text{H}}_2}{\text{O thu duoc}}}} = x{\text{ (mol)}}$

${\text{C}}_{{\text{KAl(S}}{{\text{O}}_4}{)_2}{\text{ bao hoa con lai}}}^\% = \dfrac{{258.(0,2 - x)}}{{150,36 - 474x}} = \dfrac{{15}}{{100 + 15}} \to {\text{x = 0}}{\text{,17383 mol}}$

$ \to {{\text{m}}_{{\text{KAl(S}}{{\text{O}}_4}{)_2}.12{{\text{H}}_2}{\text{O}}}} = 474x = 82,4{\text{ (kg)}}$

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.