Câu 6: Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm m gam hỗn hợp A gồm Al và FexOy thu được hỗn hợp chất rắn B. Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được dung dịch C, phần không tan D và 0,672 lít khí H2. Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch C cho đến khi thu được kết tủa lớn nhất rồi lọc lấy kết tủa, nung đến khối lượng không đổi được 5,1 gam chất rắn. Phần không tan D cho tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng. Sau phản ứng xảy ra hoàn toàn chỉ thu được dung dịch E chứa một muối sắt duy nhất và 2,688 lit SO2.Các thể tích khí đo đktc.
1. Xác định CTPT của oxit sắt và tính giá trị m.
2. Nếu cho 200 ml dd HCl 1M tác dụng với dd C đến khi phản ứng kết thúc ta thu đuợc 6,24 gam kết tủa thì số gam NaOH trong dd NaOH ban đầu là bao nhiêu?
1)
\(n_{SO_2}=\dfrac{2,688}{22,4}=0,12\left(mol\right)\)
PTHH: \(2Fe+6H_2SO_{4\left(đ,n\right)}\rightarrow Fe_2\left(SO_4\right)_3+3SO_2+6H_2O\)
0,08<-----------------------------------0,12
=> nFe = 0,08 (mol)
\(n_{H_2}=\dfrac{0,672}{22,4}=0,03\left(mol\right)\)
\(n_{Al_2O_3}=\dfrac{5,1}{102}=0,05\left(mol\right)\)
PTHH: \(2NaOH+2Al+2H_2O\rightarrow2NaAlO_2+3H_2\)
0,02<-- 0,02<----------------0,02<---0,03
\(Al_2O_3+2NaOH\rightarrow2NaAlO_2+H_2O\)
0,04<----0,08--------0,08
\(NaAlO_2+H_2O+HCl\rightarrow NaCl+Al\left(OH\right)_3\)
0,1<-----------------------------------0,1
\(2Al\left(OH\right)_3\underrightarrow{t^o}Al_2O_3+3H_2O\)
0,1<------0,05
=> \(n_{Al_2O_3}=0,04\left(mol\right)\Rightarrow n_O=0,12\left(mol\right)\)
Xét nFe : nO = 0,08 : 0,12 = 2 : 3
=> Fe2O3
m = 0,02.27 + 0,04.102 + 0,08.56 = 9,1 (g)
2)
C gồm \(\left\{{}\begin{matrix}NaAlO_2:0,1\left(mol\right)\\NaOH:x\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
nHCl = 0,2.1 = 0,2 (mol)
\(n_{Al\left(OH\right)_3}=\dfrac{6,24}{78}=0,08\left(mol\right)\)
TH1: Kết tủa không bị hòa tan
PTHH: NaOH + HCl --> NaCl + H2O
x------>x
\(NaAlO_2+H_2O+HCl\rightarrow NaCl+Al\left(OH\right)_3\)
0,08<------------0,08
=> x + 0,08 = 0,2
=> x = 0,12 (mol)
nNaOH(bđ) = 0,02 + 0,08 + 0,12 = 0,22 (mol)
=> mNaOH(bđ) = 0,22.40 = 8,8 (g)
TH2: Kết tủa bị hòa tan 2 phần
PTHH: NaOH + HCl --> NaCl + H2O
x------>x
\(NaAlO_2+H_2O+HCl\rightarrow NaCl+Al\left(OH\right)_3\)
0,1---------------->0,1-------------->0,1
\(Al\left(OH\right)_3+3HCl\rightarrow AlCl_3+3H_2O\)
0,02----->0,06
=> x + 0,1 + 0,06 = 0,2
=> x = 0,04 (mol)
=> nNaOH (bđ) = 0,04 + 0,02 + 0,08 = 0,14 (mol)
=> mNaOH(bđ) = 0,14.40 = 5,6 (g)