Cho m gam hỗn hợp X gồm Al, Fe (có tỉ lệ khối lượng theo thứ tự 3:7) vào 110 gam dung dịch H2SO4 98% (đặc, nóng). Sau khi kết thúc phản ứng thu được 0,75m gam chất rắn (không chứa S), dung dịch Y và 11,2 lít (đktc) hỗn hợp khí SO2, H2S. a. Tính m b. Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y thu được 7,8 gam kết tủa. Tính V
\(m_{phản.ứng}=0,25m\left(g\right)\)
\(m\left(g\right)X\left\{{}\begin{matrix}m_{Al}:0,3m\left(g\right)\\m_{Fe}:0,7m\left(g\right)\end{matrix}\right.\)
Nhận thấy: 0,25m < 0,3m => Al dư, Fe chưa phản ứng
Gọi \(\left\{{}\begin{matrix}n_{SO_2}=a\left(mol\right)\\n_{H_2S}=b\left(mol\right)\end{matrix}\right.\) => \(a+b=\dfrac{11,2}{22,4}=0,5\) (*)
\(n_{H_2SO_4}=\dfrac{110.98\%}{98}=1,1\left(mol\right)\)
PTHH:
\(2Al+6H_2SO_{4\left(đ,n\right)}\rightarrow Al_2\left(SO_4\right)_3+3SO_2+6H_2O\)
\(\dfrac{2}{3}a\)<---2a<---------------\(\dfrac{1}{3}a\)<-----------a
\(8Al+15H_2SO_{4\left(đ,n\right)}\rightarrow4Al_2\left(SO_4\right)_3+3H_2S+12H_2O\)
\(\dfrac{8}{3}b\)<---5a<---------------\(\dfrac{4}{3}b\)<-------------b
=> 2a + 5b = 1,1 (**)
Từ (*), (**) => \(\left\{{}\begin{matrix}a=\dfrac{7}{15}\\b=\dfrac{1}{30}\end{matrix}\right.\)
=> \(n_{Al\left(pư\right)}=\dfrac{2}{3}.\dfrac{7}{15}+\dfrac{1}{30}.\dfrac{8}{3}=0,4\left(mol\right)\)
=> m = \(\dfrac{0,4.27}{0,25}=43,2\left(g\right)\)
b) \(\left\{{}\begin{matrix}n_{Al_2\left(SO_4\right)_3}=\dfrac{1}{2}n_{Al}=0,2\left(mol\right)\\n_{Al\left(OH\right)_3}=\dfrac{7,8}{78}=0,1\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
TH1: Kết tủa không bị hoà tan
\(Al_2\left(SO_4\right)_3+6NaOH\rightarrow2Al\left(OH\right)_3\downarrow+3Na_2SO_4\)
0,3<---------0,1
=> \(V=\dfrac{0,3}{2}=0,15\left(l\right)\)
TH2: Kết tủa bị hoà tan 1 phần
\(Al_2\left(SO_4\right)_3+6NaOH\rightarrow2Al\left(OH\right)_3\downarrow+3Na_2SO_4\)
0,1----------->0,6----------->0,2
\(NaOH+Al\left(OH\right)_3\rightarrow NaAlO_2+2H_2O\)
0,1<-------0,1
=> \(V=\dfrac{0,1+0,6}{2}=0,35\left(l\right)\)
