Cho 7,65 gam hỗn hợp Al và Mg tan hoàn toàn trong 500 ml dung dịch gồm HCl 1,04M và H₂SO₄ 0,28M, thu được dung dịch X và khí H₂. Cho 850 ml dung dịch NaOH 1M vào X, sau phản ứng hoàn toàn thu được 16,5 gam kết tủa gồm hai chất. Mặt khác, cho từ từ dung dịch hỗn hợp KOH 0,8M và Ba(OH)₂ 0,1M vào X đến khi lượng kết tủa lớn nhất, lọc kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi, thu được m gam chất rắn. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây

A. 38,6

B. 27,4

C. 32,3

D. 46,3

Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án

Môn: Hóa Học Lớp 12

Chủ đề: Tổng hợp Vô cơ 12

Bài: Tổng hợp vô cơ

Lời giải:

Báo sai

Khi thêm 0,85 mol NaOH vào X thì thu được dung dịch chứa NaCl: 0,52 mol và Na₂SO₄ : 0,14mol;

Vì n_NaOH> n_NaCl + 2n_Na2SO4 nên còn NaAlO₂

Bảo toàn Na có

\(\begin{array}{*{20}{l}} {{n_{NaOH}}\; = {\rm{ }}{n_{NaCl}}\; + {\rm{ }}2{n_{Na2S{O_4}}}\; + {\rm{ }}{n_{NaAl{O_2}}}\; \to {\rm{ }}0,85{\rm{ }} = {\rm{ }}0,52{\rm{ }} + {\rm{ }}2.0,14{\rm{ }} + {\rm{ }}{n_{NaAl{O_2}}}}\\ { \to {\rm{ }}{n_{NaAl{O_2}}}\; = {\rm{ }}0,05{\rm{ }}mol} \end{array}\)

Kết tủa thu được là Mg(OH)₂ : x mol và Al(OH)₃ : y mol

Ta có hệ sau

\(\begin{array}{l} \left\{ \begin{array}{l} m \downarrow = 58x + 78y = 16.5\\ {m_{hh\;bd}} = 24x + 27(x + 0,05) = 7,65 \end{array} \right.\\ \to \left\{ \begin{array}{l} x = 0,15\\ y = 0,1 \end{array} \right.\\ \to dd{\rm{ }}X{\rm{ }}co{\rm{ }}A{l^{ + 3}}\;:{\rm{ }}0,15{\rm{ }}mol;{\rm{ }}M{g^{ + 2}}\;:{\rm{ }}0,15{\rm{ }}mol;{\rm{ }}C{l^ - }\;:{\rm{ }}0,52{\rm{ }}mol;{\rm{ }}S{O_4}^{2 - }\;:{\rm{ }}0,14{\rm{ }}mol \end{array}\)

Ta thấy X có 3n_Al+ 2n_Mg< n_Cl+ 2n_SO4nên X có dư H⁺ → n_H⁺= 0,52 + 0,14.2 -0,15.3 -0,15.2 = 0,05 mol

\(\begin{array}{*{20}{l}} {\;{\rm{ }}O{H^ - }\;{\rm{ }} + {\rm{ }}{H^ + }\; \to {\rm{ }}\;{H_2}O}\\ {\;O{H^ - }\; + {\rm{ }}M{g^{ + 2}}\; \to {\rm{ }}\;Mg{{\left( {OH} \right)}_2}}\\ {\;3O{H^ - }\; + {\rm{ }}A{l^{ + 3}}\; \to {\rm{ }}\;Al{{\left( {OH} \right)}_3}}\\ {\;B{a^{2 + }}\; + {\rm{ }}S{O_4}^{2 - }\; \to {\rm{ }}\;BaS{O_4}}\\ {Al{{\left( {OH} \right)}_3}\; + {\rm{ }}O{H^ - }\; \to {\rm{ }}\;\;Al{O_2}^ - \; + {\rm{ }}2{H_2}O} \end{array}\)

Khi thêm 8x mol KOH và x mol Ba(OH)₂ vào dung dịch X thì để thu được lượng kết tủa lớn nhất ta xét các TH sau

TH1 : kết tủa có BaSO₄ : 0,14 mol và Mg(OH)₂: 0,15 mol và có thể có Al(OH)₃

Bảo toàn Ba có \(x{\rm{ }} = {\rm{ }}0,14{\rm{ }}mol{\rm{ }} \to {\rm{ }}{n_{OH}}\; = 8x{\rm{ }} + {\rm{ }}2x{\rm{ }} = 10x{\rm{ }} = 1,4{\rm{ }}mol{\rm{ }} > {\rm{ }}2{n_{Mg}}\; + {\rm{ }}4{n_{Al}}\; + {n_{H + }}\; = {\rm{ }}0,95\)

→ phản ứng có kết tủa Al(OH)₃ bị hòa tan hết → kết tủa thu được là BaSO₄ và Mg(OH)₂

→ đem nung thu được BaSO₄ : 0,14 mol và MgO : 0,15 mol → m = 38,62g

TH2: Kết tủa có Al(OH)₃ : 0,15 mol và Mg(OH)₂: 0,15 mol; BaSO4

Ta có n_OH = 10x = 0,15.3 + 0,15.2 +0,05=0,8 → x = 0,08 mol→ có 0,08 mol BaSO4

→ Đem nhiệt phân thu được 0,08 mol BaSO₄; 0,075 mol Al₂O₃ và 0,15mol MgO

→ m = 0,08.233 + 0,075.102 +0,15.40 =32,29g

Nên TH1 khối lượng kết tủa lớn nhất là 38,62 g gần nhất với 38,6 nhất