Đáp án:
Giải thích các bước giải:
$n_{H_2SO_4} = 0,25.0,16 = 0,04(mol)$
Gọi $n_{Al} = a(mol) ; n_{Mg} = b(mol)$
$⇒ 27a + 24b = 0,765(1)$
$2Al + 3H_2SO_4 \to Al_2(SO_4)_3 + 3H_2$
$a$ $1,5a$ $0,5a$ $(mol)$
$Mg + H_2SO_4 \to MgSO_4 + H_2$
$b$ $b$ $b$ $(mol)$
$⇒ n_{H_2SO_4\ dư} = 0,04 - (1,5a + b)\ (mol)$
Gọi $n_{Al(OH)_3\ bị\ hòa\ tan} = c(mol)$
$n_{NaOH} = 0,25.0,34 = 0,085(mol)$
$2NaOH + H_2SO_4 \to Na_2SO_4 + 2H_2O$
$2NaOH + MgSO_4 \to Mg(OH)_2 + Na_2SO_4$
$2b$ $b$ $b$ $(mol)$
$Al_2(SO_4)_3 + 6NaOH \to 2Al(OH)_3 + 3Na_2SO_4$
$0,5a$ $3a$ $a$
$Al(OH)_3 + NaOH \to NaAlO_2 + 2H_2O$
$c$ $c$ $(mol)$
Ta có :
$n_{NaOH} = 2n_{H_2SO_4} + 2n_{MgSO_4} + 6n_{Al_2(SO_4)_3} + n_{Al(OH)_3\ bị\ hòa\ tan}$
$⇒ (0,04 - 1,5a - b).2 + 2b + 3a + c = 0,085$
$⇔ c = 0,005(2)$
$n_{Mg(OH)_2} = b(mol) ; n_{Al(OH)_3} = a - c(mol)$
$⇔ 58b + (a-c).78 = 1,65$
$⇔ 78a + 68b - 78c = 1,65(3)$
Từ (1) (2) và (3) suy ra $a = 0,015 ; b = 0,015 ; c = 0,005$
Vậy dung dịch X chứa :
$Al_2(SO_4)_3 : 0,5a = 0,0075(mol)$
$MgSO_4 :b = 0,015$
$H_2SO_4\ dư : 0,04 - 1,5a -b = 0,0025(mol)$
Suy ra :
$n_{Al^{3+}} = 0,075.2 = 0,015(mol)$
$n_{Mg^{2+}} = 0,015(mol)$
$n_{SO_4^{2-}} = 0,0075.3 + 0,015 + 0,0025 = 0,04$
$n_{H^+} = 0,0025.2 = 0,005(mol)$
$Ba^{2+} + SO_4^{2-} \to BaSO_4$
$0,04$ $0,04$ $0,04$ $(mol)$
$⇒ n_{Ba(OH)_2} = n_{Ba^{2+}} = 0,04(mol)$
$⇒ V_{hh} = \dfrac{0,04}{0,1} = 0,4(lít)$
$n_{KOH} = 0,4.0,8 = 0,32(mol)$
Suy ra:
$n_{OH^-} = 0,32 +0,04.2 = 0,4(mol)$
$H^+ + OH^- \to H_2O$
$Mg^{2+} + 2OH^- \to Mg(OH)_2$
$Al^{3+} + 3OH^- \to Al(OH)_3$
Số mol $OH^-$ phản ứng với $Al^{3+}$ là :
$n_{OH^-} = 0,4 - 0,005 - 0,015.2 = 0,365 > 4n_{Al^{3+}} = 0,015.4 = 0,06$
Vậy $Al(OH)_3$ bị hòa tan kết
Suy ra kết tủa gồm: $Mg(OH)_2\ 0,015\ mol; BaSO_4 : 0,04\ mol$
$Mg(OH)_2 \xrightarrow{t^o} MgO + H_2O$
$0,015$ $0,015$ $ (mol)$
Vậy :
$m = 0,015.40 + 0,04.233 = 9,92(gam)$
