Đáp án:
1.
$\begin{array}{*{20}{l}} {{m_{Al}}{\text{ = }}5,4g\,\,\,\,\;} \\ {{m_{Mg}} = {\text{ }}7,2g\;} \\ {{m_{Fe}} = {\text{ }}5,6g\,\,\;} \end{array}$
2.
a. $ \to {C_{M{\text{ }}HCl}} = {\text{ }}0,35M{\text{ }}\;$
b. $m = 2 gam$
Giải thích các bước giải:
1)
Gọi số mol của $Al, Mg, Fe$ trong 18,2 gam hỗn hợp $A$ lần lượt là $a, b, c$.
$→ 27a+ 24b+ 56c= 18,2 (1) $
Xét phản ứng của A với dung dịch NaOH dư:
(Chỉ có $Al$ phản ứng, $Mg, Fe$ không phản ứng với dung dịch $NaOH$)
${n_{{H_2}}} = \dfrac{{6,72}}{{22,4}} = 0,3\,\,mol$
Phương trình hóa học:
$\begin{gathered} Al + {\text{ }}NaOH + {\text{ }}{H_2}O{\text{ }} \to NaAl{O_2} + {\text{ }}\frac{3}{2}{H_2}\;\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \hfill \\ 0,2\,\,\, \leftarrow \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,3\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol \hfill \\ \end{gathered} $
$→ n_{Al}= 0,2 mol$
$→ a= 0,2 (2) $
Xét phản ứng của $A$ cới dung dịch $HCl$:
${n_{{H_2}}} = \dfrac{{15,68}}{{22,4}}{\text{ }} = {\text{ }}0,7{\text{ }}mol\,$
Phương trình hóa học:
$\begin{array}{*{20}{l}} \begin{gathered} 2Al + {\text{ }}6HCl{\text{ }} \to 2AlC{l_3} + {\text{ }}3{H_2}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \hfill \\ a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,1,5a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol \hfill \\ \end{gathered} \\ \begin{gathered} Mg + {\text{ }}2HCl{\text{ }} \to {\text{ }}MgC{l_2} + {\text{ }}{H_2}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \hfill \\ b\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,b\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\; \hfill \\ \end{gathered} \\ \begin{gathered} Fe + {\text{ }}2HCl{\text{ }} \to {\text{ }}FeC{l_2} + {\text{ }}{H_2}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \hfill \\ c\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,c\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol \hfill \\ \end{gathered} \end{array}$
$\to {n_{{H_2}}} = 1,5a + b + c = 0,7\,\,(3)$
Từ (1)(2) và (3) suy ra: $ a= 0,2; b= 0,3; c= 0,1 $
Do đó:
$\begin{array}{*{20}{l}} {{m_{Al}} = {\text{ }}0,2.27 = {\text{ }}5,4g\,\,\;} \\ {{m_{Mg}} = {\text{ }}0,3.24 = {\text{ }}7,2g\;} \\ {{m_{Fe}} = {\text{ }}5,6\,\,\,g\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\;} \end{array}$
2)
a) Xét Phần 1:
${n_{AgCl}} = {\text{ }}\dfrac{{115,5175}}{{143,5}} = {\text{ }}0,805{\text{ }}mol{\text{ }} $
Bảo toàn nguyên tố $Cl$: ${n_{HCl}} = {n_{AgN{O_3}}} = 0,805\,\,mol$
→ Trong dung dịch $B$ chứa: $0,805.2 = 1,61\,\,mol$
Nồng độ mol/l của dung dịch $HCl$ ban đầu là:
$ \to {C_{M{\text{ }}HCl}} = \dfrac{{1,61}}{{4,6}}{\text{ }} = {\text{ }}0,35M{\text{ }}\;$
b,
Theo PTHH ta có:
$\begin{array}{*{20}{l}} {{n_{AlC{l_3}}} = {n_{Al}}{\text{ = }}0,2{\text{ }}mol\,\,{\text{ }}\;} \\ {{n_{MgC{l_2}}} = {n_{Mg}}{\text{ = }}0,3{\text{ }}mol\;} \\ {{n_{FeC{l_2}}} = {n_{Fe}} = {\text{ }}0,1{\text{ }}mol\;} \end{array}$
Dung dịch $B$ chứa: muối clorua, có thể chứa axit $HCl$ dư.
Chia B thành 2 phần bằng nhau, mỗi phần chứa:
$\begin{array}{*{20}{l}} {{n_{AlC{l_3}}}{\text{ = }}0,1{\text{ }}mol\,\,\,{\text{ }}\;} \\ {{n_{MgC{l_2}}}{\text{ = }}0,15{\text{ }}mol\;} \\ \begin{gathered} {n_{FeC{l_2}}} = {\text{ }}0,05{\text{ }}mol \hfill \\ {n_{HCl\,\,dư}} = x\,\,mol\,\,\,\,\,\,\,\,\; \hfill \\ \end{gathered} \end{array}$
Khi phản ứng với $NaOH$ dư:
$Al(OH)_3$ kết tủa tan, nên sau pu chỉ thu đc:
$0,15\,\, mol \,\, Mg(OH)_2, \,\, 0,05 \,\, mol \,\, Fe(OH)_2$ kết tủa.
Nung nóng kết tủa trong không khí:
$\begin{array}{*{20}{l}} {Mg{{\left( {OH} \right)}_2}{\text{ }}\xrightarrow{{{t^o}}}{\text{ }}MgO + {\text{ }}{H_2}O\;} \\ {2Fe{{\left( {OH} \right)}_2} + {\text{ }}\dfrac{1}{2}{O_2}{\text{ }}\xrightarrow{{{t^o}}}{\text{ }}F{e_2}{O_3} + {\text{ }}2{H_2}O\;} \end{array}$
=> Sau nung thu được chất rắn $D$:
$0,15 mol MgO; 0,025 mol Fe_2O_3$
Xét phản ứng hòa tan $D$ trong $1$ lít dung dịch $HCl$ ban đầu:
$n_{HCl}= 1.0,35= 0,35 mol $
Phương trình hóa học:
\[\begin{gathered} MgO\,\,\, + \,\,2HCl \to MgC{l_2} + {H_2}O \hfill \\ F{e_2}{O_3} + 6HCl \to 2FeC{l_3} + 3{H_2}O \hfill \\ \end{gathered} \]
${n_{HCl\,\,pu}} = 2{n_{MgO}} + 6{n_{F{e_2}{O_3}}} = 0,45\,\,mol > 0,35\,\,mol$
$HCl$ hết, chất rắn dư, chưa hòa tan hết.
$MgO$ và $Fe_2O_3$ phản ứng theo đúng tỉ lệ mol lần lượt là a và 6a mol
$\begin{gathered} {n_{HCl\,\,pu}} = 2{n_{MgO}} + 6{n_{F{e_2}{O_3}}} = 2.6a + 6.a = 0,35 \hfill \\ \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to a = 0,02\,\,mol \hfill \\ \end{gathered} $
${m_{Cr\,\,dư}} = (0,15 - 6.0,02).40 + (0,025 - 0,02).160 = 2\,\,gam$