Đáp án đúng:
Phương pháp giải:
Vì phần 1 phản ứng với NaOH tạo khí H2 nên rắn F có Al => phản ứng dư Al
Từ dữ kiện của phần 1, tính toán ra được tỉ lệ nAl: nFe. Đây cũng chính là tỉ lệ tương ứng trong phần 2
Phần 2: Từ tỉ lệ nAl: nFe ở phần 1, lập số mol các chất gấp k lần phần 1; đặt số mol Al2O3 = a (mol)
Y + H2SO4 đặc nóng thu được 3 muối => 3 muối là Al2(SO4)3; FeSO4; Fe2(SO4)3
Các PTHH xảy ra và tính toán theo PTHH
Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O
2Al + 6H2SO4 đặc \(\xrightarrow{{{t^o}}}\)Al2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2
2Fe + 6H2SO4đặc \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2
Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4
Tính toán dựa theo PTHH và sử dụng bảo toàn nguyên tố Fe
Giải chi tiết:Tính m.
Vì phần 1 phản ứng với NaOH tạo khí H2 nên rắn F có Al => phản ứng dư Al
PTHH : 2yAl + 3FexOy → yAl2O3 + 3xFe
Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn mà Al còn dư sau phản ứng nên FexOy pư hết
→ rắn F thu được có Al, Fe và Al2O3.
Phần 1: 2NaOH + 2Al + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑
2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2 + H2O
=> rắn không tan là Fe
nH2 = 0,135 mol = \(\frac{3}{2}\)nAl => nAl = 0,09 mol
mrắn = mFe =3,36 => nFe = 0,06 mol
Phần 2: Tỉ lệ các chất trong phần 2 tương ứng với tỉ lệ các chất trong phần 1.
Đặt nAl = 0,09k mol; nFe = 0,06k mol và nAl2O3 = a mol
mphần 2 = 27.0,09k + 56.0,06k + 102a = 2,95 (1)
Y + H2SO4 đặc nóng thu được 3 muối => 3 muối là Al2(SO4)3; FeSO4; Fe2(SO4)3
Đổi nSO2 = 0,07 mol
Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O
2Al + 6H2SO4 đặc Al2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2
0,09k mol →0,135k mol
2Fe + 6H2SO4đặc \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2
2.\(\frac{{0,07 - 0,135k}}{3}\)mol \(\frac{{0,07 - 0,135k}}{3}\)← (0,07 – 0,135k) (mol)
Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4
b → b 3b mol
Sau phản ứng muối thu được gồm:
nAl2(SO4)3 = nAl2O3 + \(\frac{1}{2}\)nAl = a + \(\frac{1}{2}\).0,09k = a + 0,045k (mol)
nFeSO4 = 3b (mol)
nFe2(SO4)3 = \(\frac{{0,07 - 0,135k}}{3}\) - b (mol)
=> mmuối = 342.(a+0,045k) + 3b.152 + 400.(\(\frac{{0,07 - 0,135k}}{3}\) - b) = 12,07 (g)
=> 342a + 56b -2,61k = 2,7367 (2)
Bảo toàn Fe có nFe = 2nFe2(SO4)3 + nFeSO4 => 0,06k = 2.(\(\frac{{0,07 - 0,135k}}{3}\) - b) + 3b (3)
Giải: (1)(2)(3) có k = \(\frac{1}{3}\), a = 0,01 mol và b = \(\frac{1}{{300}}\)(mol)
Vì k = \(\frac{1}{3}\)nên mphần 2 = \(\frac{1}{3}\)mphần1 => mphần 1 = 2,95 : \(\frac{1}{3}\)=8,85 gam
=> m = m2 phần = mphần 1 + mphần 2 = 8,85 + 2,95 =11,8 gam
