Cho 7,65 gam hỗn hợp X gồm Al và Al2O3 (trong đó Al chiếm 60% khối lượng) tan hoàn toàn trong dung dịch Y gồm H2SO4 và NaNO3, thu được dung dịch Z chỉ chứa 3 muối trung hòa và m gam hỗn hợp khí T (trong T có 0,015 mol H2). Cho dung dịch BaCl2dư vào Z đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 93,2 gam kết tủa. Còn nếu cho Z phản ứng với NaOH thì lượng NaOH phản ứng tối đa là 0,935 mol. Giá trị của m gần giá trị nào nhất sau đây?
Phương pháp :
Tính được số mol Al và Al2O3 có trong hỗn hợp X
Khi hóa tan X trong H2SO4 và NaNO3 thì thu được 3 muối trung hòa => muối sunfat của Na+ ,Al3+, NH4+
Z tác dụng với BaCl2 tạo BaSO4
Z tác dụng với NaOH thì lượng NaOH tối đa tính cả khi hòa tan hết Al(OH)3
Lời giải
- Xét hỗn hợp X: mAl = 7,65.60% = 4,59 gam (0,17mol); mAl2O3 = 3,06 gam (0,03mol).
- Vì hòa tan hỗn hợp X vào dung dịch Y gồm H2SO4 và NaNO3 thu được dung dịch chỉ chứa 3 muối trung hòa và hỗn hợp khí T có H2 nên 3 muối sunfat của Na+; Al3+ (0,23mol – bảo toàn Al) và NH4+. Cho Z vào dung dịch BaCl2 dư thì kết tủa thu được là BaSO4 (0,4mol) → nSO42- = 0,4mol → nH+ = 0,8mol. Lượng NaOH tối đa phản ứng với Z đã tham gia vào 2 phản ứng:
Al3+ + 4OH- → AlO2- + 2H2O
NH4+ + OH- → NH3 + H2O
→ nNaOH = nOH- = 4nAl3+ + nNH4+ → nNH4+ = 0,015mol.
- Bảo toàn điện tích cho dung dịch Z ta có: 3nAl3+ + nNa+ + nNH4+ = 2nSO42- → nNa+ = 0,095mol.
- H+ trong dung dịch Y đã tham gia vào các phản ứng tạo H2, tạo H2O và tạo NH4+. Bảo toàn H ta có: 2nH2 + 2nH2O + 4nNH4+ = nH+ → nH2O = 0,355mol.
- Bảo toàn khối lượng cho phản ứng của X và Y ta có: mX + mH2SO4 + mNaNO3 = mAl3+ + mNH4+ + mNa+ + mSO42-+ mH2O + mT → mT = 1,47 gam gần nhất với 1,5 gam.