Câu hỏi
Hỗn hợp A gồm hai kim loại Na và Al
a) Cho 16,9 gam hỗn hợp A tan hết trong lượng nước dư thì thu được 12,32 lít khí H2 (đktc). Xác định khối lượng mỗi kim lọai trong A.
b) Cũng lấy lượng hỗn hợp A như trên vào 2 lít dung dịch HCl 0,75M, phản ứng xong thu được dung dịch X. Cho 2 lít dung dịch KOH vào X kết thúc các phản ứng thì thu được 7,8 gam kết tủa. Xác định nồng độ mol/lít của dung dịch KOH đã dùng.
Phương pháp giải:
a) Biện luận để chứng minh Al hết.
b) Nếu HCl dư thì thứ tự phản ứng: HCl dư > AlCl3 > Al(OH)3 và có hai trường hợp có thể thu được 7,8 gam kết tủa
- Trường hợp 1: AlCl3 dư, KOH hết.
Trường hợp 2: AlCl3 và KOH đều phản ứng hết ;Al(OH)3 bị hòa tan một phần
Lời giải chi tiết:
a) Gọi nNa = x (mol); nAl = y (mol)
Na + H2O → NaOH + \(\frac{1}{2}\)H2 (1)
NaOH + Al + H2O → NaAlO2 + \(\frac{3}{2}\)H2 (2)
Vì hỗn hợp A tan hết trong nước dư nên Na và Al đều hết, ta có hệ phương trình
\(\left\{ \begin{array}{l}23x + 27y = 16,9\\\frac{x}{2} + \frac{{3y}}{2} = {n_{{H_2}}} = \frac{{12,32}}{{22,4}} = 0,55\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 0,5\\y = 0,2\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\% {m_{Na}} = \frac{{23.0,5}}{{16,9}}.100\% = 68,05\% \\\% {m_{Al}} = 100\% - 68,05\% = 31,95\% \end{array} \right.\)
b) 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
\({n_{HCl(PT)}} = {n_{Na}} + 3{n_{Al}} = 0,5 + 3.0,2 = 1,1 < {n_{HCl(bd)}} = 2.0,75 = 1,5(mol)\)
\( \Rightarrow {n_{HCl{\rm{ du}}}} = 1,5 - 1,1 = 0,4(mol)\)
Có: \({n_{AlC{l_3}}} = {n_{Al}} = 0,2(mol);{n_{Al{{(OH)}_3}}} = \frac{{7,8}}{{78}} = 0,1(mol)\)
Khi cho KOH vào X thứ tự phản ứng: HCl dư > AlCl3 > Al(OH)3
HCl + KOH → KCl + H2O (3)
(mol) 0,4 → 0,4
Trường hợp 1: AlCl3 dư, KOH hết
3KOH + AlCl3 → 3KCl + Al(OH)3 (4)
(mol) 0,3 ← 0,1
⇒ nKOH(3)+(4) = 0,3 + 0,4 = 0,7 (mol) ⇒ CM = 0,35(M)
Trường hợp 2: AlCl3 và KOH đều phản ứng hết ;Al(OH)3 bị hòa tan một phần
3KOH + AlCl3 → 3KCl + Al(OH)3 (5)
(mol) 0,6 ← 0,2 → 0,2
KOH + Al(OH)3 → KAlO2 + 2H2O (6)
(mol) 0,1 ← 0,1
⇒ nKOH (3)+(5)+(6) = 0,3 + 0,6 + 0,1 = 1 (mol) ⇒ CM = 0,5(M)