Cho 7,65 gam hỗn hợp Al và Mg tan hoàn toàn trong...

B

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Đặt số mol Al là x mol; số mol Mg là y mol

Ta có: n_HCl = 0,52 mol; n_H2SO4 = 0,14 mol

Dung dịch X chứa Al³⁺: x mol; Mg²⁺: y mol; H⁺ dư 0,8-3x-2y mol; Cl^-, SO₄^2-

*Khi cho 0,85 mol NaOH vào dung dịch X: Đặt n_{Al(OH)3 PT 4} = z mol

OH^-            +            H⁺              → H₂O (1)

(0,8-3x-2y)   (0,8-3x-2y) mol

3OH^-+ Al³⁺ → Al(OH)₃ ↓ (2)

3x←      x             x mol      

2OH^-+ Mg²⁺ → Mg(OH)₂ (3)

2y←    y             y mol

Al(OH)₃+ OH^- → Al(OH)₃ (4)

z    →      z mol

Kết tủa thu được sau phản ứng có y mol Mg(OH)₂ và (x-z) mol Al(OH)₃

Ta có hệ: 27x + 24y = 7,65

58y + 78(x-z) = 16,5

n_OH- = 0,8-3x-2y + 3x + 2y +z = 0,85 mol

Giải hệ trên ta có: x; y và z

Đặt thể tích dung dịch chứa KOH, Ba(OH)₂ là a lít

*Khi cho dung dịch chứa 0,8a mol KOH, 0,1a mol Ba(OH)₂ vào dung dịch X để thu được lượng kết tủa lớn nhất:

-Trường hợp 1: Kết tủa là Al(OH)₃ cực đại, Mg(OH)₂, BaSO₄

OH^-            +            H⁺              → H₂O (5)

3OH^-+ Al³⁺ → Al(OH)₃ ↓ (6)

2OH^-+ Mg²⁺ → Mg(OH)₂ ↓ (7)

Ba²⁺  + SO₄^2- → BaSO₄↓

- Trường hợp 2: Kết tủa là BaSO₄ cực đại, Mg(OH)₂

Ta tính lượng kết tủa thu được trong 2 trường hợp để tìm ra trường hợp kết tủa cực đại.

Từ đó tính được khối lượng chất rắn thu được sau khi nung đến khối lượng không đổi.

Giải chi tiết:

Đặt số mol Al là x mol; số mol Mg là y mol

Ta có: n_HCl = 0,52 mol; n_H2SO4 = 0,14 mol

Dung dịch X chứa Al³⁺: x mol; Mg²⁺: y mol; H⁺ dư 0,8-3x-2y mol; Cl^-, SO₄^2-

*Khi cho 0,85 mol NaOH vào dung dịch X: Đặt n_{Al(OH)3 PT 4} = z mol

OH^-            +            H⁺              → H₂O (1)

(0,8-3x-2y)   (0,8-3x-2y) mol

3OH^-+ Al³⁺ → Al(OH)₃ ↓ (2)

3x←      x             x mol      

2OH^-+ Mg²⁺ → Mg(OH)₂ (3)

2y←    y             y mol

Al(OH)₃+ OH^- → Al(OH)₃ (4)

z    →      z mol

Kết tủa thu được sau phản ứng có y mol Mg(OH)₂ và (x-z) mol Al(OH)₃

Ta có hệ: 27x + 24y = 7,65

58y + 78(x-z) = 16,5

n_OH- = 0,8-3x-2y + 3x + 2y +z = 0,85 mol

Giải hệ trên ta có: x = 0,15; y =0,15 và z = 0,05 mol

Vậy dung dịch X có chứa 0,05 mol H⁺, 0,15 mol Al³⁺, 0,15 mol Mg²⁺, 0,14 mol SO₄^2-, 0,52 mol Cl^-

Đặt thể tích dung dịch chứa KOH, Ba(OH)₂ là a lít

*Khi cho dung dịch chứa 0,8a mol KOH, 0,1a mol Ba(OH)₂ vào dung dịch X để thu được lượng kết tủa lớn nhất:

- Trường hợp 1: Kết tủa là Al(OH)₃ cực đại, Mg(OH)₂, BaSO₄

OH^-            +            H⁺              → H₂O (5)

3OH^-+ Al³⁺ → Al(OH)₃ ↓ (6)

2OH^-+ Mg²⁺ → Mg(OH)₂ ↓ (7)

→n_OH- = 0,05 + 3.0,15 + 2.0,15 = 0,8 mol → 0,8a +2.0,1a = 0,8 mol → a = 0,8 lít → n_Ba(OH)2 = 0,1a = 0,08  mol

Ba²⁺  + SO₄^2- → BaSO₄↓

0,08      0,14            0,08 mol

→ m_{kết tủa} = m_BaSO4+ m_Al(OH)3+ m_Mg(OH)2 = 0,08.233 + 0,15.78 + 0,15.58 = 39,04 gam

Khi nung kết tủa đến khối lượng không đổi thu được: BaSO₄, Al₂O₃ và MgO

→ m_{chất rắn} = m_Al2O3+ m_MgO+ m_BaSO4 = 0,075.102 + 0,15.40 + 0,08.233 = 32,29 gam

- Trường hợp 2: Kết tủa là BaSO₄ cực đại, Mg(OH)₂

→n_{Ba2+ max} = n_SO4(2-) = 0,14 mol → 0,1a = 0,14 → a =1,4 → n_OH- = 0,8a + 2.0,1a = a =1,4 mol

Khi đó Al(OH)₃ tan hết.

Kết tủa thu được có 0,14 mol BaSO₄ và 0,15 mol Mg(OH)₂

→ m_{kết tủa} = 0,14.233 + 0,15.58 = 41,32 gam > 39,04 gam

Do đó ta chọn trường hợp 2 sẽ cho khối lượng kết tủa cực đại

Khi đó: m_{chất rắn} = m_BaSO4+ m_MgO = 0,14.233 + 0,15.40 = 38,62 gam

Vậy giá trị của m gần nhất với giá trị  38,6   

Đáp án B