Hòa tan hoàn toàn 17,1 gam hỗn hợp X gồm Al, Fe, C...

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

a) Lập hệ phương trình để tìm số mol Al, Fe, Cu

- Cho X tác dụng với dung dịch HCl thì chỉ có Al và Fe phản ứng.

- Cho X tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc thì cả Al, Fe và Cu phản ứng.

b) Cách 1: Dùng bảo toàn electron.

    Cách 2: Viết phương trình hóa học xảy ra, tính theo phương trình.

Giải chi tiết:

a) Giả sử 17,1 gam hỗn hợp X chứa x mol Al, y mol Fe, z mol Cu

Suy ra 27x + 56y + 64z = 17,1 (1)

- Cho X tác dụng với dung dịch HCl thì chỉ có Al và Fe phản ứng:

Al + 3HCl → AlCl₃ + 3/2 H₂

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Ta có: n_H2 = 1,5n_Al + n_Fe= 1,5x + y = 7,84 : 22,4 = 0,35 mol (2)

- Cho X tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc thì cả Al, Fe và Cu phản ứng:

2Al + 6H₂SO_{4 đặc nóng} → Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O (1)

2Fe + 6H₂SO_{4 đặc nóng} → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O (2)

Cu + 2H₂SO_{4 đặc nóng} → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O (3)

Ta có: n_SO2 = 1,5n_Al + 1,5n_Fe + n_Cu= 1,5x + 1,5y + z = 11,2 : 22,4 = 0,5 mol (3)

Giải hệ (1), (2) và (3) ta có : x = 0,1 ; y = 0,2 và z = 0,05

Suy ra m_Al = 0,1.27 = 2,7 gam ; m_Fe = 0,2.56 = 11,2 gam ; m_Cu = 0,05.64 = 3,2 gam

Vậy %m_Al = 15,79%; %m_Fe = 65,50%; %m_Cu = 18,71%

b) 10H₂SO_{4 đặc} + 2Fe₃O₄ → 3 Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 10H₂O (4)

Theo PT (4): n_H2SO4 = 5.n_Fe3O4 = 5.0,1 = 0,5 mol

Vậy tổng số mol H₂SO₄ ban đầu là

n_H2SO4 = n_{H2SO4 PT1,2,3} + n_{H2SO4 PT 4} = 3.n_Al + 3.n_Fe + 2.n_Cu + 0,5 = 3.0,1 + 3.0,2 + 2.0,05 + 0,5 = 1,5 mol

Suy ra m_H2SO4 = 1,5.98 = 147 gam

Vậy m_{dd H2SO4 80%} = 147.100/80 = 183,75 gam