Cho hh A 39,6g gồm Al, Al2O3, CuO tan trong 1,2l dd NaOH 0,5M thu được dd B và 24g một chất rắn C duy nhất. Mặt khác 0,3 mol A tác dụng vừa đủ 1,5l dd H2SO4 0,3M.

a) Tính % từng chất trong hhA

b) Thêm dd HCl 2,0M vào dd B, tính thể tích dd HCl 2,0M phải dùng để thu được kết tủa sau khi nung nóng cho ra 10,2g chất rắn khan. Biết phản ứng xảy ra hoàn toàn.

`a)`

`39,6g\ A` đặt  `n_{Al}=x(mol);n_{Al_2O_3}=y(mol);n_{CuO}=z(mol)`

`m_C=m_{CuO}=24(g)`

`->z=n_{CuO}={24}/{80}=0,3(mol)`

`->27x+102y=39,6-24=15,6(1)`

`2Al+2NaOH+2H_2O->2NaAlO_2+3H_2`

`Al_2O_3+2NaOH->2NaAlO_2+H_2O`

`0,3mol\ A` đặt `n_{Al}=kx(mol);n_{Al_2O_3}=ky(mol);n_{CuO}=kz=0,3k(mol)`

`->k(x+y+0,3)=0,3`

`2Al+3H_2SO_4->Al_2(SO_4)_3+3H_2`

`Al_2O_3+3H_2SO_4->Al_2(SO_4)_3+3H_2O`

`CuO+H_2SO_4->CuSO_4+H_2O`

Theo PT: `1,5kx+3ky+0,3k=n_{H_2SO_4}=1,5.0,3=0,45(mol)`

`->k(1,5x+3y+0,3)=0,45`

`->{1,5x+3y+0,3}/{x+y+0,3}=1,5`

`->1,5y-0,15=0`

`->y=0,1(2)`

`(1)(2)->x=0,2(mol)`

`\%m_{CuO}={24}/{39,6}.100\%\approx 60,61\%`

`\%m_{Al}={0,2.27}/{39,6}.100\%\approx 13,64\%`

`\%m_{Al_2O_3}=100-60,61-13,64=25,75\%`

`b)`

`n_{NaOH(du)}=1,2.0,5-x-2y=0,2(mol)`

`n_{NaAlO_2}=x+2y=0,4(mol)`

`n_{Al_2O_3(spu)}={10,2}/{102}=0,1(mol)`

TH1: `HCl` hết

`NaOH+HCl->NaCl+H_2O`

`NaAlO_2+HCl+H_2O->Al(OH)_3+NaCl`

`2Al(OH)_3`  $\xrightarrow{t^o}$  `Al_2O_3+3H_2O`

Theo PT: `n_{HCl}=2n_{Al_2O_3}+n_{NaOH}=0,4(mol)`

`->V_{dd\ HCl}={0,4}/2=0,2(l)=200(ml)`

TH2: `HCl` dư

`NaOH+HCl->NaCl+H_2O`

`0,2->0,2(mol)`

`NaAlO_2+HCl+H_2O->Al(OH)_3+NaCl`

`0,4->0,4(mol)`

`3HCl+Al(OH)_3->AlCl_3+3H_2O`

`0,6←0,2(mol)`

`2Al(OH)_3`  $\xrightarrow{t^o}$  `Al_2O_3+3H_2O`

`0,2←0,1(mol)`

`->\sum n_{HCl}=0,6+0,4+0,2=1,2(mol)`

`->V_{dd\ HCl}={1,2}/2=0,6(l)=600(ml)`

`n_{H_2SO_4}` = `1,5 . 0,3 = 0,45` mol

PTHH:

`2Al + 2NaOH + 2H_2O -> 2NaAlO_2 + 3H_2`↑(1)

`Al_2O_3 + 2NaOH -> 2NaAlO_2 + H_2O`(2)

`2Al + 3H_2SO_4 -> Al_2(SO_4)_3 + 3H_2`↑(3)

`Al_2O_3 + 3H_2SO_4 -> Al_2(SO_4)_3 + 3H_2O`(4)

`CuO + H_2SO_4 -> CuSO_4 + H_2O`

a)Gọi `x = n_{Al}`

       `y = n_{Al_2O_3}`

       `z = n_{CuO}`

Ta có:

`27x + 102y + 80z =  39,6g`(*)

Theo đề

`n_{CuO}` = `z` = `{24}/{80}` = `0,3` mol(**)

Mặt khác

Gọi `n_{Al}` = `kx`

       `n_{Al_2O_3}` = `ky`

       `n_{CuO}` = `kz`

`=>` `kx + ky + kz = 0,3` mol

`=>` `k = `{0,3}/{x + y + z}`(***)

Theo PT (3, 4, 5)

`1,5kx + 3kb + kz = 0,45`

`=>` `1,5x + 3y + z = {0,45}/k`(****)

Từ (***) và (****)

`=>` `1,5y - 0,5z = 0(*****)

Từ (*, **, *****)

`=>` a = 0,2 mol

        b = 0,1 mol

        c = 0,3 mol

`%Al` = `{0,2 . 27}/{39,6} . 100%` = `13,636%`

`%Al_2O_3` = `{0,1 . 102}/{39,6}. 100%` = `25,758%`

`%CuO` = `100% - 13,636% - 25,758% = 60,606%`

b)

PTHH:

`NaOH + HCl -> NaCl + H_2O`(6)

`NaAlO_2 + HCl + H_2O -> NaCl + Al(OH)_3↓`(7)

`2Al(OH)_3` $\xrightarrow{t^o}$ `Al_2O_3 + 3H_2O`(8)

`n_{NaOH ban đầu}` = `1,2 . 0,5 = 0,6` mol

Theo PT (6,7)

`n_{NaOH p//ứ}` = `n_{Al}` + `2n_{Al_2O_3}` = `0,4` mol < `0,6` mol

`=>` `NaOH` dư, dư `0,2` mol

Chất rắn cuối cùng là `Al_2O_3`

`n_{Al_2O_3}` = `{10,2}/{102}` = `0,1` mol

Theo PT (6,7)

`n_{NaAlO_2}` = `n_{NaOH p//ứ}` = `0,4` mol

Theo PT (7)

`n_{Al(trong Al(OH)_3}` = `n_{Al(trong NaAlO_2}`

Xét `Al` có trong `NaAlO_2`

`n_{Al có trong Al(OH)_3}` = `2 . 0,1 . 0,2` mol < `0,4` mol

`=>` lượng kết tủa chưa là lớn nhât

Xảy ra 2TH:

TH1: `HCl` thiếu

Theo PT (6,7,8)

`n_{HCl}` = `n_{HCl(6)} + n_{HCl(7)}` = `0,4` mol

⇒`V_{dd HCl}` = `{0,4}/{2}` = `0,2l`

TH2: `HCl` dư

Theo PT (7)

`n_{HCl}` = `n_{NaAlO_2}` = `0,4` mol

`n_{Al(OH)_3}` = `n_{NaAlO_2}` = `0,4` mol

Xảy ra tiếp các Pt:

`NaOH + HCl -> NaCl + H_2O`(6')

`NaAlO_2 + HCl + H_2O -> NaCl + Al(OH)_3↓`(7')

`Al(OH)_3 + 3HCl -> AlCl_3 + 3H_2O`(9)

`2Al(OH)_3` $\xrightarrow{t^o}$ `Al_2O_3 + 3H_2O`(8')

Theo (6')

`n_{HCl(6')}` = `n_{NaOH}` = `0,2` mol

Theo (7')

`n_{HCl(7')}` = `n_{NaAlO_2}` = `0,4` mol

`n_{Al(OH)_3 sinh ra}` = `n_{NaAlO_2}` = `0,4` mol

Theo (8')

`n_{Al(OH)_3 còn lại}` = `2n_{Al_2O_3}` = `2 . 0,1 = 0,2` mol

`n_{Al(OH)_3 bị tan}` = `0,4 - 0,2 = 0,2` mol

Theo (9)

`n_{HCl (9)}` =  `3n_{Al(OH)_3}` = `3 . 0,2 = 0,6` mol

∑`n_{HCl(6', 7', 9)}` = `0,2 + 0,4 + 0,6 = 1,2` mol

⇒`V_{dd HCl}` = `{1,2}/{2}` = `0,6l`