Hôn hợp A gồm Al2O3, Fe3O4, và Cu. Cho khí H2 dư qua m gam A nung nóng, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 34,0 gam chất rắn. Mặt khác, m gam A tác dụng vừa đủ với 400 gam dung dịch HCl 12,41%, sau phản ứng thu được dung dịch B và phần chất rắn không tan có khối lượng bằng 8,18% khối lượng A ban đầu. a. Tính thành phần phần trăm theo khối lượng của các chất trong A. b. Tính nồng độ phần trăm của mỗi chất B. c. Cho dung dịch NaOH dư vào B, lọc lấy kết tủa rồi đem nung trong không khí khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Xác định giá trị của m.

Đáp án `+` Giải thích các bước giải:

`a)`

Gọi `n_{Al_2O_3} = a(mol); n_{Fe_3O_4} = b(mol); n_{Cu} = c(mol)`

`n_{HCl} = (400.12,41\%)/(36,5) = 1,36(mol)`

$Fe_3O_4 + 4H_2 \xrightarrow{t^o} 3Fe + 4H_2O$

`b -> 4b -> 3b`

`-> 102a + 3b.56 + 64c = 34(1)`

`Al_2O_3 + 6HCl -> 2AlCl_3 + 3H_2O`

`a -> 6a -> 2a`

`Fe_3O_4 + 8HCl -> FeCl_2 + 2FeCL_3 + 4H_2O`

`b -> 8b -> b->2b`

`6a + 8b = 1,36(2)

`2FeCl_3 + Cu -> CuCl_2 + 2FeCl_2`

2b -> b -> b -> 2b`

`(64(c-b))/(102a + 232b + 64c) .100\% = 8,18\%(3)`

`(1),(2),(3) -> a = 0,12;; b =0,08;c = 0,13`

`\%m_{Al_2O_3} = (0,12.102)/(0,12.102 + 0,08.232 + 0,13.64) .100\% = 31,28\%`

`\%m_{Fe_3O_4} = (0,08.232)/(0,12.102 + 0,08.232 + 0,13.64) .100\% = 47,44\%`

`\%m_{Cu} = 100\% - 45,13\% - 68,44\% = 21,28\%`

`b)`

`m_{dd} = 0,12.102 + 0,08.232 + 0,08.64 + 400 = 435,92(g)`

`n_{AlCl_3} = 2a = 0,24(mol)`

`n_{FeCl_2} = b + 2b = 3b = 0,24(mol)`

`n_{CuCl_2} = b = 0,08(mol)`

`C\%_{AlCl_3} = (0,24.133,5)/(435,92) .100\% = 7,35\%`

`C\%_{FeCl_2} = (0,24.127)/(435,92) .100\% = 6,99\%`

`C\%_{CuCl_2} = (0,08.135)/(435,92) .100\% = 2,48\%`

`c)`

`AlCl_3 + 3NaOH -> Al(OH)_3 + 3NaCl`

`FeCl_2 + 2NaOH -> Fe(OH)_2 + 2NaCl`

`0,24 -> 0,48 -> 0,24`

`CuCl_2 + 2NaOH -> Cu(OH)_2 + 2NaCl`

`0,08 -> 0,16 -> 0,08`

`Al(OH)_3 + NaOH -> NaAlO_2 + 2H_2O`

$4Fe(OH)_2 + O_2 \xrightarrow{t^o} 2Fe_2O_3 +4 H_2O$
`0,24 -> 0,06 -> 0,12`

$Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^o} CuO + H_2O$

`0,08 -> 0,08`

`-> m = 0,12.160 + 0,08.80 = 25,6(g)`

`a)`

Đặt `n_{Al_2O_3}=x(mol);n_{Fe_3O_4}=y(mol);n_{Cu}=z(mol)`

`Fe_3O_4+4H_2`  $\xrightarrow{t^o}$  `3Fe+4H_2O`

Theo PT: `n_{Fe}=3y(mol)`

`->102x+56.3y+64z=34(1)`

`n_{HCl}={400.12,41\%}/{36,5}=1,36(mol)`

`Al_2O_3+6HCl->2AlCl_3+3H_2O`

`Fe_3O_4+8HCl->2FeCl_3+FeCl_2+4H_2O`

`2FeCl_3+Cu->2FeCl_2+CuCl_2`

Theo PT: `6x+8y=n_{HCl}=1,36(2)`

Có `n_{FeCl_3}=2n_{Fe_3O_4}=2y(mol)`

`->n_{Cu(du)}=z-y(mol)`

Có `m_{r ắ n}=m_{Cu}=8,18\%.m_A`

`->64(z-y)=0,0818(102x+232y+64z)`

`->8,3436x+82,9776y-58,7648z=0(3)`

`(1)(2)(3)->x\approx 0,12;y\approx 0,08;z\approx 0,13`

`->m_A=0,12.102+0,08.232+0,13.64=39,12(g)`

`\%m_{Al_2O_3}={0,12.102}/{39,12}.100\%\approx 31,29\%`

`\%m_{Fe_3O_4}={0,08.232}/{39,12}.100\%\approx 47,44\%`

`\%m_{CuO}=100-47,44-31,29=21,27\%`

`b)`

Theo PT:

`n_{AlCl_3}=2x=0,24(mol)`

`n_{FeCl_2}=y+2y=3y=0,24(mol)`

`n_{CuCl_2}=y=0,08(mol)`

`m_{dd\ spu}=39,12+400-64(0,13-0,08)=435,92(g)`

`C\%_{AlCl_3}={0,24.133,5}/{435,92}.100\%\approx 7,35\%`

`C\%_{FeCl_2}={0,24.127}/{435,92}.100\%\approx 7\%`

`C\%_{CuCl_2}={0,08.135}/{435,92}.100\%\approx 2,48\%`

`c)`

`AlCl_3+3NaOH->Al(OH)_3+3NaCl`

`Al(OH)_3+NaOH->NaAlO_2+2H_2O`

`FeCl_2+2NaOH->Fe(OH)_2+2NaCl`

`4Fe(OH)_2+O_2`  $\xrightarrow{t^o}$  `2Fe_2O_3+4H_2O`

`CuCl_2+2NaOH->Cu(OH)_2+2NaCl`

`Cu(OH)_2`  $\xrightarrow{t^o}$  `CuO+H_2O`

Theo PT:

`n_{Fe_2O_3}=1/2n_{FeCl_2}=0,12(mol)`

`n_{CuO}=n_{CuCl_2}=0,08(mol)`

`->m=0,12.160+0,08.80=25,6(g)`