Hòa tan m gam hỗn hợp chứa Zn và Al vào 500ml dung dịch chứa HCl 0,4M và H2SO4 0,3M thu được dung dịch Y. Cho V lít NaOH 1M vào Y thu được lượng kết tủa lớn nhất. Giá trị của V là:
A. 0,5.
B. 0,6.
C. 0,7.
D. 0,8.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án B
Ta có: nNaOH = 0,15 mol; nBa(OH)2 = 0,05 mol
Dung dịch Y chứa 0,15 mol Na+, 0,05 mol Ba2+, u mol AlO2- và v mol OH- dư
Định luật bảo toàn điện tích ta có u + v = 0,15 + 0,05.2 = 0,25 (1)
Ta có: nHCl = 0,32 mol và nH2SO4 = 0,04 mol→ nH+ = 0,4 mol; nSO4(2-) = 0,04 mol
→ nBaSO4 = 0,04 mol
Ta có: mkết tủa = 21,02 gam → nAl(OH)3 = 0,15 mol
Nếu Al(OH)3 chưa bị hòa tan thì nH+ = 0,4 = v + 0,15 (2)
Nếu Al(OH)3 đã bị hòa tan thì nH+ = 0,4 = v + 4u - 3.0,15 (3)
Giải hệ (1) và (2) ra vô nghiệm
Giải hệ (1) và (3) ra u = 0,2 và v = 0,05
Vậy Y gồm Na+ 0,15 mol; 0,05 mol Ba2+; 0,2 mol AlO2- và OH- dư (0,05 mol)
V lít dung dịch Z gồm 0,64V mol HCl và 0,08V mol H2SO4
→ nH+ = 0,8V mol và nSO4(2-) = 0,08 V mol
Khi Al(OH)3 max thì 0,8V = u+ v suy ra V = 0,3125
Suy ra nBaSO4 = 0,025 mol → mkết tủa = 21,425 gam
Khi BaSO4 max thì 0,08V = 0,05 suy ra V = 0,625
Suy ra nH+ = 0,8V = v + 4u-3.nAl(OH)3 → nAl(OH)3 = 7/60 mol → mkết tủa = 20,75 gam
Vậy mkết tủa max = 21,425 gam
nHCl = 0,4.0,5 = 0,2 mol; nH2SO4 = 0,08.0,5 = 0,04 mol
nH+ = nHCl + 2nH2SO4 = 0,28 mol
Đặt số mol của Zn và Mg trong hỗn hợp ban đầu là x và y (mol)
Ta có: 65x + 24y = 5,34 (1)
Zn + 2H+ → Zn2+ + H2
x → 2x → x (mol)
Mg + 2H+ → Mg2+ + H2
y → 2y → y (mol)
Dung dịch Y gồm có:
Ta thấy: nH+ + 2nZn2+ + 2nMg2+ (= 0,28 mol) < nNaOH (= 0,3 mol)
=> NaOH dư, Zn(OH)2 bị tan một phần
=> nNaOH hòa tan kết tủa = 0,3 – 0,28 = 0,02 mol
H+ + OH- → H2O
0,28-2x-2y → 0,28-2x-2y (mol)
Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2
x → 2x → x (mol)
Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2
y → 2y → y (mol)
Zn(OH)2 + 2OH- → ZnO22- + H2O
0,01 ← 0,02 (mol)
Khối lượng kết tủa thu được sau phản ứng: m kết tủa = mMg(OH)2 + mZn(OH)2
=> 99(x-0,01) + 58y = 8,43 <=> 99x + 58y = 9,42 (2)
Từ (1) và (2) ta có:
Ta có: nKOH : nBa(OH)2 = 0,4:0,05 = 8
Giả sử số mol của KOH và Ba(OH)2 lần lượt là 8a và a (mol)
=> nBa2+ = a (mol); nOH- = nKOH + 2nBa(OH)2 = 10a (mol)
- Khi kết tủa Mg(OH)2 và Zn(OH)2 đạt giá trị lớn nhất: nOH- = nH+ dư + 2nZn2+ + 2nMg2+
=> 10a = 0,04 + 2.0,06 + 2.0,06 => a = 0,028 mol
Ta thấy a < nSO42- => BaSO4 chưa đạt cực đại
- Giả sử sau khi Mg(OH)2 và Zn(OH)2 đạt cực đại ta thêm 8b mol KOH và b mol Ba(OH)2:
+ Lượng kết tủa sinh thêm là lượng BaSO4: nBaSO4 = nBa(OH)2 = b mol
=> mBaSO4 = 233b (gam)
+ Lượng kết tủa bị tan ra: nZn(OH)2 = nOH-: 2 = 10b : 2 = 5b (mol)
=> mZn(OH)2 = 99.5b = 495b (gam)
Ta thấy khối lượng kết tủa sinh ra nhỏ hơn khối lượng kết tủa bị tan nên khối lượng kết tủa lớn nhất là thời điểm Mg(OH)2 và Zn(OH)2 đạt cực đại. Khi đó: nBa(OH)2 = a = 0,028 mol
=> V = 0,028 : 0,05 = 0,56 (lít)
Kết tủa sau phản ứng gồm có:
Mg(OH)2 → t ∘ MgO + H2O
0,06 mol → 0,06 mol
Zn(OH)2 → t ∘ ZnO + H2O
0,06 mol → 0,06 mol
=> m = mBaSO4 + mMgO + mZnO = 0,028.233 + 0,06.40 + 0,06.81 = 13,784 gam
Giải thích:
Dd X + NaOH → Mg(OH)2 + Al(OH)3
Lượng kết tủa khi NaOH dư là nMg(OH)2 = 2a
→ lượng kết tủa tối đa là nAl(OH)3 = n↓ - nMg(OH)2 = 5a - 2a =3a
→ nMg : nAl2O3 = 2a : = 4 : 3
Mà mhỗn hợp = 24nMg + 102nAl2O3 = 12,06 → nMg = 0,12 mol và nAl2O3 = 0,09 mol
→ a = 0,06 mol → nOH = 17a = 1,02 = nH+ (X) + 2nMg + 8nAl2O3 = nH+(X) + 0,96 → nH+(X) = 0,06 mol
Bảo toàn điện tích trong dung dịch X có nH+(X) + 2nMg2+ + 3nAl3+ = nCl- + 2nSO4 = 0,84
Mà nCl : nSO4 = 5 : 1 nên nCl- = 0,6 mol và nSO4 = 0,12 mol
X có Cl- : 0,6 mol SO42- : 0,12 mol, H+ : 0,06 mol, Al3+ : 0,18 mol và Mg2+ : 012 mol
Dd thêm vào có Ba2+ : x mol, Na+ : 3x mol ; OH- : 5x mol
Để thu được kết tủa tối đa thì ta có tạo kết tủa Al(OH)3 và Mg(OH)2 tối đa
nOH- = 5x = 0,18.3 +0,12.2 =0,78 mol
Khi đó Ba2+ : 0,156 → nBaSO4= 0,12 → ↓ BaSO4 : 0,12 mol; Al(OH)3 : 0,18 mol; Mg(OH)2 : 0,12 mol
→ nung thu được 0,12 mol BaSO4; 0,09 mol Al2O3 và 0,12 mol MgO
→ m =41,94
Đáp án D
Đáp án B
Đồ thị trải qua các giai đoạn:
+Chưa xuất hiện kết tủa do NaOH trung hòa axit dư.
+Kết tủa tăng dần.
+Kết tủa giảm dần do NaOH hòa tan Al(OH)3, kết tủa sau cùng chỉ còn lại là Mg(OH)2.
Nhận thấy lúc 0,92 mol NaOH phản ứng thì kết tủa thu được là 0,18 mol Mg(OH)2
Giải được số mol H2SO4 0,16 mol, HCl 0,48 mol.
Cho V ml Ba(OH)2 0,4M và NaOH 0,8M chứa x mol Ba(OH)2 và 2x mol NaOH.
Để kết tủa hidroxit lớn nhất là 4x=0,08+0,12.3+0,18.2=0,8.
Để kết tủa BaSO4 lớn nhất là x>0,16.
Do vậy thỏa mãn x=0,2 suy ra V=0,5 lít=500ml.
Đáp án C
Nhận thấy sau 1 thời gian mới bắt đầu xuất hiện kết tủa → chứng tỏ trong dung dịch chứa H+ dư
Dựa vào đồ thị tại 17a mol OH- kết tủa không đổi → chỉ chứa Mg(OH)2 : 2a mol → nMg= 2a mol
Lượng kết tủa cực đại chứa Mg(OH)2 : 2a mol, Al(OH)3 : 3a mol → nAl2O3 = 1,5a mol
→ 2a. 24+ 1,5a . 102 = 12, 06 → a = 0,06 mol
Gọi số mol của HCl và H2SO4 lần lượt là0,5b và 0,1b
Dung dịch X chứa Mg2+ : 0,12 mol, Al3+ : 0,18 mol, Cl-:0,5b mol, SO42- :0,1b mol H+ dư : 0,7b- 0,78 ( bảo toàn điện tích)
Tại thời điểm 17a mol OH- thì nOH- = 4nAl3+ + 2nMg2+ + nH+ dư → 17. 0,06 = 4. 0,18 + 2.0,12 + 0,7b- 0,78 → b = 1,2
Khi thêm :
Kết tủa cực đại khi chưa ra sự hòa tan kết tủa thì nOH- = nH+ dư + 2nMg2+ + 3nAl3+ = 0,84
→ 0,5V = 0,84 → V = 1,68 lít → nBa2+ = 0,168 mol
Khi đó nBaSO4 = nSO42- = 0,12 mol
Chất rắn khan chứa BaSO4:0,12 mol; MgO: 0,12 mol; Al2O3: 0,09 mol → m = 41,94 gam
Số mol các chất là:
Sơ đồ phản ứng:
Đáp án A