Cho 16,5 gam hỗn hợp X gồm Al, Fe, Cu vào dung dịch chứa a mol H2SO4 đặc nóng, cô cạn hỗn hợp sau phản ứng, thu được 54,9 gam chất rắn khan. Cho 16,5 gam X vào dung dịch chứa 1,5a mol H2SO4 đặc nóng, cô cạn hỗn hợp sau phản ứng, thu được 61,14 gam chất rắn khan. Biết rằng trong các quá trình trên, muối tạo thành chỉ là muối sunfat trung hòa và SO2 là sản phẩm khử duy nhất của H2SO4. Mặt khác, cho 16,5 gam X phản ứng vừa hết với dung dịch AgNO3, thu được dung dịch Y (không còn AgNO3). Cho Y tác dụng với 1,46 mol KOH trong dung dịch, thu được 20,71 gam kết tủa T và dung dịch Z chứa 127,69 gam chất tan. Biết các phản ứng hóa học xảy ra hoàn toàn. Giả thiết rằng, nếu KOH tác dụng với Al(OH)3 thì chỉ tạo muối KAlO2 và H2O. Tính a và thành phần phần trăm theo khối lượng của mỗi chất trong X.
TH 1:16,5 gX + a mol H2SO4 đ,n cho 54,9 g rắn khan.
TH 2: 16,5 g X +1,5a mol H2SO4 đ,n, cho 61,14 g rắn khan.
=> TH 1: X dư, H2SO4 hết
=> m rắn = mX + mSO4 = 54,9 => mSO4 = 54,9 - 16,5 = 38,4 => mol SO4 = mol SO2 = 0,4
Mol H2SO4 = a = 2*0,4 = 0,8
TH2: mol H2SO4 dùng = 1,5a = 1,2
m rắn = mX + mSO4 = 61,14 => mSO4 = 61,14 - 16,5 = 44,64
=> mol SO4 phản ứng = mol SO2 = 0,465
Gọi x, y, z là mol Al, Fe, Cu => 27x + 56y + 64z = 16,5. (1)
Bảo toàn mol e: 3x + 3y + 2z = 2*0,465 = 0,93. (2)
Gọi k là mol AgNO3
Dd Y: Al3+ x mol, Fe2+ y1 mol, Fe3+ y2 mol Cu2+ z mol và NO3- k ( với y = y1 + y2
Kết tủa T: Fe(OH)2 y1 mol, Fe(OH)3 y2 mol, Cu(OH)2 z mol
TH 1: nếu KOH hết
Dd Z: KNO3 k mol, KAlO2 x mol
Bảo toàn mol K: k + x = 1,46
m chất tan= 101k + 98x = 127,69
=> loại vì k < 0
TH 2: nếu KOH dư t mol
Dd Z: KNO3 k mol, KAlO2 x mol, KOH t mol
Bảo toàn mol K: k + x + t = 1,46.
m chất tan= 101k + 98x + 56t = 127,69 => 45k + 42x = 45,93. (3)
Mol OH- trong T = 2y1 + 3y2 + 2z = 1,46 - 4x - t = k - 3x
mT = 56y + 64z + 17(k - 3x) = 20,71 (4)
(1)(2)(3)(4) => x = 0,14 y = 0,09, z = 0,12, k = 0,89 và t = 0,43
=> mAl => %mAl