Hóa [Hóa 9] Chuyển bài toán hỗn hợp thành bài toán chất tương đương

[duongkhalam]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Bài 1: Cho 9,86g hỗn hợp gồm Mg và Zn vào 1 cốc chứa 430ml dung dịch [tex]H_{2}SO_{4}[/tex] 1M loãng. Sau khi phản ứng hoàn toàn, thêm tiếp vào cốc 1,2 lít dung dịch hỗn hợp gồm [tex]Ba(OH)_{2}[/tex] o,o5M và NaOH 0,7M, khuấy đều cho phản ứng hoàn toàn, rồi lọc lấy kết tủa và nung nóng đến khối lượng không đổi thì thu được 26,08g chất rắn. Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu.
Bài 2: Hòa tan hết 7,74g hỗn hợp bột 2 kim loại Mg và Al bằng 500ml dung dịch hỗn hợp chứa axit HCl 1M và axit [tex]H_{2}SO_{4}[/tex] loãng 0,28M, thu được dung dịch A và 8,736 lít khí [tex]H_{2}[/tex] (đktc). Cho rằng axit phản ứng đồng thời với 2 kim loại.
a. Tính tổng khối lượng muối tạo thành sau phản ứng.
b. Cho dung dịch A phản ứng với V lít dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 1M và [tex]Ba(OH)_{2}[/tex] o,5M. Tính thể tích V cần dùng để sau phản ứng thu được lượng kết tủa lớn nhất, tính khối lượng kết tủa đó.

 

[Trung Đức]

Bài 1:
Gọi $n_{Mg} = a;\ n_{Zn} = b$
Theo giả thiết, ta có: $24a + 65b = 9,86$ (1)
Ta có: $n_{H^+} = 0,86\ (mol)$; $n_{OH^-} = 0,96\ (mol)$
Giả sử hỗ hợp chỉ có kim loại $Mg$ thì khi đó, lượng KL lớn nhất của hỗn hợp là $n_{max} = \frac{9,86}{24} < \frac{1}{2}n_{H^+}$
=> KL phản ứng hết, axit vẫn còn dư.
Ta có: Lượng $H^+$ phản ứng là: $n_{H^+\ (pư)} = 2a + 2b$ => Lượng $H^+$ còn lại là $n_1 = 0,86 - 2(a + b)$ => Lượng $OH^-$ dùng để trung hòa $H^+$ dư là $0,86 - 2(a + b)\ (mol)$
=> Lượng $OH^-$ còn lại là $n_2 = 0,1 + 2(a + b)$
Ta thấy: $n_{Ba^{2+}} < n_{SO_4^{2-}}$ => $n_{BaSO_4} = n_{Ba^{2+}} = 0,06\ (mol)$
Ta thấy: $n_2 > 2(n_{Mg^{2+}} + n_{Zn^{2+}})$ nên $Zn(OH)_2$ bị hòa tan; lượng $OH^-$ dư sau khi tạo kết tủa với 2 KL là 0,1 mol
+) TH1: $Zn(OH)_2$ bị hòa tan hoàn toàn => Kết tủa gồm $Mg(OH)_2$ và $BaSO_4$; b < 0,05
=> Sau khi nung thì chất rắn là $MgO$ và $BaSO_4$
Ta có: $m_{MgO} = 26,08 - 0,06.233 = 12,1 (g)$ => $a = 0,3025\ (mol)$ => thay vào (1), ta có $b = 0,04\ (mol)$ (T/m)

+) TH2: $Zn(OH)_2$ bị hòa tan một phần => Kết tủa gồm $Mg(OH)_2$, $Zn(OH)_2$ và $BaSO_4$; b > 0,05
=> Sau khi nung thì chất rắn là $MgO$, $ZnO$ và $BaSO_4$
$Zn(OH)_2 + 2OH^- ---> [Zn(OH)_4]^{2-}$
Ta có: lượng $Zn(OH)_2$ bị hòa tan là 0,05 mol => lượng $Zn(OH)_2$ còn lại là b - 0,05
=> Ta có phương trình: $40a + 81(b - 0,05) + 0,06.233 = 26,08$ (2)
Giải (1) và (2), ta có: $b \approx 0,01$ (Loại)

Vậy khối lượng KL trong hỗn hợp ban đầu là $m_{Mg} = 7,26\ (g);\ m_{Zn} = 2,6\ (g)$

Bài 2:
a)
Ta có: $n_{H_2} = 0,39\ (mol)$, $n_{H^+} = 0,78\ (mol)$
=> Axit phản ứng vừa đủ
Theo giả thiết, KL cũng bị tan hết nên ta có khối lượng muối là: $m = m_{KL} + m_{Cl^-} + m_{SO_4^{2-}} = 7,74 + 0,5.35,5 + 0,14.96 = 38,93\ (g)$
b)
Gọi $n_{Mg} = a;\ n_{Al} = b$
Theo giả thiết, ta có: $24a + 27b = 7,74$; $2a + 3b = 0,78$
Giải hệ, ta có: $a = 0,12\ mol;\ b = 0,18\ mol$
Theo giả thiết, ta có: $n_{OH^-} = 2V\ (mol)$, $n_{Ba^{2+}} = 0,5V\ (mol)$, $n_{SO_4^{2-}} = 0,14\ (mol)$
Kết tủa có thể tạo ra gồm $BaSO_4,\ Mg(OH)_2,\ Al(OH)_3$
Dễ dàng nhận thấy, khi lượng $n_{BaSO_4} = n_{Ba^{2+}} = n_{SO_4^{2-}} = 0,14\ (mol)$ thì vẫn chưa tạo kết tủa hết đối với 2 ion $Mg^{2+}$ và $Al^{3+}$
=> Để lượng kết tủa lớn nhất thì $2V = 2.0,12 + 3.0,18 = 0,78$ => $V = 0,39\ (l)$
Khi đó, lượng kết tủa lớn nhất là $m_{kt} = 0,12.58 + 0,18.78 + 0,14.233 = 53,62\ (g)$