Cho hỗn hợp A gồm m gam các chất Al$_{2}$O$_{3}$ và Al vào 56,5 gam dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$ 98%, thu được 0,336 lít khí SO$_{2}$ thoát ra (đktc) cùng dung dịch B và a gam hỗn hợp rắn D. Lọc lấy D và chia làm 2 phần bằng nhau: + Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch HNO$_{3}$ vừa đủ, sau phản ứng thu được dung dịch X chỉ chứa muối sunfat cùng 1,4 lít hỗn hợp khí không màu có khối lượng là 2,05 gam, có khí hóa nâu trong không khí. Dẫn từ từ đến dư dung dịch NaOH 1M vào X, thấy lượng NaOH dùng hết tối đa là 130 ml. + Phần 2: Nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được rắn Y có khối lượng giảm 1,36 gam so với lượng rắn đem đốt. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m gần nhất với:

Cho hỗn hợp A gồm m gam các chất Al$_{2}$O$_{3}$ và Al vào 56,5 gam dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$ 98%, thu được 0,336 lít khí SO$_{2}$ thoát ra (đktc) cùng dung dịch B và a gam hỗn hợp rắn D. Lọc lấy D và chia làm 2 phần bằng nhau:

+ Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch HNO$_{3}$ vừa đủ, sau phản ứng thu được dung dịch X chỉ chứa muối sunfat cùng 1,4 lít hỗn hợp khí không màu có khối lượng là 2,05 gam, có khí hóa nâu trong không khí. Dẫn từ từ đến dư dung dịch NaOH 1M vào X, thấy lượng NaOH dùng hết tối đa là 130 ml.

+ Phần 2: Nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được rắn Y có khối lượng giảm 1,36 gam so với lượng rắn đem đốt. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m gần nhất với:

A. 14

B. 12

C. 15

D. 13

Hướng dẫn

Chọn đáp án là: D

Phương pháp giải:

B. ảo toàn e, Bảo toàn điện tích

Lời giải chi tiết:

n$_{H2SO4}$ = 0,565 mol ; n$_{SO2}$ = 0,015 mol

+) Phần 1 : M$_{khí}$ = 32,8g ; n$_{khí}$ = 0,0625 mol

Hỗn hợp khí không màu có 1 khí hóa nâu là NO và N$_{2}$O

⇒ n$_{NO}$ = 0,05 ; n$_{N2O}$ = 0,0125 mol

Muối thu được là muối sunfat ⇒ có S trog D

Qui hỗn hợp D về dạng : Al (x mol) ; O (y mol) ; S (z mol)

Giả sử phản ứng D + HNO$_{3}$ tạo t mol NH$_{4}$$^{+}$

B. ảo toàn e : 3n$_{Al}$ + 6n$_{S}$ = 2n$_{O}$ + 3n$_{NO}$ + 8n$_{N2O}$ + 8n$_{NH4}$

⇒ 3x + 6z = 2y + 0,15 + 0,1 + 8t $^{(1)}$

Muối sunfat thu được có : NH$_{4}$$^{+}$ ; Al$^{3+}$ ; SO$_{4}$$^{2-}$

B. ảo toàn điện tích : n$_{NH4}$ + 3n$_{Al}$ = 2n$_{SO4}$

⇒ t + 3x = 2z $^{(2)}$

Khi Cho dung dịch muối này phản ứng với NaOH vừa đủ thì :

A. l$^{3+}$ + 4OH$^{-}$ -> AlO$_{2}$$^{-}$ + 2H$_{2}$O

NH$_{4}$$^{+}$ + OH$^{-}$ -> NH$_{3}$ + H$_{2}$O

⇒ n$_{NaOH}$ = 4x + t = 0,13 $^{(3)}$

+) Phần 2 : (Al ; O ; S) + O$_{2}$(không khí) -> ( 0,5x mol Al$_{2}$O$_{3}$) + SO$_{2}$ ↑

⇒ m$_{giảm}$ = m$_{S}$ – m$_{O thêm}$

⇒ 1,36 = 32z – 16.(1,5x – y) $^{(4)}$

Giải hệ (1,2,3,4) ⇒ x = y = 0,03 ; z = 0,05 ; t = 0,01 mol

Vậy D có : 0,02 mol Al$_{2}$O$_{3}$ ; 0,02 mol Al ; 0,1 mol S

B. ảo toàn e : 2n$_{SO2}$ + 6n$_{S}$ = 3n$_{Al pứ}$ ⇒ n$_{Al pứ}$ = 0,21 mol

n$_{H2SO4}$ = 3n$_{Al2O3 pứ}$ + (1,5n$_{Al}$ + n$_{SO2}$ + n$_{S}$)

⇒ n$_{Al2O3}$ = 0,045 mol

Vậy hỗn hợp đầu có : 0,065 mol Al$_{2}$O$_{3}$ và 0,23 mol Al

⇒ m = 12,84g

Đáp án D