by Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp Al và Al$_{2}$O$_{3}$ trong 200 ml dung dịch HCl nồng độ a mol/l, thu được dung dịch X. Cho từ từ dung dịch NaOH 1M vào X, lượng kết tủa Al(OH)$_{3}$ (m gam) phụ thuộc vào thể tích dung dịch NaOH (V ml) được biểu diễn bằng đồ thị:
Giá trị lớn nhất của m là
A. 8,58.
B. 7,02.
C. 11,70.
D. 7,80.
Hướng dẫn
Chọn đáp án là: D
Phương pháp giải:
Ta chia đồ thị làm 3 giai đoạn
Giai đoạn 1: bắt đầu xuất hiện kết tủa ⇒ hết V$_{NaOH}$ = 100 ml ⇒ đây là lượng thể tích cần dùng để trung hòa lượng HCl còn dư sau phản ứng ⇒ n$_{HCl}$ dư = 0,1 (mol)
Giai đoạn 2: đồ thi bắt đầu đi lên đến điểm cực đại
Tại giai đoạn này xảy ra phản ứng:
A. l$^{3+}$ + 3OH$^{-}$ → Al(OH)$_{3}$↓
⇒ n$_{Al(OH)3 }$ = 1/3n$_{OH}$-
Giai đoạn 3: đồ thị đi xuống, tại giai đoạn này lượng kết tủa bị hòa tan theo phản ứng
A. l(OH)$_{3}$ + OH$^{- }$ → AlO$_{2}$$^{−}$ + 2H$_{2}$O
Từ đồ thị ta thấy tại giá trị V$_{NaOH}$ = 250 ml và V$_{NaOH}$ = 450 ml cùng thu được một lượng kết tủa như nhau
⇒ áp dụng công thức nhanh ta có: n$_{NaOH}$ = 4n$_{Al3+}$ – n$_{Al(OH)3}$ + n$_{H+ dư}$ ⇒ n$_{Al3+}$ = ?
Vậy để lượng kết tủa cực đại thì tất cả lượng Al$^{3+}$ sẽ chuyển hết thành Al(OH)$_{3}$
⇒ n$_{Al(OH)3}$ = n$_{Al3+}$ = ? (mol) ⇒ m$_{Al(OH)3}$ = ?
Lời giải chi tiết:
Ta chia đồ thị làm 3 giai đoạn
Giai đoạn 1: bắt đầu xuất hiện kết tủa ⇒ hết V$_{NaOH}$ = 100 ml ⇒ đây là lượng thể tích cần dùng để trung hòa lượng HCl còn dư sau phản ứng
⇒ n$_{HCl}$ dư = 0,1 (mol)
Giai đoạn 2: đồ thi bắt đầu đi lên đến điểm cực đại
Tại giai đoạn này xảy ra phản ứng:
A. l$^{3+}$ + 3OH$^{-}$ → Al(OH)$_{3}$↓
(0,25 – 0, 1) → 0,05 (mol)
Giai đoạn 3: đồ thị đi xuống, tại giai đoạn này lượng kết tủa bị hòa tan theo phản ứng
A. l(OH)$_{3}$ + OH$^{- }$ → AlO$_{2}$$^{−}$ + 2H$_{2}$O
Từ đồ thị ta thấy tại giá trị V$_{NaOH}$ = 250 ml và V$_{NaOH}$ = 450 ml cùng thu được một lượng kết tủa như nhau
⇒ áp dụng công thức nhanh ta có:
n$_{NaOH}$ = 4n$_{Al3+}$ – n$_{Al(OH)3}$ + n$_{H+ dư}$
⇒ 0,45 = 4a – 0,05 + 0,1
⇒ a = 0,1 (mol)
Vậy để lượng kết tủa cực đại thì tất cả lượng Al$^{3+}$ sẽ chuyển hết thành Al(OH)$_{3}$
⇒ n$_{Al(OH)3}$ = n$_{Al3+}$ = 0,1 (mol) ⇒ m$_{Al(OH)3}$ = 0,1.78 = 7,8(g)
Đáp án D
