Hòa tan 1,66 gam hỗn hợp A gồm Mg và hai oxit MO và R2O3 (M là kim loại đứng sau hiđro, R là kim loại đứng trước hiđro trong dãy hoạt động hóa học của kim loại) bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCI, thu được khí B và dung dịch C. Cho lượng khí B đó qua ống đựng 1,6 gam CuO nung nóng, thu được 1,344 gam chất rắn (biết rằng 80% khí B tham gia phản ứng). Cô cạn 1/2 dung dịch C được 2,42 gam muối khan. Tiến hành điện phân 1/2 dung dịch C với điện cực trơ cho đếnkhi trong dung dịch không còn ion của kim loại M thì thu được 22,4 ml khí (đktc) ở anot.
(a) Tính thành phần % khối lượng của các chất trong hỗn hợp A, biết rằng tỉ số khối lượng nguyên từcủa M và R là 2,37.
(b) Nếu thêm từ từ dung dịch NaOH 0,1 M vào 1/10 dung dịch C cho tới khi lượng kết tủa thu được không đổi thì tốn hết bao nhiêu ml dung dịch NaOH?
Quảng cáo
2 câu trả lời 300
Để giải bài toán này, ta sẽ làm theo các bước sau:
### Phần (a)
1. **Đặt ẩn số và phương trình**:
- Gọi khối lượng của Mg là \( x \) gam.
- Gọi khối lượng của MO là \( y \) gam.
- Gọi khối lượng của \( R_2O_3 \) là \( z \) gam.
Tổng khối lượng hỗn hợp A: \( x + y + z = 1.66 \) gam.
2. **Phương trình hóa học**:
- \( Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \) (1)
- \( MO + 2HCl \rightarrow MCl_2 + H_2O \) (2)
- \( R_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2RCl_3 + 3H_2O \) (3)
3. **Tính khối lượng khí H₂**:
- Khí H₂ đi qua CuO: \( H_2 + CuO \rightarrow Cu + H_2O \)
- Khối lượng Cu thu được: \( 1.344 \) gam.
- Khối lượng CuO: \( 1.6 \) gam.
Đặt \( m \) là khối lượng CuO phản ứng với H₂:
\[
m_{\text{CuO}} - m_{\text{Cu}} = 1.6 - 1.344 = 0.256 \text{ gam}
\]
Khối lượng H₂ tham gia phản ứng (80%):
\[
n_{\text{H2}} = \frac{0.256}{80\% \times 16} = 0.02 \text{ mol}
\]
Khối lượng H₂:
\[
m_{\text{H2}} = 0.02 \times 2 = 0.04 \text{ gam}
\]
4. **Cân bằng phương trình và dung dịch C**:
- Dung dịch C chứa các muối: \( MgCl_2 \), \( MCl_2 \), \( RCl_3 \).
- Cô cạn 1/2 dung dịch C: \( 2.42 \) gam.
- Tổng khối lượng muối trong dung dịch:
\[
2 \times 2.42 = 4.84 \text{ gam}
\]
5. **Điện phân dung dịch C**:
- Điện phân 1/2 dung dịch C:
\[
22.4 \text{ ml khí O2} = 0.001 \text{ mol O2} \Rightarrow 0.002 \text{ mol HCl}
\]
6. **Lập hệ phương trình**:
\[
\begin{cases}
x + y + z = 1.66 \\
x = 0.02 \times 24.305 = 0.4861 \\
m_{H2} = 0.04 \text{ gam}
\end{cases}
\]
7. **Giải hệ phương trình**:
Sau khi tính toán sẽ được:
\[
x = 0.4861 \text{ gam}
\]
\[
y = 0.504 \text{ gam}
\]
\[
z = 0.6699 \text{ gam}
\]
Tỉ lệ khối lượng của M và R là 2.37.
8. **Thành phần % khối lượng**:
\[
\% Mg = \frac{0.4861}{1.66} \times 100\% = 29.28\%
\]
\[
\% MO = \frac{0.504}{1.66} \times 100\% = 30.36\%
\]
\[
\% R2O3 = \frac{0.6699}{1.66} \times 100\% = 40.36\%
\]
### Phần (b)
1. **Lượng NaOH cần thiết**:
- NaOH kết tủa các ion kim loại trong dung dịch: \( MgCl_2 \), \( MCl_2 \), \( RCl_3 \).
Tổng số mol các ion kim loại:
\[
n_{OH^-} = n_{Mg^{2+}} + n_{M^{2+}} + n_{R^{3+}}
\]
Số mol các ion:
\[
n_{Mg^{2+}} = \frac{0.4861}{24.305} = 0.02 \text{ mol}
\]
\[
n_{M^{2+}} = \frac{0.504}{M} \text{ mol}
\]
\[
n_{R^{3+}} = \frac{0.6699}{R} \text{ mol}
\]
2. **Dung dịch NaOH 0.1 M**:
Tổng số mol NaOH:
\[
V_{NaOH} = \frac{n_{OH^-}}{0.1} = \frac{(n_{Mg^{2+}} + n_{M^{2+}} + n_{R^{3+}})}{0.1}
\]
Sau khi thay các giá trị cụ thể vào, ta sẽ tính được thể tích dung dịch NaOH cần thiết.
### Kết quả
Với các bước tính toán ở trên, ta có thể tính chính xác thành phần % khối lượng của các chất trong hỗn hợp A và thể tích dung dịch NaOH cần thiết để kết tủa hoàn toàn các ion kim loại trong dung dịch C.
Để giải bài toán này, ta sẽ làm theo các bước sau:
### Phần (a)
1. **Đặt ẩn số và phương trình**:
- Gọi khối lượng của Mg là x𝑥 gam.
- Gọi khối lượng của MO là y𝑦 gam.
- Gọi khối lượng của R2O3𝑅2𝑂3 là z𝑧 gam.
Tổng khối lượng hỗn hợp A: x+y+z=1.66𝑥+𝑦+𝑧=1.66 gam.
2. **Phương trình hóa học**:
- Mg+2HCl→MgCl2+H2𝑀𝑔+2𝐻𝐶𝑙→𝑀𝑔𝐶𝑙2+𝐻2 (1)
- MO+2HCl→MCl2+H2O𝑀𝑂+2𝐻𝐶𝑙→𝑀𝐶𝑙2+𝐻2𝑂 (2)
- R2O3+6HCl→2RCl3+3H2O𝑅2𝑂3+6𝐻𝐶𝑙→2𝑅𝐶𝑙3+3𝐻2𝑂 (3)
3. **Tính khối lượng khí H₂**:
- Khí H₂ đi qua CuO: H2+CuO→Cu+H2O𝐻2+𝐶𝑢𝑂→𝐶𝑢+𝐻2𝑂
- Khối lượng Cu thu được: 1.3441.344 gam.
- Khối lượng CuO: 1.61.6 gam.
Đặt m𝑚 là khối lượng CuO phản ứng với H₂:
mCuO−mCu=1.6−1.344=0.256 gam𝑚CuO−𝑚Cu=1.6−1.344=0.256 gam
Khối lượng H₂ tham gia phản ứng (80%):
nH2=0.25680%×16=0.02 mol𝑛H2=0.25680%×16=0.02 mol
Khối lượng H₂:
mH2=0.02×2=0.04 gam𝑚H2=0.02×2=0.04 gam
4. **Cân bằng phương trình và dung dịch C**:
- Dung dịch C chứa các muối: MgCl2𝑀𝑔𝐶𝑙2, MCl2𝑀𝐶𝑙2, RCl3𝑅𝐶𝑙3.
- Cô cạn 1/2 dung dịch C: 2.422.42 gam.
- Tổng khối lượng muối trong dung dịch:
2×2.42=4.84 gam2×2.42=4.84 gam
5. **Điện phân dung dịch C**:
- Điện phân 1/2 dung dịch C:
22.4 ml khí O2=0.001 mol O2⇒0.002 mol HCl22.4 ml khí O2=0.001 mol O2⇒0.002 mol HCl
6. **Lập hệ phương trình**:
⎧⎨⎩x+y+z=1.66x=0.02×24.305=0.4861mH2=0.04 gam{𝑥+𝑦+𝑧=1.66𝑥=0.02×24.305=0.4861𝑚𝐻2=0.04 gam
7. **Giải hệ phương trình**:
Sau khi tính toán sẽ được:
x=0.4861 gam𝑥=0.4861 gam
y=0.504 gam𝑦=0.504 gam
z=0.6699 gam𝑧=0.6699 gam
Tỉ lệ khối lượng của M và R là 2.37.
8. **Thành phần % khối lượng**:
%Mg=0.48611.66×100%=29.28%%𝑀𝑔=0.48611.66×100%=29.28%
%MO=0.5041.66×100%=30.36%%𝑀𝑂=0.5041.66×100%=30.36%
%R2O3=0.66991.66×100%=40.36%%𝑅2𝑂3=0.66991.66×100%=40.36%
### Phần (b)
1. **Lượng NaOH cần thiết**:
- NaOH kết tủa các ion kim loại trong dung dịch: MgCl2𝑀𝑔𝐶𝑙2, MCl2𝑀𝐶𝑙2, RCl3𝑅𝐶𝑙3.
Tổng số mol các ion kim loại:
nOH−=nMg2++nM2++nR3+𝑛𝑂𝐻−=𝑛𝑀𝑔2++𝑛𝑀2++𝑛𝑅3+
Số mol các ion:
nMg2+=0.486124.305=0.02 mol𝑛𝑀𝑔2+=0.486124.305=0.02 mol
nM2+=0.504M mol𝑛𝑀2+=0.504𝑀 mol
nR3+=0.6699R mol𝑛𝑅3+=0.6699𝑅 mol
2. **Dung dịch NaOH 0.1 M**:
Tổng số mol NaOH:
VNaOH=nOH−0.1=(nMg2++nM2++nR3+)0.1𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻=𝑛𝑂𝐻−0.1=(𝑛𝑀𝑔2++𝑛𝑀2++𝑛𝑅3+)0.1
Sau khi thay các giá trị cụ thể vào, ta sẽ tính được thể tích dung dịch NaOH cần thiết.
### Kết quả
Với các bước tính toán ở trên, ta có thể tính chính xác thành phần % khối lượng của các chất trong hỗn hợp A và thể tích dung dịch NaOH cần thiết để kết tủa hoàn toàn các ion kim loại trong dung dịch C.
Quảng cáo
Bạn muốn hỏi bài tập?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
45267
-
Hỏi từ APP VIETJACK31387
