Quảng cáo
2 câu trả lời 171
Để giải bài toán này, ta thực hiện các bước sau:
### Bước 1: Phân tích phản ứng với HCl
Giả sử hỗn hợp 20 gam có chứa Mg, Fe, Al. Khi tác dụng với HCl, các kim loại này phản ứng như sau:
- **Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂**
- **2Fe + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂**
- **2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂**
Gọi số mol của các kim loại lần lượt là \( n_{Mg}, n_{Fe}, n_{Al} \).
Tổng khối lượng của hỗn hợp là:
\[
m_{Mg} + m_{Fe} + m_{Al} = 20 \text{ gam}
\]
### Bước 2: Tính số mol H₂ sinh ra
Theo đề bài, tổng số H₂ thu được là 1 gam.
Khối lượng mol H₂ là 2 g/mol, do đó:
\[
n_{H_2} = \frac{1}{2} = 0.5 \text{ mol}
\]
### Bước 3: Thiết lập phương trình cho mỗi kim loại
1. **Mg**: 1 mol H₂ cần 1 mol Mg → \( n_{Mg} = n_{H_2} = 0.5 \)
2. **Fe**: 1 mol H₂ cần 0.5 mol Fe → \( n_{Fe} = n_{H_2} \cdot 2 = 1 \)
3. **Al**: 1 mol H₂ cần 1/3 mol Al → \( n_{Al} = n_{H_2} \cdot 3 = 1.5 \)
### Bước 4: Tính khối lượng mỗi kim loại
- **Khối lượng Mg**:
\[
m_{Mg} = n_{Mg} \cdot M_{Mg} = 0.5 \cdot 24 = 12 \text{ gam}
\]
- **Khối lượng Fe**:
\[
m_{Fe} = n_{Fe} \cdot M_{Fe} = 1 \cdot 56 = 56 \text{ gam}
\]
- **Khối lượng Al**:
\[
m_{Al} = n_{Al} \cdot M_{Al} = 1.5 \cdot 27 = 40.5 \text{ gam}
\]
### Bước 5: Tổng khối lượng không khớp
Khối lượng tổng hợp từ trên không đạt 20 gam, điều này chỉ ra rằng không thể có tất cả các kim loại cùng tồn tại trong hỗn hợp.
### Bước 6: Tính kết tủa từ dung dịch X với NaOH
Dung dịch X sẽ chứa các muối như AlCl₃, FeCl₃, MgCl₂. Tác dụng với NaOH sẽ tạo ra kết tủa:
- **AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ (kết tủa)**
- **FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃ (kết tủa)**
### Bước 7: Nung kết tủa
Kết tủa Al(OH)₃ và Fe(OH)₃ khi nung sẽ chuyển thành oxit:
\[
Al(OH)₃ \xrightarrow{t°} Al_2O_3
\]
\[
Fe(OH)₃ \xrightarrow{t°} Fe_2O_3
\]
### Bước 8: Tính khối lượng cuối cùng
Giả sử ta chỉ có Al, tính khối lượng oxit Al:
1 mol Al(OH)₃ = 78 g sẽ cho 1 mol Al₂O₃ = 102 g.
Khối lượng của kết tủa oxit Al sẽ là:
\[
\frac{102}{3} \cdot n_{Al}
\]
Tương tự cho Fe, và tổng lại:
Khối lượng thu được sẽ là kết quả của quá trình nung.
### Kết luận
Do các số liệu không đạt yêu cầu, ta cần xem xét kỹ để đưa ra khối lượng chính xác. Tuy nhiên, khối lượng rắn sau khi nung sẽ là một giá trị cụ thể, tính dựa trên số mol ban đầu của kim loại trong hỗn hợp.
Để giải bài toán này, ta cần phân tích các phản ứng xảy ra:
1. Phản ứng tác dụng giữa hỗn hợp Mg, Fe, Al với dung dịch HCl:
Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2
Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2
Al + 3HCl -> AlCl3 + H2
2. Phản ứng tác dụng giữa dung dịch X và NaOH:
MgCl2 + 2NaOH -> Mg(OH)2 + 2NaCl
FeCl2 + 2NaOH -> Fe(OH)2 + 2NaCl
AlCl3 + 3NaOH -> Al(OH)3 + 3NaCl
Ta thấy rằng, trong dung dịch X, chỉ có MgCl2 và FeCl2 tạo kết tủa với NaOH. Vì Mg(OH)2 là chất rắn kết tủa lớn nhất nên chất Mg chiếm phần lớn trong dung dịch X.
Để tính lượng Mg trong hỗn hợp ban đầu, ta cần xác định lượng H2 sinh ra từ phản ứng với HCl. Theo phản ứng, 1 mol Mg sinh ra 1 mol H2. Vậy, 20 gam hỗn hợp tạo ra 1 gam H2, do đó lượng Mg trong hỗn hợp ban đầu là 24 gam.
Sau khi tác dụng với NaOH, lượng Mg(OH)2 tạo thành sẽ là 24 gam. Nung Mg(OH)2 ở nhiệt độ cao trong chân không sẽ cho kết tủa MgO. Do đó, kết tủa lớn nhất thu được là MgO.
Quảng cáo
Bạn muốn hỏi bài tập?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Hỏi từ APP VIETJACK64705
-
Hỏi từ APP VIETJACK44807
