Bài tập xác định kim loại (Al)

Bài 1: Hòa tàn hoàn toàn một kim loại hóa trị 3 trong 100 ml dung dịch H₂SO­₄ 1M. Để trung hòa lượng axit dư phải dùng hết 30 ml dung dịch NaOH 1. Nếu lấy dung dịch cho tác dụng với dung dịch NH₃ dư thì thu được kết tủa, rửa sạch, sấy khô đến khối lượng không đổi cân nặng 2,89 gam. Xác định tên kim loại.

Bài giải

Gọi M là kim loại hóa trị 3, có khối lượng là M g/mol

2M + 3H2SO4 = M2(SO4)3 + 3H2↑	(1)
H2SO4(dư) + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O	(2)

Dung dịch thu được (M₂(SO₄)₃, Na₂SO₄) tác dụng với dung dịch NH₃:

M2(SO4)3 + 6NH3 + 6H2O = 2M(OH)3↓ + 3(NH4)2SO4	(3)
2M(OH)3 = M2O3 + 3H2O	(4)

- Theo đề bài số mol H₂SO₄ ban đầu là: n^bđ_H2SO4 = 0,1x1 = 0,1 mol;

- Từ phản ứng (2) lượng H₂SO₄ dư là: n^dư_H2SO4 = n_NaOH/2 = 0,03x1/2 = 0,015 mol;

- Lượng H₂SO₄ tham gia vào phản ứng là: n^PƯ(1)_H2SO4 = 0,1 – 0,015 = 0,085 mol;

- Từ phản ứng (1) số mol kim loại M là:

n_M = (2/3)xn_H2SO4 = (2/3)x0,085 = 0,17/3 mol;

- Từ các phản ứng (1,3,4) ta có:

n_M2O3 = 0,5x n_M(OH)3 = n_M2(SO4)3 =0,5x n_M = 0,17/6 mol;

- Khối lượng mol phân tử M₂O₃ là:

2M + 48 = 2,89/(0,17/6) = 102;

M = 27;

- Kim loại cần tìm là Al.