Đề bài

Quy trình công nghệ̣ sản xuất phèn aluminium \(\left( {{\rm{KAl}}{{\left( {{\rm{S}}{{\rm{O}}_4}} \right)}_2} \cdot 12{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}} \right)\) từ cao lanh (thành phần khoáng chính là kaolinit \(\left( {{\rm{A}}{{\rm{l}}_2}{{\rm{O}}_3}.{\rm{Si}}{{\rm{O}}_2}} \right)\) được tiến hành như sau:

- Bước 1: Cao lanh đã tuyển được hoạt hóa ở chế độ nung 700C {\rm{C}}\) trong 1 giờ.

- Bước 2: Sau đó được nghiền nhỏ và hòa tan trong \(117,6\;{\rm{kg}}\) dung dịch \({{\rm{H}}_2}{\rm{S}}{{\rm{O}}_4}25\% \) ở nhiệt độ \({95^o}{\rm{C}}\). Lượng acid được tính theo tỷ lượng vừa đủ. Sau khi phản ứng, dung dịch muối aluminium sulfate được lọc tách khỏi bã silicon.

- Bước 3: Thêm tiếp 87 kg dung dịch \({{\rm{K}}_2}{\rm{S}}{{\rm{O}}_4}20\% \) vừa đủ vào dung dịch sau phản ứng rồi đun nóng để nước bay hơi cho đến khi khối lượng dung dịch giảm đi 30% so với ban đầu.

- Bước 4: Hạ nhiệt độ dung dịch về \({20^o}{\rm{C}}\) để phèn chua tách ra.

Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và 100 gam nước ở \({20^o}{\rm{C}}\) hòa tan được tối đa 11,2 gam \({\rm{KAl}}{\left( {{\rm{S}}{{\rm{O}}_4}} \right)_2}\). Sau khi kết thúc các bước trên thu được m kg phèn chua. Tính m ? (kết quả làm tròn đến hàng phần mười)

Đáp án:

Đáp án

Đáp án:

Phương pháp giải

Dựa vào các bước sản xuất phèn nhôm.

n _H2SO4 = 177,6.25% : 98 = 0,3 k.mol

Al₂O₃ +3 H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

m _{dung dịch Al2(SO4)3} = m _Al2O3 + m _{dd H2SO4} = 0,1.102 + 117,6 = 127,8kg

n _Al2(SO4)3  = 0,1 k.mol

n _K2SO4 = 87.20% : 174 = 0,1 k.mol

m dung dịch sau pha trộn = 127,8 + 87 = 214,8 kg

Khối lượng dung dịch còn lại sau bay hơi: 214,8 – 214,8.30% = 150,36kg

n _{KAl(SO4)2 ban đầu} = 0,2 k.mol

Đặ n _{Kal(SO4)2.12H2O thu được} = x

C% _{KAl(SO4)2 bão hòa còn lại} = \(\frac{{258.(0,2 - x)}}{{150,36 - 474{\rm{x}}}}.100 = \frac{{11,2}}{{11,2 + 100}} =  > x = 0,17338k.mol\)

=> m _{KAl(SO4)2.12H2O} = 0,17338.447 = 82,2Kg