Hỗn hợp X gồm Al, Ca, Al4C3 và CaC2.Cho 15,15 gam X vào nước dư

Đặt hỗn hợp X: Al (a mol), Ca (b mol), C (c mol)
⇒ 15,15 = 27a + 40b + 12c
\(n_{CO_2} = n_C = 0,2\)
⇒ 27a + 40b = 12,75 (1)
\(n_{H_2O} = 0,525\ mol\)
Qua phản ứng ta thấy
\(\begin{matrix} \cdot & Al_4C_3 & \rightarrow & 3CH_4 & \rightarrow & 6H_2O\\ & 1 \ mol & \rightarrow & 3 \ mol & \rightarrow & 6 \ mol \end{matrix}\)
Nếu cho:
\(\begin{matrix} Al & \xrightarrow[]{HCl} & \frac{3}{2}H_2 & \rightarrow & \frac{3}{2}H_2O\\ 4 \ mol & \rightarrow & & & 6 \ mol \end{matrix}\)
\(\begin{matrix} \cdot & CaC_2 & \rightarrow & C_2H_2 & \rightarrow & H_2O\\ & 1 & \rightarrow & 1 & & 1 \end{matrix}\)
\(\begin{matrix} \cdot & Ca & \xrightarrow[]{H^+} & H_2 & \rightarrow & H_2O\\ & 1 & \rightarrow & 1 & & 1 \end{matrix}\)
Vậy lượng H₂O sinh ra khi đốt CH₄ hoặc C₂H₂ sẽ bằng lượng H₂O sinh ra khi đốt H₂ do Al, Ca phản ứng với H⁺, nên ta có thể xem như Al và Ca phản ứng với H⁺.
\(\Rightarrow n_{H_2} = 0,525\)
\(\begin{matrix} \cdot & Al & - & 3e^- & \rightarrow & Al^{3+}\\ & a & \rightarrow & 3a\\ \cdot & Ca & - & 2e^- & \rightarrow & Ca^{2+}\\ & b & \rightarrow & 2b\\ \cdot & 2H^+ & + & 2e^- & \rightarrow & H_2\\ & & & 1,05 & \gets & 0,525 \end{matrix}\)
⇒ 3a + 2b = 1,05 (2)
Từ (1), (2) ⇒ a = 0,25, b = 0,15
\(\Rightarrow n_{Ca(OH)_2} = 0,15\ mol \Rightarrow n_{OH^-} = 0,3\ mol\)
\(\begin{matrix} \cdot & Al & + & OH^- & + & H_2O & \rightarrow & {AlO_2}^- & + & \frac{3}{2}H_2\\ & 0,25 & \rightarrow & 0,25 & & & & 0,25 \end{matrix}\)
                         dư \(0,05\)
n_HCl = 0,4 mol
\(\begin{matrix} \cdot & OH^- & + & H^+ & \rightarrow & H_2O\\ & 0,05 & \rightarrow & 0,05\\ \cdot & {AlO_2}^- & + & H^+ & + & H_2O & \rightarrow & Al(OH)_3\\ & 0,25 & \rightarrow & 0,25 & & & & 0,25\\ \cdot & Al(OH)_3 & + & 3H^+ & \rightarrow & Al^{3+} & + & 3H_2O\\ & \frac{0,1}{3} & & 0,1 \end{matrix}\)
\(\Rightarrow m_{Al(OH)_3}= (0,25 - \frac{0,1}{3}) \times 27 = 16,9\ g\)