Đáp án:

Giải thích các bước giải:

`a)`

`-` Thí nghiệm `1 :`

$\rm Al_4C_3 + 12H_2O → 4Al(OH)_3↓ + 3CH_4↑$

$\rm CaC_2 + 2H_2O → Ca(OH)_2 + C_2H_2↑$

$\rm Ca(OH)_2 + 2Al + 2H_2O → Ca(AlO_2)_2 + 3H_2↑$

$\rm Ca(OH)_2 + 2Al(OH)_3 → Ca(AlO_2)_2 + 4H_2O$

`-` Thí nghiệm `2 :`

$\rm C_2H_2 + \dfrac{5}2O_2 \xrightarrow{t^o} 2CO_2 + H_2O$

$\rm CH_4 + 2O_2 \xrightarrow{t^o} CO_2 + 2H_2O$

$\rm 2H_2 + O_2 \xrightarrow{t^o} 2H_2O$

`-` Thí nghiệm `3 :`

$\rm Ca(OH)_2 + 2HCl → CaCl_2 + 2H_2O $

$\rm Ca(AlO_2)_2 + 2HCl + 2H_2O → CaCl_2 + 2Al(OH)_3↓ $

$\rm Al(OH)_3 + 3HCl → AlCl_3 + 3H_2O$

`b)`

`-` Thí nghiệm `1 + 2 :`

Sơ đồ phản ứng`:`

$\rm X: \begin{cases} Al \\ Ca \\ Al_4C_3 \\ CaC_2  \end{cases} + H_2O → \begin{cases} Z : \begin{cases}  C_2H_2 \\ CH_4 \\ H_2 \end{cases} + O_2 → \begin{cases} CO_2 \\ H_2O  \end{cases} \\ Y : \begin{cases} Ca(OH)_2 \\ Ca(AlO_2)_2  \end{cases} \end{cases}$

Gọi `n_(Ca(OH)_2) = x ; n_(Ca(AlO_2)_2) = y ( mol ) ( x , y > 0 )`

`n_(CO_2) = (20,16)/(22,4) = 0,9 ( mol )`

`n_(H_2O)(TN_2) = (20,7)/(18) = 1,15 ( mol )`

Bảo toàn `C,H : m_Z = m_(C(.)CO_2) + m_(H(.)H_2O(TN_2)) = 0,9 . 12 + 1,15 . 2 . 1 = 13,1 ( g )`

Bảo toàn `C : n_(C(.)X) = n_(CO_2) = 0,9 ( mol )`

Thấy rằng `: m_X = m_(Al) + m_(Ca) + m_C`

`-> 40,3 = m_(Al(.)Ca(AlO_2)_2) + m_(Ca(.)Ca(OH)_2) + m_(Ca(.)Ca(AlO_2)_2) + m_C`

`-> 40,3 = 27 . 2y + 40x + 40y + 0,9 . 12 -> 40x + 94y = 29,5 ( 1 )`

Bảo toàn `H :n_(H_2O)(TN_1) = n_(H_2O)(TN_2) + 2n_(Ca(OH)_2)`

`-> n_(H_2O)(TN_1) = x + 1,15 ( mol )`

Bảo toàn khối lượng `:`

`m_X + m_(H_2O)(TN_1) = m_Y + m_Z`

`-> 40,3 + 18( x + 1,15 ) = 74x + 158y + 13,1`

`-> 56x + 158y = 47,9 ( 2 )`

`(1);(2) -> x = 0,15 ; y = 0,25 ( mol )`

`-` Thí nghiệm `3 :`

$\rm Ca(OH)_2 + 2HCl → CaCl_2 + 2H_2O ( I )$

$\rm Ca(AlO_2)_2 + 2HCl + 2H_2O → CaCl_2 + 2Al(OH)_3↓ ( II )$

$\rm Al(OH)_3 + 3HCl → AlCl_3 + 3H_2O ( III )$

`@` Xét giai đoạn số mol kết tủa là `3a` và số mol `HCl` là `0,56x :`

`n_(HCl)(I) = 0,15 . 2 = 0,3 ( mol )`

`n_(Al(OH)_3)(II) = 0,25 . 2 = 0,5 ( mol )`

`n_(HCl)(II) = 0,25 . 2 = 0,5 ( mol )`

`n_(HCl)(III) = 0,56x - n_(HCl)(I) - n_(HCl)(II) = 0,56x - 0,8 ( mol )`

`n_(Al(OH)_3)(III) = n_(Al(OH)_3)(II) - 3a = 0,5 - 3a ( mol )`

Từ `(III) -> 0,5 - 3a = (0,56x-0,8)/3 -> 9a + 0,56x = 2,3 ( 3 )`

`@` Xét giai đoạn số mol kết tủa là `2a` và số mol `HCl` là `0,68x :`

`n_(HCl)(III) = 0,68x - 0,8 ( mol )`

`n_(Al(OH)_3) = 0,5 - 2a ( mol )`

`(III)-> 0,5 - 2a = (0,68x - 0,8)/3 -> 6a + 0,68x = 2,3 ( 4 )`

`(3);(4) -> a = 0,1 ; x = 2,5`