Cho m gam một mẩu kim loại Ba tan hết vào 100 ml d...

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Gọi số mol Ba là x (mol)

Ba   + 2H⁺ → Ba²⁺ + H₂↑

0,04 ← 0,08                          (mol)

Ba +  2H₂O → Ba²⁺ + 2OH^- + H₂↑

(x – 0,04 )          → (2x – 0,08)         (mol)

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄

3OH^- + Al³⁺ → Al(OH)₃↓

OH^-  + Al(OH)₃  → AlO₂^- + 2H₂O

Vì dd X + HCl sinh ra 0,78 gam kết tủa Al(OH)₃ : 0,1 (mol) nên trong dung dịch X chắc chắn có chứa Ba(AlO₂)₂ => lượng OH^- sinh ra đã hòa tan 1 phần lượng kết tủa Al(OH)₃

Vì Al(OH)₃ bị hòa tan 1 phần

=> n_OH - > 3n_Al3+

=> x > 0,19

=> n_Ba2+ > 0,19 (mol) => SO₄^2- bị kết tủa hết => n_BaSO4 = n_SO42- = 0,15 (mol)

Mặt khác: n_OH- = 4n_Al3+ - n_{Al(OH)3 còn lại}  => n_{Al(OH)3 còn lại} = 0,48 – 2x (mol)

=> n_{Al(OH)3 còn lại} = 0,32 – 2x (mol)

m_{dd giảm} = m_BaSO4 + m_{Al(OH)3 còn lại} + m_H2 - m_Ba

=> 0,15.233 + (0,48 – 2x).78 + 2x - 137x = 14,19

=> x = ?  (mol)

=> m_Ba = ?

Vậy dung dịch X chứa: AlO₂^- ; Ba²⁺, Cl^-  + V ml HCl 1M→ Al(OH)₃: 0,01 (mol)

TH₁: AlO₂- dư, H⁺ hết

AlO₂^- + H⁺ + H­₂O → Al(OH)₃↓

=> n_H+ = n_Al(OH)3 = ?  (mol) => V_HCl = n: C_M = ? (ml)

TH₂: AlO₂- , H⁺  đều phản ứng hết, kết tủa sinh ra bị hòa tan 1 phần

AlO₂^- + H⁺ + H­₂O → Al(OH)₃↓

H⁺       + Al(OH)₃      → Al³⁺ + 2H₂O

=> n_H+ = ?  (mol) => V_HCl = n : C_M = ? (ml)

Giải chi tiết:

n_HCl = 0,1. 0,8 = 0,08 (mol) ; n_Al2(SO4)3 = 0,1.0,5 = 0,05 (mol) => n_Al3+ = 0,1 (mol); n_SO42- = 0,15 (mol)

Gọi số mol Ba là x (mol)

Ba + 2HCl → BaCl₂ + H₂↑

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂↑

3BaCl₂ + Al₂(SO₄)₃ → 3BaSO₄ ↓+ 2AlCl₃

3Ba(OH)₂ + Al₂(SO₄)₃ → BaSO₄↓ + 2Al(OH)₃↓

Ba(OH)₂ + 2Al(OH)₃ → Ba(AlO₂)₂ + 4H₂O

Vì dd X + HCl sinh ra 0,78 gam kết tủa Al(OH)₃ : 0,1 (mol) nên trong dung dịch X chắc chắn có chứa Ba(AlO₂)₂ => lượng OH^- sinh ra đã hòa tan 1 phần lượng kết tủa Al(OH)₃

Ba   + 2H⁺ → Ba²⁺ + H₂↑

0,04 ← 0,08                          (mol)

Ba +  2H₂O → Ba²⁺ + 2OH^- + H₂↑

(x – 0,04 )          → (2x – 0,08)         (mol)

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄

3OH^- + Al³⁺ → Al(OH)₃↓

OH^-  + Al(OH)₃  → AlO₂^- + 2H₂O

Vì Al(OH)₃ bị hòa tan 1 phần

=> n_OH - > 3n_Al3+

=> 2x – 0,08 > 3. 0,1

=> x > 0,19

=> n_Ba2+ > 0,19 (mol) => SO₄^2- bị kết tủa hết => n_BaSO4 = n_SO42- = 0,15 (mol)

Mặt khác: n_OH- = 4n_Al3+ - n_{Al(OH)3 còn lại}  => n_{Al(OH)3 còn lại} = 0,48 – 2x (mol)

=> n_{Al(OH)3 còn lại} = 0,32 – 2x (mol)

m_{dd giảm} = m_BaSO4 + m_{Al(OH)3 còn lại} + m_H2 - m_Ba

=> 0,15.233 + (0,48 – 2x).78 + 2x - 137x = 14,19

=> 291x = 58,2

=> x = 0,2 (mol)

=> m_Ba = 0,2. 137 = 27,4 (g)

Vậy dung dịch X chứa: 

\(\left\{ \begin{gathered}
Al{O_2}^ - :0,02\,mol \hfill \\
B{a^{2 + }}:0,05\,mol \hfill \\
C{l^ - }:0,08\,mol \hfill \\
\end{gathered} \right.\)  + V ml HCl 1M→ Al(OH)₃: 0,01 (mol)

TH₁: AlO₂- dư, H⁺ hết

AlO₂^- + H⁺ + H­₂O → Al(OH)₃↓

=> n_H+ = n_Al(OH)3 = 0,01 (mol) => V_HCl = n: C_M = 0,01 (lít) = 10 (ml)

TH₂: AlO₂- , H⁺  đều phản ứng hết, kết tủa sinh ra bị hòa tan 1 phần

AlO₂^- + H⁺ + H­₂O → Al(OH)₃↓

0,02 → 0,02          → 0,02            (mol)

H⁺       + Al(OH)₃      → Al³⁺ + 2H₂O

0,01← (0,02 – 0,01)                      (mol)

=> n_H+ = 0,02 + 0,01 = 0,03 (mol) => V_HCl = n : C_M = 0,03 (lít) = 30 (ml)