1. Hòa tan hết 5,34 gam hỗn hợp X...

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

1. Viết phương trình ion rút gọn các phản ứng xảy ra, dùng bảo toàn điện tích

Kết tủa lớn nhất khi lượng Zn²⁺, Mg²⁺ chuyển hết thành Zn(OH)₂ và Mg(OH)₂

2. Ghi nhớ công thức tính nồng độ mol C_M = n : V

Khi trộn các chất lại với nhau thì phải tính lại nồng độ

Phản ứng trung hòa là phản ứng giữa H⁺ và OH^- => n_OH- = n_H+

Giải chi tiết:

1. n_HCl = 0,4.0,5 = 0,2 mol; n_H2SO4 = 0,08.0,5 = 0,04 mol

n_H+ = n_HCl + 2n_H2SO4 = 0,28 mol

Đặt số mol của Zn và Mg trong hỗn hợp ban đầu là x và y (mol)

Ta có: 65x + 24y = 5,34 (1)

Zn + 2H⁺ → Zn²⁺ + H₂

x  → 2x    → x                (mol)

Mg + 2H⁺ → Mg²⁺ + H₂

y   → 2y →       y              (mol)

Dung dịch Y gồm có: 

\(\left\{ \begin{gathered}
Z{n^{2 + }}:x\,(mol) \hfill \\
M{g^{2 + }}:y\,(mol) \hfill \\
{H^ + }\,du:0,28 - 2x - 2y\,(mol) \hfill \\
C{l^ - }:0,2\,(mol) \hfill \\
S{O_4}^{2 - }:0,04\,(mol) \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Ta thấy: n_H+ + 2n_Zn2+ + 2n_Mg2+ (= 0,28 mol) < n_NaOH (= 0,3 mol)

=> NaOH dư, Zn(OH)₂ bị tan một phần

=> n_{NaOH hòa tan kết tủa} = 0,3 – 0,28 = 0,02 mol

H⁺              +            OH^-      → H₂O

0,28-2x-2y →    0,28-2x-2y                (mol)

Zn²⁺ + 2OH^- → Zn(OH)₂

x      →  2x     →       x       (mol)

Mg²⁺ + 2OH^- → Mg(OH)₂

y      →   2y     →      y        (mol)

Zn(OH)₂ + 2OH^- → ZnO₂^2- + H₂O

0,01     ←    0,02                             (mol)

Khối lượng kết tủa thu được sau phản ứng: m _{kết tủa} = m_Mg(OH)2 + m_Zn(OH)2

=> 99(x-0,01) + 58y = 8,43 <=> 99x + 58y = 9,42 (2)

Từ (1) và (2) ta có: 

\(\left\{ \begin{gathered}
65x + 24y = 5,34 \hfill \\
99x + 58y = 9,42 \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
x = 0,06 \hfill \\
y = 0,06 \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Vậy dung dịch Y gồm 

\(\left\{ \begin{gathered}
Z{n^{2 + }}:0,06\,(mol) \hfill \\
M{g^{2 + }}:0,06\,(mol) \hfill \\
{H^ + }\,du:0,04\,(mol) \hfill \\
C{l^ - }:0,2\,(mol) \hfill \\
S{O_4}^{2 - }:0,04\,(mol) \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Ta có: n_KOH : n_Ba(OH)2 = 0,4:0,05 = 8

Giả sử số mol của KOH và Ba(OH)₂ lần lượt là 8a và a (mol)

=> n_Ba2+ = a (mol); n_OH- = n_KOH + 2n_Ba(OH)2 = 10a (mol)

- Khi kết tủa Mg(OH)₂ và Zn(OH)₂ đạt giá trị lớn nhất: n_OH- = n_H+ dư +  2n_Zn2+ + 2n_Mg2+

=> 10a = 0,04 + 2.0,06 + 2.0,06 => a = 0,028 mol

Ta thấy a < n_SO42- => BaSO₄ chưa đạt cực đại

- Giả sử sau khi Mg(OH)₂ và Zn(OH)₂ đạt cực đại ta thêm 8b mol KOH và b mol Ba(OH)₂:

+ Lượng kết tủa sinh thêm là lượng BaSO₄: n_BaSO4 = n_Ba(OH)2 = b mol

=> m_BaSO4 = 233b (gam)

+ Lượng kết tủa bị tan ra: n_Zn(OH)2 = n_OH-: 2 = 10b : 2 = 5b (mol)

=> m_Zn(OH)2 = 99.5b = 495b (gam)

Ta thấy khối lượng kết tủa sinh ra nhỏ hơn khối lượng kết tủa bị tan nên khối lượng kết tủa lớn nhất là thời điểm Mg(OH)₂ và Zn(OH)₂ đạt cực đại. Khi đó: n_Ba(OH)2 = a = 0,028 mol

 => V = 0,028 : 0,05 = 0,56 (lít)

Kết tủa sau phản ứng gồm có: 

\(\left\{ \begin{gathered}
BaS{O_4}:0,028\,mol \hfill \\
Mg{(OH)_2}:0,06 \hfill \\
Zn{(OH)_2}:0,06 \hfill \\
\end{gathered} \right.\) 

Mg(OH)₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) MgO + H₂O

0,06 mol →         0,06 mol

Zn(OH)₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) ZnO + H₂O

0,06 mol →         0,06 mol

=> m = m_BaSO4 + m_MgO + m_ZnO = 0,028.233 + 0,06.40 + 0,06.81 = 13,784 gam

2.

A: H₂SO₄ : C_A (M)

B₁: NaOH : C₁ (M)

B₂: NaOH: C₂ (M)

TH₁: V_B1: V_B2 = 1: 1 => gọi thể tích của mỗi chất là V

Nồng độ của NaOH sau khi trộn là: C_M = n : V

 => \(\frac{{{C_1}V + {C_2}V}}{{V + V}} = \frac{{{C_1} + {C_2}}}{2}\) 

Phản ứng trung hòa => n_OH- = n_H+

Theo đề bài => \(\frac{{{C_1} + {C_2}}}{2}.0,02 = 0,02.2.{C_A}\)  (1)

TH₂: V_B1 : V_B2 = 2 : 1 => Đặt V_B2 = V (lít) thì V_B1 = 2V (lít)

Nồng độ của NaOH sau khi trộn là:

=>\(\frac{{{C_1}2V + {C_2}V}}{{2V + V}} = \frac{{2{C_1} + {C_2}}}{3}\) 

Phản ứng trung hòa => n_OH- = n_H+ => \(\frac{{2{C_1} + {C_2}}}{3}.0,03 = 0,0325.2{C_A}\)   (1)

\(\begin{gathered}
\frac{{(1)}}{{(2)}} = > \frac{{{C_1} + {C_2}}}{{2{C_1} + {C_2}}} = \frac{2}{{3,25}} = > \frac{{{C_1}}}{{{C_2}}} = \frac{5}{3} = \frac{{5C}}{{3C}} \hfill \\
Tu\,\,(1) = > {C_A} = 2C \hfill \\
\end{gathered} \)

TH₃:

\(\left\{ \begin{gathered}
A:{H_2}S{O_4}:2C \hfill \\
{B_1}:NaOH:5C \hfill \\
{B_2}:NaOH:3C \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Ta có:

\(\begin{gathered}
\,\,\,\,{n_{O{H^ - }}} = {n_{{H^ + }}} \hfill \\
= > \frac{{5C.a + 3C.b}}{{a + b}}.0,07 = 0,0675.2.2C \hfill \\
= > \frac{{5a + 3c}}{{a + b}} = \frac{{27}}{7} \hfill \\
= > 35a + 21b = 27a + 27b \hfill \\
= > 8a = 6b \hfill \\
= > \frac{a}{b} = \frac{6}{8} = \frac{3}{4} \hfill \\
\end{gathered} \)