Đáp án D

0,02 mol Ba(OH)₂ và 0,02 mol NaOH + 0,0005x mol H₂SO₄

Dung dịch thu được có pH = 1 => Phản ứng dư axit.

Khối lượng kết tủa BaSO₄ tối đa thu được =233.0,02=4,66  gam

=> Chọn đáp án D.

Đáp án D

\(\left\{{}\begin{matrix}n_{NaOH}=0,3.2=0,6\left(mol\right)\\n_{Fe_2\left(SO_4\right)_3}=0,2.0,5=0,1\left(mol\right)\\n_{H_2SO_4}=0,2.0,5=0,1\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}\left\{{}\begin{matrix}n_{Na^+}=0,6\left(mol\right)\\n_{Fe^{3+}}=0,1.2=0,2\left(mol\right)\\n_{H^+}=0,1.2=0,2\left(mol\right)\end{matrix}\right.\\\left\{{}\begin{matrix}n_{SO_4^{2-}}=0,1.3+0,1=0,4\left(mol\right)\\n_{OH^-}=0,6\left(mol\right)\end{matrix}\right.\end{matrix}\right.\)

PT ion rút gọn:

\(H^++OH^-\rightarrow H_2O\)

0,2-->0,2

\(Fe^{3+}+3OH^-\rightarrow Fe\left(OH\right)_3\downarrow\)

\(\dfrac{2}{15}\)<----0,4--------->\(\dfrac{2}{15}\)

\(\Rightarrow m=\dfrac{2}{15}.107=\dfrac{214}{15}\left(g\right)\)

dd sau phản ứng có: \(\left\{{}\begin{matrix}n_{Na^+}=0,6\left(mol\right)\\n_{Fe^{3+}\left(d\text{ư}\right)}=0,2-\dfrac{2}{15}=\dfrac{1}{15}\left(mol\right)\\n_{SO_4^{2-}}=0,4\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

\(V_{\text{dd}}=0,3+0,2=0,5\left(l\right)\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}C_{Na^+}=\dfrac{0,6}{0,5}=1,2M\\C_{Fe^{3+}}=\dfrac{\dfrac{1}{15}}{0,5}=\dfrac{2}{15}M\\C_{SO_4^{2-}}=\dfrac{0,4}{0,5}=0,8M\end{matrix}\right.\)

Tính toán theo PTHH :

Mg + CuSO₄ → Cu  + MgSO₄

Mg + FeSO₄  → Fe  + MgSO₄

Ba(OH)₂ + MgSO₄  → BaSO₄ + Mg(OH)₂

Ba(OH)₂ + FeSO₄  → BaSO₄ + Fe(OH)₂

Mg(OH)₂  → MgO + H₂O

2 Fe(OH)₂  + ½ O₂  → Fe₂O₃ + 2 H₂O

Giả sư dung dịch muối phản ứng hết

=> n _Fe = n _FeSO4 = 0,2 . 1= 0,2 mol    => m _Fe = 0,2 . 56 = 11,2 g

=> n _Cu =n _CuSO4 = 0,2 . 0,5 = 0,1 mol  => m _Cu = 0,1 . 64 = 6,4 g

=> m _{chất rắn}  = 11,2 + 6,4  = 17,6 g > 12 g > 6,4

=> kim loại Fe dư sau phản ứng Vì CuSO₄ phản ứng trước sau đó mới đến FeSO₄ phản ứng

CuSO₄ đã hết và phản ứng với 1 phần FeSO₄

12 g = m _Cu + m _{Fe phản ứng}  = 6,4 g  + m _{Fe phản ứng}  

=> m _Fe  = 5,6 g   => n _Fe = 0,1 mol  => n _{FeSO4  dư} = 0,2 – 0,1 = 0,1 mol

Theo PTHH : n _Mg = 0,1 + 0,1 = 0,2 mol  ( bắng số mol CuSO₄ và FeSO₄ phản ứng )

Theo PTHH : n _Mg = n _MgSO4 = n _Mg(OH)2 = n _MgO = 0,2 mol

                        n _{FeSO4 dư} = n _Fe(OH)2 = n _Fe2O3  . 2 = 0,1 mol

=> n _Fe2O3 = 0,1 mol

=> m chất rắn = m _Fe2O3 + m _MgO = 0,1 . 160 + 0,2 . 40  = 24 g

\(n_{Ca\left(OH\right)_2}=0,3\left(mol\right)\\ n_{H_3PO_4}=0,3\left(mol\right)\\ Vì:\dfrac{n_{Ca\left(OH\right)_2}}{n_{H_3PO_4}}=\dfrac{0,3}{0,3}=1\\ \Rightarrow Tạo.1.muối:CaHPO_4\\ Ca\left(OH\right)_2+H_3PO_4\rightarrow CaHPO_4+2H_2O\\ m_{\downarrow}=0\\ n_{CaHPO_4}=n_{Ca\left(OH\right)_2}=0,3\left(mol\right)\\ C_{MddCaHPO_4}=\dfrac{0,3}{0,3+0,3}=0,5\left(M\right)\)

$n_{Ba^{2+}} = 0,1.0,5 = 0,05 < n_{SO_4^{2-}} = 0,1$ nên $SO_4^{2-}$ dư

$n_{BaSO_4} = n_{Ba^{2+}} = 0,05(mol)$
$m_{BaSO_4} = 0,05.233 = 11,65(gam)$

$n_{OH^-} = 0,1.0,5.2 + 0,1.0,5 = 0,15(mol)$
$n_{H^+} = 0,1.2 = 0,2(mol)$

$H^+ + OH^- \to H_2O$

$n_{H^+\ dư} = 0,2 - 0,15 = 0,05(mol)$

$V_{dd} = 0,1 + 0,1 + 0,1 = 0,3(lít)$

$[H^+] = \dfrac{0,05}{0,3} = \dfrac{1}{6}M$
$pH = -log( \dfrac{1}{6} ) = 0,778$

\(n_{Ba^{2+}}=0.1\cdot0.5=0.05\left(mol\right)\)

\(n_{OH^-}=0.1\cdot0.5\cdot2+0.1\cdot0.5=0.15\left(mol\right)\)

\(n_{H^+}=2\cdot0.1\cdot1=0.2\left(mol\right)\)

\(n_{SO_4^{2-}}=0.1\left(mol\right)\)

\(Ba^{2+}+SO_4^{2-}\rightarrow BaSO_4\)

\(0.05.........0.05.............0.05\)

\(SO_4^{2-}dư\)

\(m_{\downarrow}=0.05\cdot233=11.65\left(g\right)\)

\(H^++OH^-\rightarrow H_2O\)

\(0.15.......0.15\)

\(n_{H^+\left(dư\right)}=0.2-0.15=0.05\left(mol\right)\)

\(\left[H^+\right]=\dfrac{0.05}{0.1+0.1+0.1}=\dfrac{1}{6}\)

\(pH=-log\left(\dfrac{1}{6}\right)=0.77\)