Đáp án C

Đáp án C

Dung dịch Y gồm NaOH và NaAlO₂. Đồ thị biểu diễn gồm có 4 đoạn:

Ÿ Đoạn 1: 

Ta có

Ÿ Đoạn 2:

: kết tủa tăng từ 0 → cực đại

Ÿ Đoạn 3:

: hòa tan kết tủa từ cực đại về 0.

Ÿ Đoạn 4: HCl thêm vào không có ý nghĩa gì nữa

Từ đồ thị và phân tích trên → số mol Al OH 3  cực đại

Vậy, dung dịch Y gồm có 0,15 mol NaOH và 0,3 mol NaAlO₂.

Bảo toàn nguyên tố  a gam hỗn hợp X gồm 0,15 mol Al₂O₃ và 0,225 mol Na₂O

gam.

Đáp án C

Chọn C.

- Các phương trình phản ứng:

+ Đoạn từ 0 đến 150 (trung hòa NaOH dư): H + + O H - → H 2 O  

Với: n_H⁺ = n_{NaOH (dư)} = 0,15 mol.

+ Đoạn từ 150 đến 350 (tạo kết tủa): A l 3 +   + 3 O H - →   A l ( O H ) 3  

Với: n A l O 2 - = n H + = n A l ( O H ) 3 = 0 , 35 - 0 , 15 = 0 , 2   m o l  .

+ Đoạn từ 350 đến 750 (kết tủa tan vào dung dịch):  A l 3 +   + 3 O H - →   A l ( O H ) 3 .

Với: n A l O 2 - = n H + 4 = 0 , 75 - 0 , 35 4 = 0 , 1   m o l  

- Tổng số n A l O 2 - đã dùng:  ∑ n A l O 2 - = n N a A l O 2 = 0 , 2 + 0 , 1 = 0 , 3   m o l  

- Áp dụng các định luật bảo toàn nguyên tố cho Al và Na, ta được:

n A l 2 O 3 = n A l O 2 - 2 = 0 , 3 2 = 0 , 15   m o l  

Và n N a 2 O = n N a O H + n N a A l O 2 2 = 0 , 15 + 0 , 3 2 = 0 , 255   m o l  

- Khối lượng hỗn hợp Al₂O₃ và Na₂O: a = 0,15.102 + 0,225.62 = 29,25 gam.

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:

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:

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:

Mg(OH)₂ → t ∘  MgO + H₂O

0,06 mol →         0,06 mol

Zn(OH)₂  → t ∘  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