Đáp án B

Ta có :  n A l 2 S O 4 3 = 0 , 5   m o l

Cho Ba tác dụng với Al₂(SO₄)₃ tức là cho Ba tác dụng với H₂O tạo ra Ba(OH)₂ sau đó chất này tan.

Gọi số mol Ba là x. Ta có số mol kết tủa BaSO₄ tạo ra là 0,15, số mol H₂ là x mol.

Ta có: 

Áp dụng bảo toàn khối lượng, khối lượng dung dịch giảm là:

Giải được: x = 0,16.

Vậy khi sục CO₂ dư vào X thì kết tủa tạo ra là Al(OH)₃ 0,02 mol (không thể có BaCO₃).

m = 1 , 56   g a m

Định hướng tư duy giải

Ta có:

Đáp án A

• Sục từ từ đến dư khí CO₂ vào dung dịch X thì thấy xuất hiện kết tủa là Al(OH)₃.

=> X chứa  AlO 2 - ⇒ n Ba   >   3 2 n Al 3 +

Gần nhất với giá trị 1,6

Đáp án B

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:

 + 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)

nHCl = 0,1. 0,8 = 0,08 (mol) ; nAl2(SO4)3 = 0,1.0,5 = 0,05 (mol) => nAl3+ = 0,1 (mol); nSO42- = 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+ + SO42- → BaSO4

3OH- + Al3+ → Al(OH)3↓

OH-  + Al(OH)3  → AlO2- + 2H2O

Vì Al(OH)3 bị hòa tan 1 phần

=> nOH - > 3nAl3+

=> 2x – 0,08 > 3. 0,1

=> x > 0,19

=> nBa2+ > 0,19 (mol) => SO42- bị kết tủa hết => nBaSO4 = nSO42- = 0,15 (mol)

Mặt khác: nOH- = 4nAl3+ - nAl(OH)3 còn lại  => nAl(OH)3 còn lại = 0,48 – 2x (mol)

=> nAl(OH)3 còn lại = 0,32 – 2x (mol)

mdd giảm = mBaSO4 + mAl(OH)3 còn lại + mH2 - mBa

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

=> 291x = 58,2

=> x = 0,2 (mol)

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

Vậy dung dịch X chứa:

 + V ml HCl 1M→ Al(OH)3: 0,01 (mol)

TH1: AlO2- dư, H+ hết

AlO2- + H+ + H­2O → Al(OH)3↓

=> nH+ = nAl(OH)3 = 0,01 (mol) => VHCl = n: CM = 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)

=> nH+ = 0,02 + 0,01 = 0,03 (mol) => VHCl = n : CM = 0,03 (lít) = 30 (ml)

nHCl = 0,1. 0,8 = 0,08 (mol) ; nAl2(SO4)3 = 0,1.0,5 = 0,05 (mol) => nAl3+ = 0,1 (mol); nSO42- = 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+ + SO42- → BaSO4

3OH- + Al3+ → Al(OH)3↓

OH-  + Al(OH)3  → AlO2- + 2H2O

Vì Al(OH)3 bị hòa tan 1 phần

=> nOH - > 3nAl3+

=> 2x – 0,08 > 3. 0,1

=> x > 0,19

=> nBa2+ > 0,19 (mol) => SO42- bị kết tủa hết => nBaSO4 = nSO42- = 0,15 (mol)

Mặt khác: nOH- = 4nAl3+ - nAl(OH)3 còn lại  => nAl(OH)3 còn lại = 0,48 – 2x (mol)

=> nAl(OH)3 còn lại = 0,32 – 2x (mol)

mdd giảm = mBaSO4 + mAl(OH)3 còn lại + mH2 - mBa

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

=> 291x = 58,2

=> x = 0,2 (mol)

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

Vậy dung dịch X chứa:

 + V ml HCl 1M→ Al(OH)3: 0,01 (mol)

TH1: AlO2- dư, H+ hết

AlO2- + H+ + H­2O → Al(OH)3↓

=> nH+ = nAl(OH)3 = 0,01 (mol) => VHCl = n: CM = 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)

=> nH+ = 0,02 + 0,01 = 0,03 (mol) => VHCl = n : CM = 0,03 (lít) = 30 (ml)

nAl2(SO4)3 = 0,02 và nBa = 0,12

nBaSO4 = 0,06

=>nAl2O3 = \(\dfrac{15-mBaSO4}{102}\) = 0,01

=>nAl(OH)3 = 0,02

Lượng H+ = V đạt giá trị lớn nhất khi Al3+ chưa kết tủa hết.

nOH- = 0,12.2 = V + 0,02.3

=>V = 0,18 lít

Đáp án B

Ta có: n_NaOH = 0,15 mol; n_Ba(OH)2 = 0,05 mol

Dung dịch Y chứa 0,15 mol Na⁺, 0,05 mol Ba²⁺, u mol AlO₂^- và v mol OH^- dư

Định luật bảo toàn điện tích ta có u + v = 0,15 + 0,05.2 = 0,25 (1)

Ta có: n_HCl = 0,32 mol và n_H2SO4 = 0,04 mol→ n_H+ = 0,4 mol; n_SO4(2-) = 0,04 mol

→ n_BaSO4 = 0,04 mol

Ta có: m_{kết tủa} = 21,02 gam → n_Al(OH)3 = 0,15 mol

Nếu Al(OH)₃ chưa bị hòa tan thì n_H+ = 0,4 = v + 0,15 (2)

Nếu Al(OH)₃ đã bị hòa tan thì n_H+ = 0,4 = v + 4u - 3.0,15 (3)

Giải hệ (1) và (2) ra vô nghiệm

Giải hệ (1) và (3) ra u = 0,2 và v = 0,05

Vậy Y gồm Na⁺ 0,15 mol; 0,05 mol Ba²⁺; 0,2 mol AlO₂^- và OH^-  dư (0,05 mol)

V lít dung dịch Z gồm 0,64V mol HCl và 0,08V mol H₂SO₄

→ n_H+ = 0,8V mol và n_SO4(2-) = 0,08 V mol

Khi Al(OH)₃ max thì 0,8V = u+ v suy ra V = 0,3125

Suy ra n_BaSO4 = 0,025 mol → m_{kết tủa} = 21,425 gam

Khi BaSO₄ max thì 0,08V = 0,05 suy ra V = 0,625

Suy ra n_H+ = 0,8V = v + 4u-3.n_Al(OH)3 → n_Al(OH)3 = 7/60 mol → m_{kết tủa} = 20,75 gam

Vậy m_{kết tủa max} = 21,425 gam