Cho 200 ml dung dịch X chứa hỗn hợp H2SO4 aM và HCl 0,1M tác dụng với 300 ml dung dịch Y chứa hỗn hợp Ba(OH)2 bM và KOH 0,05M, thu được 2,33 gam kết tủa và dung dịch Z có pH = 12. Giá trị của
Câu hỏi:
Trả lời:
Lời giải:
Đáp án đúng là: D
Dung dịch X có: \[{n_{{H_2}S{O_4}}}\] = 0,2a mol; nHCl = 0,2. 0,1 = 0,02 mol
→ \[{n_{{H^ + }}} = 2{n_{{H_2}S{O_4}}}\] + nHCl = 0,4a + 0,02 (mol); = 0,2a mol
Dung dịch Y có: = 0,3b mol; nKOH = 0,3. 0,05 = 0,015 mol
→\[{n_{O{H^ - }}} = 2{n_{Ba{{(OH)}_2}}}\] + nKOH = 0,6b + 0,015 (mol); \[{n_{B{a^{2 + }}}}\] = 0,3b mol
Dung dịch Z có pH = 12 nên dư \[O{H^ - }\] → \[\left[ {{H^ + }} \right] = {10^{ - 12}}\] (M) → \[\left[ {O{H^ - }} \right] = {10^{ - 2}}\] (M)
→ \[{n_{O{H^ - }}}\]dư = Vdd.CM = 0,5. 10-2 = 0,005 mol
Ta có: \[{n_{Ba{{(OH)}_2}}}\] = 0,01 mol
Xét 2 trường hợp sau:
*TH1: \[{\bf{B}}{{\bf{a}}^{{\bf{2 + }}}}\] phản ứng hết
\[{\rm{B}}{{\rm{a}}^{{\rm{2 + }}}} + SO_4^{2 - } \to BaS{O_4}\]
Khi đó \[{n_{B{a^{2 + }}}} = {n_{Ba{{(OH)}_2}}}\] = 0,01 mol → 0,3b = 0,01 → b = 1/30
→ 0,6b + 0,015 = 0,035 mol
H+ + OH- → H2O
Ban đầu 0,4a + 0,02 0,035 mol
Phản ứng 0,4a + 0,02 0,4a + 0,02 mol
Sau phản ứng 0 0,035 – (0,4a + 0,02) mol
Ta có: \[{n_{O{H^ - }}}\] dư = 0,035 – (0,4a + 0,02) = 0,005 mol → a = 0,025 (không thỏa mãn điều kiện \[{n_{B{a^{2 + }}}} < {n_{SO_4^{2 - }}}\])
*TH2: \[{\bf{SO}}_{\bf{4}}^{{\bf{2 - }}}\] phản ứng hết
\[{\rm{B}}{{\rm{a}}^{{\rm{2 + }}}} + SO_4^{2 - } \to BaS{O_4}\]
Khi đó \[{n_{SO_4^{2 - }}} = {n_{BaS{O_4}}}\] = 0,01 mol → 0,2a = 0,01 → a = 0,05
→ \[{n_{{H^ + }}} = 2{n_{{H_2}S{O_4}}} + {n_{HCl}}\] = 0,4a + 0,02 = 0,04 (mol)
H+ + OH- → H2O
Ban đầu 0,04 (0,6b + 0,015)
Phản ứng 0,04 0,04
Sau phản ứng 0 0,6b – 0,025
Ta có: \[{n_{O{H^ - }}}\] dư = 0,6b – 0,025 = 0,005 mol → b = 0,05
Vậy a = 0,05 và b = 0,05.