Đáp án đúng: A
Phương pháp giải:
- Quy đổi hỗn hợp kim loại và oxit thành Na (nNa = nNaOH), Ba (u mol), O (v mol).+) Từ mhh ⟹ phương trình (1)+) Bảo toàn e: nNa + 2nBa = 2nO + 2nH2 ⟹ phương trình (2)Giải hệ phương trình trên ⟹ u; v.⟹ Thành phần dung dịch X.- Xét phản ứng: CO2 + dd X:Ta thấy 1 < nOH-/nCO2 = 1,565 < 2 ⟹ Tạo CO32- và HCO3-Dùng công thức nhanh:nCO32- = nOH- - nCO2nHCO3- = 2nCO2 - nOH-Xét phản ứng giữa Ba2+ + CO32- ⟶ số mol ↓ BaCO3⟹ Thành phần của dd Y (sau khi lọc bỏ BaCO3)- Xét 2 thí nghiệm:+ TN1: Nhỏ từ từ Z vào Y thì phản ứng xảy ra lần lượt theo thứ tự.H+ + CO32- ⟶ HCO3-H+ + HCO3- ⟶ CO2 + H2O+ TN2: Nhỏ từ từ Y vào Z thì các phản ứng xảy ra đồng thời theo đúng tỉ lệ mol \(\dfrac{{{n_{HC{O_3}^ - }}}}{{{n_{C{O_3}^{2 - }}}}}\)H+ + HCO3- ⟶ CO2 + H2O2H+ + CO32- ⟶ CO2 + H2OGiải chi tiết:nNaOH = 0,28 mol.- Quy đổi hỗn hợp kim loại và oxit thành Na (0,28 mol), Ba (u mol), O (v mol).+) mhh = 0,28.23 + 137u + 16v = 40,1+) Bảo toàn e: nNa + 2nBa = 2nO + 2nH2 ⟹ 0,28 + 2u = 2v + 2.0,14Giải hệ phương trình trên ⟹ u = v = 0,22 mol.Dung dịch X có chứa nNaOH = 0,28 mol; nBa(OH)2 = 0,22 mol ⟹ nOH- = 0,72 mol.- Xét phản ứng: CO2 (0,46 mol) + dd X:Ta thấy nOH-/nCO2 = 0,72/0,46 = 1,565 ⟹ Tạo CO32- và HCO3-Dùng công thức nhanh:nCO32- = nOH- - nCO2 = 0,26 molnHCO3- = 2nCO2 - nOH- = 0,2 molTa có: Ba2+ (0,22 mol) + CO32- (0,26 mol) ⟶ ↓ BaCO3: 0,22 molVậy khi lọc bỏ BaCO3 thu được Y chứa: Na+ (0,28); HCO3- (0,2) và CO32- (0,26 - 0,22 = 0,04)- Theo đề bài dd Z chứa: HCl (0,08) và H2SO4 (0,2a) ⟹ nH+ = 0,08 + 0,4a (mol)+ TN1: Nhỏ từ từ Z vào Y thì phản ứng xảy ra lần lượt theo thứ tự.H+ + CO32- ⟶ HCO3-0,04 ← 0,04H+ + HCO3- ⟶ CO2 + H2Ox ← x⟹ nH+ = 0,04 + x = 0,08 + 0,4a (1)+ TN2: Nhỏ từ từ Y vào Z thì các phản ứng xảy ra đồng thời theo đúng tỉ lệ mol \(\dfrac{{{n_{HC{O_3}^ - }}}}{{{n_{C{O_3}^{2 - }}}}} = \dfrac{{0,2}}{{0,04}} = 5\)Đặt nCO32- pư = k (mol) ⟹ nHCO3- pư = 5k (mol)H+ + HCO3- ⟶ CO2 + H2O5k ← 5k ⟶ 5k2H+ + CO32- ⟶ CO2 + H2O2k ← k ⟶ k⟹ nH+ = 5k + 2k = 0,08 + 0,4a (2) nCO2 = 5k + k = 1,2x (3)Từ (1), (2), (3) ⟹ a = 0,15; x = 0,1; k = 0,02.
