Câu 1.
nHCl = u và nAl2(SO4)3 = v
—> nH+ = u, nAl3+ = 2v và nSO42- = 3v
Trong khi Ba2+ tạo kết tủa ngay từ đầu thì OH- lại phải trung hòa H+ trước rồi mới tạo kết tủa sau. Do đó Ba2+ sẽ kết thúc phản ứng trước OH-.
—> BaSO4 đạt max khi kết thúc đoạn thứ 2 và nBaSO4 max = 3v. Lúc này Al(OH)3 mới tạo ra được một lượng là:
nAl(OH)3 = (6v – u)/3
Khi bắt đầu vào đoạn 3 thì nAl3+ = 2v – (6v – u)/3 = u/3
Để kết tủa nốt lượng Al3+ này cần:
nBa(OH)2 = 0,2 – 3v
Vậy: 2(0,2 – 3v) = 3.u/3 (1)
Khi kết tủa không thay đổi:
nOH- = 0,25.2 = u + 4.2v (2)
(1)(2) —> u = 0,1 và v = 0,05
Kết thúc đoạn 2 lượng kết tủa bao gồm:
nBaSO4 max = 3v = 0,15
nAl(OH)3 = (6v – u)/3 = 1/15
—> m = 40,15
Câu 2.
Đoạn 1:
H+ + OH- —> H2O
Ba2+ + SO42- —> BaSO4
—> nHCl = nOH- = 0,1
Đặt nAl2(SO4)3 = a
Trong khi Ba2+ tạo kết tủa ngay từ đầu thì OH- lại phải trung hòa H+ trước rồi mới tạo kết tủa sau. Do đó Ba2+ sẽ kết thúc phản ứng trước OH-.
—> BaSO4 đạt max khi kết thúc đoạn thứ 2 và Al(OH)3 đạt max khi kết thúc đoạn 3
—> nBaSO4 max = 3a và nAl(OH)2 max = 2a
—> m max – m min = mAl(OH)3 = 78.2a = 14,04
—> a = 0,09
Khi kết thúc đoạn 2 thì kết tủa gồm BaSO4 (3a) —> nOH- = 6a
—> nAl(OH)3 = (6a – 0,1)/3 = 11/75
Tại điểm đang xét (Ứng với b mol Ba(OH)2) thì lượng kết tủa giống điểm kết thúc đoạn 2 nên:
nOH- = nH+ + 4nAl3+ – nAl(OH)3 = 0,1 + 4.2a – 11/75 = 101/150
—> b = nOH-/2 = 101/300 = 0,3367
Câu 3.
Đoạn 1:
H+ + OH- —> H2O
Ba2+ + SO42- —> BaSO4
—> nH+ = nOH- = 0,5
Đoạn 2:
Al3+ + 3OH- —> Al(OH)3
Ba2+ + SO42- —> BaSO4
nBaSO4 = a —> nOH- = 2a = 0,5 + 3nAl(OH)3
—> nAl(OH)3 = (2a – 0,5)/3
—> m↓ = 233a + 78(2a – 0,5)/3 = 72,5
—> a = 0,3
Vậy dung dịch ban đầu chứa HCl (0,5) và Al2(SO4)3 (0,1). Khi thêm 0,6 mol Ba(OH)2:
nBa2+ = 0,6 và nSO42- = 0,3 —> nBaSO4 = 0,3
nOH- = 1,2 và nH+ = 0,5, nAl3+ = 0,2 —> nAl(OH)3 = 0,1
—> m↓ = 77,7 gam
