Đáp án + Giải thích các bước giải:
$H_2SO_4→2H^++SO_4^{2-}$
$n_{H_2SO_4}=\dfrac{200}{1000}×0,05=0,01(mol)$
→ $n_{SO_4^{2-}}=n_{H_2SO_4}=0,01(mol)$
→ $n_{H^+}=2n_{H_2SO_4}=0,02(mol)$
$Ba(OH)_2→Ba^{2+}+2OH^-$
$n_{Ba(OH)_2}=\dfrac{200}{1000}×a=0,2a(mol)$
→ $n_{Ba^{2+}}=n_{Ba(OH)_2}=0,2a(mol)$
→ $n_{OH^-}=2n_{Ba(OH)_2}=0,4a(mol)$
Sau khi trộn thu được dung dịch có $pH=13$ → $OH^-$ dư, $H^+$ hết.
$H^++OH^-→H_2O$
Tính theo số mol $H^+$
$n_{OH^-(dư)}=0,4a-0,02(mol)$
Với dung dịch có $pH=13$ ⇒ $[OH^-]=0,1(M)$ $(1)$
Mặt khác: $∑V_{dd}=0,2+0,2=0,4(l)$
$(1)$ ⇒ $\dfrac{0,4a-0,02}{0,4}=0,1$
⇒ $a=0,15(M)$
$Ba^{2+}+SO_4^{2-}→BaSO_4↓$
Ta có: $n_{Ba^{2+}}=0,2a=0,2×0,15=0,03(mol)$
$n_{SO_4^{2-}}=0,01(mol)$
Xét $n_{Ba^{2+}}$ và $n_{SO_4^{2-}}$ ta thấy $Ba^{2+}$ dư, $SO_4^{2-}$ hết.
Tính theo số mol $SO_4^{2-}$ → $n_{BaSO_4}=n_{SO_4^{2-}}=0,01(mol)$
⇒ $m_{BaSO_4}=0,01×233=2,33(g)$
