Nhỏ từ từ dung dịch Ba(OH)2 đến dư vào dung dịch hỗn hợp Na2SO4 và Al2(SO4)3 ta có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc khối lượng kết tủa theo số mol Ba(OH)2 như sau Giá trị của x là A.0,25 mol. B.0,40 mol. C.0,20 mol. D.0,30 mol.
Phương pháp giải: Đặt nNa2SO4 = a mol và nAl2(SO4)3 = b mol Ba2+ + SO42- → BaSO4 (1) Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 (2) Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O (3) Phản ứng (1)(2) xảy ra đồng thời, phản ứng (3) xảy ra sau phản ứng (2) Ta thấy SO42- lấy từ cả Na2SO4 và Al2(SO4)3 nên phản ứng kết tủa Al3+ xảy ra xong trước khi kết tủa SO42- Giai đoạn (1) có khối lượng kết tủa tăng nhanh ⟹ xảy ra phản ứng (1)(2) ⟹ cuối giai đoạn (1) phản ứng kết tủa hết Al3+ Giai đoạn (2) có khối lượng kết tủa vẫn tăng nhưng tốc độ kết tủa giảm hơn ⟹ xảy ra phản ứng (1)(3) trong đó có lượng kết tủa BaSO4 tạo ra có khối lượng lớn hơn Al(OH)3 bị hòa tan Giai đoạn (3) có khối lượng kết tủa giảm nên chỉ xảy ra phản ứng hòa tan kết tủa (3) + Xét thời điểm cuối giai đoạn (3) ⟹ nSO42- + Xét thời điểm mkết tủa lớn nhất ở cuối gian đoạn (2) ⟹ toàn bộ SO42- bị kết tủa; Al(OH)3 kết tủa tan một phần Thì nBa(OH)2 = nBaSO4 = nSO42- Giải chi tiết: Đặt nNa2SO4 = a mol và nAl2(SO4)3 = b mol Ba2+ + SO42- → BaSO4 (1) Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 (2) Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O (3) Phản ứng (1)(2) xảy ra đồng thời, phản ứng (3) xảy ra sau phản ứng (2) Ta thấy SO42- lấy từ cả Na2SO4 và Al2(SO4)3 nên phản ứng kết tủa Al3+ xảy ra xong trước khi kết tủa SO42- Giai đoạn (1) có khối lượng kết tủa tăng nhanh ⟹ xảy ra phản ứng (1)(2) ⟹ cuối giai đoạn (1) phản ứng kết tủa hết Al3+ Giai đoạn (2) có khối lượng kết tủa vẫn tăng nhưng tốc độ kết tủa giảm hơn ⟹ xảy ra phản ứng (1)(3) trong đó có lượng kết tủa BaSO4 tạo ra có khối lượng lớn hơn Al(OH)3 bị hòa tan Giai đoạn (3) có khối lượng kết tủa giảm nên chỉ xảy ra phản ứng hòa tan kết tủa (3) + Xét thời điểm cuối giai đoạn (3) có nBa(OH)2 = 0,32 mol và mkết tủa = 69,9 (g) mkết tủa = mBaSO4 ⟹ nBaSO4 = 0,3 mol Bảo toàn S có nBaSO4 = 3nAl2(SO4)3 + nNa2SO4 ⟹ 0,3 = a + 3b Và nOH- = 2nBa(OH)2 = 4nAl3+ = 4.2b = 2.0,32 = 0,64 (mol) ⟹ b = 0,08 (mol) ⟹ a = 0,3 - 3b = 0,06 mol + Xét thời điểm mkết tủa lớn nhất ở cuối gian đoạn (2) ⟹ toàn bộ SO42- bị kết tủa; Al(OH)3 kết tủa tan một phần Thì nBa(OH)2 = nBaSO4 = nSO42- = a + 3b = 0,3 mol = x Đáp án D