20 bài tập mức độ vận dụng cao nhôm, kim loại kiềm và hợp chất tác dụng với nước có đáp án và lời giải chi tiết

Phương pháp giải:

+ mO=> nO = nZnO

+ Luôn có: nOH^- = 2nH₂

+ Viết PTHH: ZnO + 2OH^- → ZnO₂^2- + H₂O

=> Thành phần dung dịch X

+ Viết các PTHH khi cho HCl vào X và tính toán theo PTHH suy ra khối lượng kết tủa.

Lời giải chi tiết:

mO = 4,667.5,14/100 = 0,24 gam => nO = nZnO = 0,015 mol

Luôn có: nOH^- = 2nH₂ = 0,064 mol

ZnO + 2OH^- → ZnO₂^2- + H₂O

0,015→0,03→ 0,015

Vậy dung dịch X gồm: 0,034 mol OH^- dư; 0,015 mol ZnO₂ ^2-

Khi cho 0,088 mol HCl vào X:

H⁺    +     OH^- → H₂O

0,034←0,034

ZnO₂^2- +  2H⁺ → Zn(OH)₂

0,015→0,03 → 0,015

2H⁺   +   Zn(OH)₂  → Zn²⁺ + 2H₂O

0,088- 0,034-0,03→ 0,012     

m↓ = (0,015 - 0,012).99 = 0,297 gam

Đáp án D

Phương pháp giải:

Cho biết nAl³⁺ = a và nOH^-  = b, tính số mol kết tủa:

+ Với muối nhôm       

Các phản ứng xảy ra:

            Al³⁺ + 3OH^-  Al(OH)₃ (1)

            Al(OH)₃ + OH^- [Al(OH)₄]^- (2)

Từ (1) và (2) ta rút ra kết luận:

+ Nếu b/a ≤ 3 thì kết tủa chưa bị hoà tan và

nAl(OH)₃= b/3

+ Nếu 3 < b/a < 4 thì kết tủa bị hoà tan 1 phần

            Al³⁺ + 3OH^-  Al(OH)₃ (1)

mol        a    3a                 a

            Al(OH)₃ + OH^- [Al(OH)₄]^- (2)

mol        b-3a        b-3a

nAl(OH)₃= 4a-b

+ Nếu b/a ≥ 4 thì kết tủa bị hoà tan hoàn toàn

Lời giải chi tiết:

Tổng quát : X + O₂ => Z (oxit) thì lượng ion kim loại trong X vẫn không đổi

Bảo toàn e : n_KL = 2n_H2 = n_O = 0,1 mol

=> m_Z = 24,23g

Z + H₂O =>  dung dịch Y

Có : n_BaCO3 = n_Ba(OH)2 = 0,13 mol => n_Na2O = 0,07 mol

=> n_OH = 0,4 mol

Khi phản ứng với 0,05 mol Al₂(SO₄)₃ thì :

n_Al(OH)3 = 4n_Al3+ - n_OH- = 0

Kết tủa chỉ gồm : 0,13 mol BaSO₄

=> m = 30,29g

Đáp án A

Phương pháp giải:

Tính được m_O => n_O => n_Al2O3 = n_O/3

 \({n_{O{H^ - }}} = 2{n_{{H_2}}}\)

Viết PTHH và tính toán theo PTHH.

Lời giải chi tiết:

\(\begin{gathered}
{n_{O{H^ - }}} = 2{n_{{H_2}}} = 2.0,6 = 1,2mol \hfill \\
{m_O} = 86,3.\frac{{19,47}}{{100}} = 16,8gam \to {n_O} = 1,05mol \hfill \\
\to {n_{A{l_2}{O_3}}} = \frac{{{n_O}}}{3} = 0,35mol \hfill \\
A{l_2}{O_3} + 2O{H^ - } \to 2Al{O_2}^ - + {H_2}O \hfill \\
0,35 \to 0,7 \to \,\,\,\,\,\,\,\,0,7 \hfill \\
DD\,Y\left\{ \begin{gathered}
O{H^ - }du:1,2 - 0,7 = 0,5 \hfill \\
Al{O_2}^ - :0,7 \hfill \\
\end{gathered} \right.\xrightarrow{{ + HCl:2,4}} \hfill \\
O{H^ - } + H + \to {H_2}O \hfill \\
0,5 \to 0,5 \hfill \\
Al{O_2}^ - + {H^ + } + {H_2}O \to Al{(OH)_3} \hfill \\
0,7 \to 0,7 \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,7 \hfill \\
3{H^ + } + Al{(OH)_3} \to A{l^{3 + }} + 3{H_2}O \hfill \\
1,2 \to 0,4 \hfill \\
\to {n_{Al{{(OH)}_3}sau\,pu}} = 0,7 - 0,4 = 0,3 \hfill \\
\to {m_ \downarrow } = 0,3.78 = 23,4gam \hfill \\
\end{gathered} \)

Đáp án B

Phương pháp giải:

Đặt Al(OH)₃ : t (mol) => 233y + 78t = 2,985 (2)

n_H+ = n_OH- + n_AlO2- + 3n_{Al(OH)3 bị tan} => (z + 2y – 2x) + 2x + 3(2x – t) = 0,018.2 + 0,038  (3)

Từ (1), (2), (3), (4) => x = ?  ; y = ? ; z = ? ; t = ? (mol)

=> m = ? (g)

Lời giải chi tiết:

n_SO42- = 0,18 (mol) => n_BaSO4 (max) = 0,18 (mol) => n_BaSO4  > 2,958 (g)

=> n_SO42- dư  => n_BaSO4 = y (mol)

Đặt Al(OH)₃ : t (mol) => 233y + 78t = 2,985 (2)

n_H+ = n_OH- + n_AlO2- + 3n_{Al(OH)3 bị tan} => (z + 2y – 2x) + 2x + 3(2x – t) = 0,018.2 + 0,038  (3)

Từ (1), (2), (3), (4) => x = 0,015 ; y = 0,006 ; z = 0,032 ; t = 0,02 (mol)

=> m = 0,015.102 + 0,006.39 + 0,02.39 = 3,6 (g)

Đáp án D

Phương pháp giải:

Ta coi là hỗn hợp X tác dụng với axit cũng thu được 0,0405 mol H₂

=> n_H2sinh ra từ H₂O = 0,045 – n_H2 từ axit = ? (mol)

=> n_Al(OH)3 = 1/3 n_H2sinh ra từ H₂O = ? (mol)

m_↓ = 1,089 (g) => n_BaSO4 = ? (mol)

Dung dịch Z chứa: n_SO42- = n_{SO4 bđ} – n_BaSO4 = ?  (mol); n_Cl- = 0,03 (mol)

BTKL: m_cationKL = m_muối – m_Cl- - m_SO42- = ? (g)

=> m_X = m_cationKL + m_Ba2+ + m_{Al3+ trong Al(OH)3}

Lời giải chi tiết:

\(hh\,X\left\{ \begin{gathered}
Al \hfill \\
Na \hfill \\
Ba \hfill \\
K \hfill \\
\end{gathered} \right.\left\langle \begin{gathered}
\xrightarrow{{ + {H_2}O\,du}}0,0405\,mol\,{H_2} \hfill \\
\xrightarrow{{ + {H_2}S{O_4}:0,018\,mol;HCl:0,03\,mol}}\left\{ \begin{gathered}
1,089\left\{ \begin{gathered}
BaS{O_4} \hfill \\
Al{(OH)_3} \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
Z:3,335\left\{ \begin{gathered}
A{l^{3 + }},{K^ + },N{a^ + } \hfill \\
C{l^ - },S{O_4}^{2 - } \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Nếu cho X vào hỗn hợp 2 axit ta cũng thu được 0,0405 mol, trong đó n_H2 từ axit = n_H+/ 2 = 0,033 (mol)

=> n_H2sinh ra từ H₂O = 0,045 – 0,033 = 0,0075 (mol)

=> n_Al(OH)3 = 0,0075.2/3 = 0,005 (mol)

m_↓ = 1,089 (g) => n_BaSO4 = ( 1,089- 0,005.78)/233 = 0,003 (mol)

Dung dịch Z chứa: n_SO42- = 0,018 – 0,003 = 0,015 (mol); n_Cl- = 0,03 (mol)

BTKL: m_cationKL = m_muối – m_Cl- - m_SO42- = 3,335 – 0,03.35,5 – 0,015.96 = 0,83 (g)

=> m_X = m_cationKL + m_Ba2+ + m_{Al3+ trong Al(OH)3} = 0,83+ 0,003.137 + 0,005.27 = 1,376 (g)

%Ba = [(0,03.137): 1,376].100%= 29,87%

Đáp án C

Phương pháp giải:

Quy đổi X thành Ba (a mol), K (b mol), Al (c mol), O(d mol)

=> m_O = 16d = 10%(137a + 39b + 27c + 16d) (1)

Bte: 2a + b + 3c = 2d + 0,056.2 (2)

Kết tủa gồm: BaSO₄ (a mol) và Al(OH)₃ ((4,98-233a)/78 mol)

Dung dịch Z chứa SO₄^2- (0,04 – a), Cl^- (0,02), K⁺ (b) và Al³⁺ [c-(4,98-233a)/78]

BTĐT:

2(0,04 - a) + 0,02 = b + 3[c - (4,98 – 233a)/78] (3)

m muối = 96(0,04 – a) + 0,02.35,5 + 39b + 27[c – (4,98 – 233a)/78] = 6,182 (4)

Giải (1)(2)(3)(4) => a; b; c; d

=> m = ?

Lời giải chi tiết:

Quy đổi X thành Ba (a mol), K (b mol), Al (c mol), O(d mol)

=> m_O = 16d = 10%(137a + 39b + 27c + 16d) (1)

Bte: 2a + b + 3c = 2d + 0,056.2 (2)

Kết tủa gồm: BaSO₄ (a mol) và Al(OH)₃ ((4,98-233a)/78 mol)

Dung dịch Z chứa SO₄^2- (0,04 – a), Cl^- (0,02), K⁺ (b) và Al³⁺ [c-(4,98-233a)/78]

BTĐT:

2(0,04 - a) + 0,02 = b + 3[c - (4,98 – 233a)/78] (3)

m muối = 96(0,04 – a) + 0,02.35,5 + 39b + 27[c – (4,98 – 233a)/78] = 6,182 (4)

Giải (1)(2)(3)(4) => a = 0,012; b = 0,07; c = 0,03; d = 0,036

=> m = 5,76 gam

Đáp án A

Phương pháp giải:

Bảo toàn nguyên tố

Bảo toàn electron

Bảo toàn điện tích

Lời giải chi tiết:

*Trộn 200 ml dung dịch Y (chứa y mol OH^-) với 200 ml HCl 0,2M và H₂SO₄ 0,15M

n_H+ = n_HCl + 2n_H2SO4 = 0,2.0,2 + 2.0,2.0,15 = 0,1 mol

pH = 13 => pOH = 14 – 13 = 1 => [OH^-] = 0,1M

           OH^- + H⁺ → H₂O

Bđ:       y       0,1

Pư:     0,1 ← 0,1

Sau: y – 0,1   0

\( \to \left[ {O{H^ - }} \right] = \frac{{y - 0,1}}{{0,4}} = 0,1 \to y = 0,14\) 

=> 400 ml dung dịch Y chứa 0,28 mol OH^-

*Hòa tan m gam hỗn hợp X{Na, K, Ba, O: x mol} + H₂O → Y{Na⁺, K⁺, Ba²⁺, OH^-: 0,28 mol} + H₂: 0,07

BT electron: n_Na + n_K + 2n_Ba = 2n_O + 2n_H2 => n_Na + n_K + 2n_Ba = 2x + 2.0,07 (1)

BTĐT: n_Na+ + n_K+ + 2n_Ba2+ = n_OH- => n_Na + n_K + 2n_Ba = 0,28 (2)

Từ (1) và (2) => 2x + 2.0,07 = 0,28 => x = 0,07 mol

=> m_O = 0,07.16 = 1,12 gam => m_X = 1,12.(100/8,75) = 12,8 gam gần nhất với 13 gam

Đáp án C

Phương pháp giải:

*Quy đổi hỗn hợp thành: Na (x mol); Ba (y mol) và O (z mol)

+ m_X → (1)

+ Dung dịch thu được gồm: Na⁺ (x mol); Ba²⁺ (y mol) và OH^-

BTĐT → n_OH- = n_Na+ + 2n_Ba2+ → (2)

+ BTe: n_Na + 2n_Ba = 2n_O + 2n_H2 → (3)

Giải hệ thu được x, y, z.

Sau đó tính toán theo PTHH để xác định được khối lượng kết tủa thu được sau khi cho dung dịch Y phản ứng với hỗn hợp H₂SO₄ và Al₂(SO₄)₃

Lời giải chi tiết:

*Quy đổi hỗn hợp thành: Na (x mol); Ba (y mol) và O (z mol)

+ m_X = 23x + 137y + 16z = 20,7 (1)

+ Dung dịch thu được gồm: Na⁺ (x mol); Ba²⁺ (y mol) và OH^-

pH = 13 → pOH = 14 - 13 = 1 → [OH^-] = 10-1 = 0,1M → n_OH- = 0,1.4 = 0,4 mol

BTĐT → n_OH- = n_Na+ + 2n_Ba2+ → x + 2y = 0,4 (mol) (2)

+ BTe: n_Na + 2n_Ba = 2n_O + 2n_H2 → x + 2y = 2z + 2.0,05 (3)

Giải hệ (1) (2) (3) thu được x = 0,2; y = 0,1; z = 0,15

*Cho Y {Na⁺ (0,2); Ba²⁺ (0,1); OH^- (0,4)} tác dụng với hỗn hợp H₂SO₄ (0,03 mol) và Al₂(SO₄)₃ (0,05 mol):

n_H+ = 2n_H2SO4 = 0,06 mol;

n_Al3+ = 2n_Al2(SO4)3 = 0,1 mol;

n_SO42- = n_H2SO4 + 3n_Al2(SO4)3 = 0,18 mol

PTHH:

H⁺   +     OH^- → H₂O

0,06 → 0,06 _{dư 0,34}

Al³⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃

0,1 → 0,3 _{dư 0,04} → 0,1

Al(OH)₃   +     OH^- → AlO₂^- + 2H₂O

0,04 _{còn 0,06} ← 0,04

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄

0,1 →  0,1 →       0,1

Vậy kết tủa gồm Al(OH)₃ (0,06 mol) và BaSO₄ (0,1 mol)

→ m _{kết tủa} = 0,06.78 + 0,1.233 = 27,98 gam gần nhất với 28 gam

Đáp án A

Phương pháp giải:

Quy đổi hỗn hợp thành: Na (a mol); Ba (b mol); O (c mol)

+) Từ khối lương hỗn hợp → (1)

+) Áp dụng bảo toàn e → (2)

+) Từ khối lượng kết tủa → (3)

Giải hệ được a, b, c

Sau đó bài toán trở thành bài toán hấp thụ CO₂ vào dung dịch kiềm

Lời giải chi tiết:

Quy đổi hỗn hợp thành: Na (a mol); Ba (b mol); O (c mol)

→ m_hh = 23a + 137b + 16c = 33,02 (1)

Quá trình trao đổi e:

Na⁰ → Na⁺ + 1e                           O⁰ + 2e → O^-2

Ba⁰ → Ba⁺² + 2e                          2H⁺ + 2e → H₂

Áp dụng bảo toàn e: n_Na + 2n_Ba = 2n_O + 2n_H2

→ a + 2b = 2c + 2.0,2 (2)

\(dd\,X\left\{ \begin{array}{l}N{a^ + }:a\\B{a^{2 + }}:b\\O{H^ - }:a + 2b\end{array} \right. + CuS{O_{4\left( {du} \right)}} \to \left\{ \begin{array}{l}Cu{\left( {OH} \right)_2}:\frac{{a + 2b}}{2} = 0,5{\rm{a}} + b\\BaS{O_4}:b\end{array} \right.\)

→ m_{kết tủa} = 98.(0,5a + b) + 233b = 73,3 (3)

Giải hệ (1) (2) (3) được a = 0,28; b = 0,18; c = 0,12

\(C{O_2}:0,45 + X\left\{ \begin{array}{l}N{a^ + }:0,28\\B{a^{2 + }}:0,18\\O{H^ - }:0,64\end{array} \right. \to {m_ \downarrow } = ?\)

Ta thấy 1 < n_OH- / n_CO2 = 0,64 / 0,45 = 1,422 < 2 → tạo CO₃^2- (u mol) và HCO₃^- (v mol)

Giải hệ \(\left\{ \begin{array}{l}{n_{C{O_2}}} = u + v = 0,45\\{n_{O{H^ - }}} = 2u + v = 0,64\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}u = 0,19\\v = 0,26\end{array} \right.\)

            Ba²⁺ + CO₃^2- → BaCO₃ ↓

Bđ:     0,18     0,19

Pư:     0,18 → 0,18 →      0,18

→ m _↓  = m_BaCO3 = 0,18.197 = 35,46 gam

Đáp án D

Phương pháp giải:

- Phương pháp bảo toàn nguyên tố.

- Phương pháp bảo toàn electron.

- Viết và tính toán theo phương trình ion rút gọn.

Lời giải chi tiết:

- Xét phản ứng của CuO và hỗn hợp {N₂, H₂, NH₃}:

m_{CuO giảm} = m_{O pư} = 4,8 gam → n_{O pư} = 4,8/16 = 0,3 mol

Bảo toàn nguyên tố O → \({n_{{H_2}O}} = {n_{Opu}} = 0,3(mol)\)

Ta thấy H của khí H₂ cuối cùng chuyển hết thành H trong H₂O nên:

Bảo toàn nguyên tố H → \({n_{{H_2}}} = {n_{{H_2}O}} = 0,3(mol)\)

- Xét phản ứng của hỗn hợp kim loại với H₂O:

Ta luôn có: \({n_{O{H^ - }}} = 2{n_{{H_2}}} = 0,6(mol)\)

Đặt n_Na + n_K = n_Ba = x mol

Áp dụng bảo toàn e: \({n_{Na}} + {n_K} + 2{n_{Ba}} = 2{n_{{H_2}}} \Leftrightarrow x + 2{\rm{x}} = 2.0,3 \Leftrightarrow x = 0,2(mol)\)

- Xét phản ứng của Y {0,6 mol OH^- và 0,2 mol Ba²⁺} với {0,2 mol H⁺; 0,12 mol Al³⁺; 0,12 mol SO₄^2-}

H⁺ + OH^- → H₂O

0,2 → 0,2_{dư 0,4}

Al³⁺ + 3OH^-      →    Al(OH)₃

0,12 → 0,36_{dư 0,04} →  0,12

Al(OH)₃ +    OH^- → AlO₂^- + 2H₂O

0,04_{dư 0,08} ← 0,04

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄

0,12 ← 0,12 →    0,12

Vậy kết tủa chứa 0,08 mol Al(OH)₃ và 0,12 mol BaSO₄

→ m _{kết tủa} = 0,08.78 + 0,12.233 = 34,2 gam gần nhất với 34 gam.

Đáp án B

Phương pháp giải:

Ta có: n_NaOH = 0,18 mol; n_Ba(OH)2 = \(\frac{{0,93m}}{{171}}\) mol; n_KOH = \(\frac{{0,044m}}{{56}}\) mol

Đặt n_{H2O pư} = a mol

BTKL → PT (1) ẩn m, a

BTNT "H" → PT (2) ẩn m, a

Giải hệ → m → n_OH-

Khi cho CO₂ hấp thụ vào dung dịch Y ta tính được số mol của CO₃^2-

Ba²⁺+ CO₃^2- → BaCO₃ ↓

→ m_BaCO3

Lời giải chi tiết:

Ta có: n_NaOH = 0,18 mol; n_Ba(OH)2 = \(\frac{{0,93m}}{{171}}\) mol; n_KOH = \(\frac{{0,044m}}{{56}}\) mol

Đặt n_{H2O pư} = a mol

BTKL: m + 18a = 7,2 + 0,93m + 0,044m + 0,14.2 (1)

BTNT "H": 2a = 0,18 + 2. \(\frac{{0,93m}}{{171}}\) + \(\frac{{0,044m}}{{56}}\) + 0,14.2 (2)

Giải hệ trên được m = 25,5 (g)

Vậy n_NaOH = 0,18 mol; n_Ba(OH)2 = 0,1387 mol; n_KOH = 0,02 mol

→ n_OH- = 0,4774 mol và n_CO2 = 0,348 mol

Tính tỉ lệ (*) = n_OH-/ n_CO2 = 0,4774 : 0,348 = 1,37 →  tạo 2 muối CO₃^2- (x mol) và HCO₃^- (y mol)

Ta có: n_CO2 = x + y = 0,348 và n_OH- = 2x + y = 0,4774

→ x = 0,1294 và y = 0,2186

Ba²⁺+         CO₃^2- →     BaCO₃ ↓

0,1387          0,1294        0,1294 mol

→ m_BaCO3 = 0,1294.197 = 25,4918 gam ≈ 25,5 gam

Đáp án A 

Phương pháp giải:

\(m(g)\left\{ \matrix{
Al:a \hfill \cr
Na:b \hfill \cr
BaO:\,c \hfill \cr} \right.\buildrel { + {H_2}O} \over
\longrightarrow \left\{ \matrix{
{H_2}:0,085\,mol \hfill \cr
Y\left. {\left\{ \matrix{
N{a^ + },B{a^{2 + }} \hfill \cr
Al{O_2}^ - ,O{H^ - } \hfill \cr} \right.} \right\} + \left. {\left\{ \matrix{
{H_2}S{O_4}:0,03 \hfill \cr
HCl:0,1 \hfill \cr} \right.} \right\}\buildrel {} \over
\longrightarrow \left\{ \matrix{
3,11\,(g)\left\{ \matrix{
BaS{O_4}:c\,mol \hfill \cr
Al{(OH)_3}:\,d\,(mol) \hfill \cr} \right. \hfill \cr
7,43\,(g)Z\left\{ \matrix{
N{a^ + }:b\,(mol) \hfill \cr
A{l^{3 + }}: \hfill \cr
C{l^ - }:0,1\,(mol) \hfill \cr
S{O_4}^{2 - }:0,03 - c\,(mol) \hfill \cr} \right. \hfill \cr} \right. \hfill \cr} \right.\)

Sử dụng BTNT "Al" tìm ra mol Al3+(trong Z)

Lập phương trình bảo toàn e: 3n_Al + n_Na = 2n_H2 (1)

Lập phương trình khối lượng 3,11 g kết tủa (2)

Lập phương trình bảo toàn điện tích trong Z (3)

Lập phương trình khối lượng các chất trong Z (4)

giải hệ (1), (2), (3), (4) ta tìm ra được a, b, c, d

Lời giải chi tiết:

\(m(g)\left\{ \matrix{
Al:a \hfill \cr 
Na:b \hfill \cr 
BaO:\,c \hfill \cr} \right.\buildrel { + {H_2}O} \over
\longrightarrow \left\{ \matrix{
{H_2}:0,085\,mol \hfill \cr 
Y\left. {\left\{ \matrix{
N{a^ + },B{a^{2 + }} \hfill \cr 
Al{O_2}^ - ,O{H^ - } \hfill \cr} \right.} \right\} + \left. {\left\{ \matrix{
{H_2}S{O_4}:0,03 \hfill \cr 
HCl:0,1 \hfill \cr} \right.} \right\}\buildrel {} \over
\longrightarrow \left\{ \matrix{
3,11\,(g)\left\{ \matrix{
BaS{O_4}:c\,mol \hfill \cr 
Al{(OH)_3}:\,d\,(mol) \hfill \cr} \right. \hfill \cr 
7,43\,(g)Z\left\{ \matrix{
N{a^ + }:b\,(mol) \hfill \cr 
A{l^{3 + }}: \hfill \cr 
C{l^ - }:0,1\,(mol) \hfill \cr 
S{O_4}^{2 - }:0,03 - c\,(mol) \hfill \cr} \right. \hfill \cr} \right. \hfill \cr} \right.\)

Bảo toàn e ta có: 3n_Al + n_Na = 2n_H2 → 3a + b = 0,17 (1)

Khối lượng kết tủa: m_{kết tủa} = 233c + 78d = 3,11 (2)

BTNT "Al" có: n_{Al ban đầu} = n_Al(OH)3­  + n_Al3+ → n_Al3+ = a - d (mol)

Bảo toàn điện tích với các chất trong dd Z ta có:

n_Na+ + 3n_Al3+ = n_Cl- + 2n_SO42-

→ b + 3 (a-d) = 0,1 + 2. (0,03 -c) (3)

BTKL m_Z = 23b + 27(a - d) + 0,1.35,5 + 96.(0,03 - c) = 7,43

giải hệ (1), (2), (3) và (4) => a = 0,04; b = 0,05 ; c = 0,01 và d = 0,01

\(\% Al = {{{m_{Al}}} \over {{m_X}}}.100\%  = {{0,04.27} \over {0,04.27 + 0,05.23 + 0,01.153}}.100\%  = 28,72\% \) gần nhất với 28,8%

Đáp án B

Phương pháp giải:

*Quy đổi hỗn hợp thành: Na (x mol); Ba (y mol) và O (z mol)

+ m_X => (1)

+ Dung dịch thu được gồm: Na⁺ (x mol); Ba²⁺ (y mol) và OH^-

BTĐT => n_OH- = n_Na+ + 2n_Ba2+ => (2)

+ BTe: n_Na + 2n_Ba = 2n_O + 2n_H2 => (3)

Giải hệ thu được x, y, z.

Sau đó tính toán theo PTHH để xác định được khối lượng kết tủa thu được sau khi cho dung dịch Y phản ứng với hỗn hợp H₂SO₄ và Al₂(SO₄)₃

Lời giải chi tiết:

*Quy đổi hỗn hợp thành: Na (x mol); Ba (y mol) và O (z mol)

+ m_X = 23x + 137y + 16z = 20,7 (1)

+ Dung dịch thu được gồm: Na⁺ (x mol); Ba²⁺ (y mol) và OH^-

pH = 13 => pOH = 14 - 13 = 1 => [OH^-] = 10-1 = 0,1M => n_OH- = 0,1.4 = 0,4 mol

BTĐT => n_OH- = n_Na+ + 2n_Ba2+ => x + 2y = 0,4 (mol) (2)

+ BTe: n_Na + 2n_Ba = 2n_O + 2n_H2 => x + 2y = 2z + 2.0,05 (3)

Giải hệ (1) (2) (3) thu được x = 0,2; y = 0,1; z = 0,15

*Cho Y {Na⁺ (0,2); Ba²⁺ (0,1); OH^- (0,4)} tác dụng với hỗn hợp H₂SO₄ (0,03 mol) và Al₂(SO₄)₃ (0,05 mol):

n_H+ = 2n_H2SO4 = 0,06 mol;

n_Al3+ = 2n_Al2(SO4)3 = 0,1 mol;

n_SO42- = n_H2SO4 + 3n_Al2(SO4)3 = 0,18 mol

PTHH:

H⁺   +     OH^- → H₂O

0,06 → 0,06 _{dư 0,34}

Al³⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃

0,1 → 0,3 _{dư 0,04} → 0,1

Al(OH)₃   +     OH^- → AlO₂^- + 2H₂O

0,04 _{còn 0,06} ← 0,04

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄

0,1 →  0,1 →       0,1

Vậy kết tủa gồm Al(OH)₃ (0,06 mol) và BaSO₄ (0,1 mol)

=> m _{kết tủa} = 0,06.78 + 0,1.233 = 27,98 gam gần nhất với 30 gam

Đáp án B

Phương pháp giải:

Do lượng CO₂ thu được ở 2 thí nghiệm khác nhau mặc dù lượng HCl như nhau nên X chứa CO₃^2-, HCO₃^- và Na⁺

+ Phần 1: Cho từ từ CO₃^2-, HCO₃^- vào H⁺ thì phản ứng xảy ra đồng thời theo đúng tỉ lệ về số mol (vì ban đầu H⁺ rất dư)

CO₃^2-  + 2H⁺ → H₂O + CO₂

HCO₃^- + H⁺ → H₂O + CO₂

Dựa vào số mol H⁺ phản ứng và số mol CO₂ sinh ra => n_CO32- : n_HCO3- = 3 : 2

+ Phần 2: Đặt n_CO32- = 3a (mol) và n_HCO3- = 2a (mol)

Cho từ từ H⁺ vào hỗn hợp CO₃^2- và HCO₃^- thì phản ứng xảy ra theo thứ tự:

CO₃^2-  + H⁺ → HCO₃^-

3a →     3a →     3a

HCO₃^- + H⁺ → CO₂ + H₂O

           0,024 ←           0,024

Từ số mol H⁺ đề bài cho tính được a.

=> Thành phần dung dịch Y

BTNT "C": n_CO2 = n_CO32-(Y) + n_{HCO3- (Y)} + n_BaCO3 => n_BaCO3 = n_{Ba (hh)}

n_Na(hh) = n_Na+

BT electron: n_Na + 2n_Ba = 2n_O + 2n_H2 => n_O  

=> m = m_Na + m_Ba + m_O

Lời giải chi tiết:

Do lượng CO₂ thu được ở 2 thí nghiệm khác nhau mặc dù lượng HCl như nhau nên X chứa CO₃^2-, HCO₃^- và Na⁺

+ Phần 1: Cho từ từ CO₃^2-, HCO₃^- vào H⁺ thì phản ứng xảy ra đồng thời theo đúng tỉ lệ về số mol (vì ban đầu H⁺ rất dư)

CO₃^2-  + 2H⁺ → H₂O + CO₂

   x    ←   2x →                x

HCO₃^- + H⁺ → H₂O + CO₂

  y ←      y    →             y

=> n_CO2 = x + y = 0,03 mol; n_H+ = 2x + y = 0,24.0,2

Giải hệ thu được x = 0,018 và y = 0,012

=> n_CO32- : n_HCO3- = 0,018 : 0,012 = 3 : 2

+ Phần 2: Đặt n_CO32- = 3a (mol) và n_HCO3- = 2a (mol)

Cho từ từ H⁺ vào hỗn hợp CO₃^2- và HCO₃^- thì phản ứng xảy ra theo thứ tự:

CO₃^2-  + H⁺ → HCO₃^-

3a →     3a →     3a

HCO₃^- + H⁺ → CO₂ + H₂O

           0,024 ←           0,024

=> n_H+ = 3a + 0,024 = 0,048 => a = 0,008

Vậy 1/2 dung dịch Y gồm: CO₃^2- (0,024 mol), HCO₃^- (0,016 mol)

=> dd Y gồm: CO₃^2- (0,048 mol), HCO₃^- (0,032 mol) và Na⁺ (0,128 mol) (theo BTĐT)

BTNT "C": n_CO2 = n_CO32-(Y) + n_{HCO3- (Y)} + n_BaCO3 => 0,128 = 0,048 + 0,032 + n_BaCO3

=> n_BaCO3 = 0,048 mol => n_{Ba (hh)} = n_BaCO3 = 0,048 mol

n_Na(hh) = n_Na+ = 0,128 mol

BT electron: n_Na + 2n_Ba = 2n_O + 2n_H2 => 0,128 + 2.0,048 = 2n_O + 2.0,06 => n_O = 0,052

=> m = m_Na + m_Ba + m_O = 0,128.23 + 0,048.137 + 0,052.16 = 10,352 gam

Đáp án C

Phương pháp giải:

Quy đổi hỗn hợp thành Na, Ba, O

Giả sử m/2 (gam) hỗn hợp có: Na (x mol); Ba (y mol) và O (z mol)

+ Hòa tan vào nước:

BT electron: n_Na + 2n_Ba = 2n_O + 2n_H2 => (1)

+ Phần 1 tác dụng với CuSO₄ dư:

Phần 1 của dung dịch X chứa: Na⁺ (x mol); Ba²⁺ (y mol) và OH^-

BTĐT => n_OH- = n_Na+ + 2n_Ca2+ = x + 2y (mol)

Cu²⁺ + 2OH^- → Cu(OH)₂

          x + 2y →  0,5x + y

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄

 y →                      y

=> m _{kết tủa} = m_Cu(OH)2 + m_BaSO4 => (2)

+ Phần 2 hấp thụ hết 0,06 mol CO₂ thu được 0,01 mol BaCO₃: n_BaCO3 < n_CO2 => có tạo muối HCO₃^-

BTNT "C": n_HCO3- = n_CO2 - n_CO32- = ?

Dung dịch thu được gồm: Na⁺ (x mol); Ba²⁺ (y-0,01 mol) và HCO₃^- (? mol)

BTĐT: n_Na+ + 2n_Ba2+ = n_HCO3- => (3)

Giải hệ (1) (2) (3) xác định được x, y, z

Lời giải chi tiết:

     Cho m gam hỗn hợp tác dụng với nước dư thu được 0,03 mol H₂

=> Cho m/2 gam hỗn hợp tác dụng với nước dư thu được 0,015 mol H₂

Quy đổi hỗn hợp thành Na, Ba, O

Giả sử m/2 (gam) hỗn hợp có: Na (x mol); Ba (y mol) và O (z mol)

+ Hòa tan vào nước:

BT electron: n_Na + 2n_Ba = 2n_O + 2n_H2 => x + 2y = 2z + 2.0,015 (1)

+ Phần 1 tác dụng với CuSO₄ dư:

Phần 1 của dung dịch X chứa: Na⁺ (x mol); Ba²⁺ (y mol) và OH^-

BTĐT => n_OH- = n_Na+ + 2n_Ca2+ = x + 2y (mol)

Cu²⁺ + 2OH^- → Cu(OH)₂

          x + 2y →  0,5x + y

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄

 y →                      y

=> m _{kết tủa} = m_Cu(OH)2 + m_BaSO4 => 98(0,5x + y) + 233y = 8,09 (2)

+ Phần 2 hấp thụ hết 0,06 mol CO₂ thu được 0,01 mol BaCO₃: n_BaCO3 < n_CO2 => có tạo muối HCO₃^-

BTNT "C": n_HCO3- = n_CO2 - n_CO32- = 0,06 - 0,01 = 0,05 mol

Dung dịch thu được gồm: Na⁺ (x mol); Ba²⁺ (y-0,01 mol) và HCO₃^- (0,05 mol)

BTĐT: n_Na+ + 2n_Ba2+ = n_HCO3- => x + 2(y-0,01) = 0,05 (3)

Giải hệ (1) (2) (3) được x = 0,03; y = 0,02; z = 0,02

=> m = 2(23x + 137y + 16z) = 7,5 gam

Đáp án A

Lời giải chi tiết:

Quy đổi hỗn hợp X thành: Al, Ca, C; quy đổi khí thành C, H

n_CO2 = 0,9 mol => n_C = 0,9 mol

n_H2O = 1,15 mol => n_H = 2,3 mol

\(\left\{ \begin{gathered}
Ca:x \hfill \\
Al:y \hfill \\
C:0,9 \hfill \\
\end{gathered} \right.\xrightarrow{{ + {H_2}O}}\left\{ \begin{gathered}
C:0,9 \hfill \\
H:2,3 \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
40x + 27y + 12.0,9 = 40,3 \hfill \\
\xrightarrow{{BTe}}2x + 3y = 2,3 \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
x = 0,4 \hfill \\
y = 0,5 \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

n_OH- = 2n_Ca(OH)2 = 0,8 mol

Dung dịch X gồm: AlO₂^- (0,5 mol), OH^- dư (0,3 mol)

Dựa vào đồ thị ta thấy tại 2 điểm n_HCl = 0,56x và n_HCl = 0,68x:

n_HCl = n_{OH- dư} + n_{AlO2- max} + 3n _{kết tủa bị hòa tan}

0,56x = 0,3 + 0,5 + 3(0,5-3a) (1)

0,68x = 0,3 + 0,5 + 3(0,5-2a) (2)

Giải (1) và (2) => x = 2,5; y = 0,1

Vậy x = 2,5 gần nhất với giá trị 2,4

Đáp án C

Lời giải chi tiết:

*Cho X tác dụng với H₂O dư:

Giả sử X chứa: Na (x mol); Ba (y mol); Al₂O₃ (z mol)

n_{OH- sinh ra} = 2n_H2 = 0,13 mol

Al₂O₃ + 2OH^- → 2AlO₂^- + H₂O

   z →       2z

=> n_{OH- dư} = 0,13 - 2z (mol)

Dung dịch Y chứa \(\left\{ \begin{gathered}
N{a^ + }:x \hfill \\
B{a^{2 + }}:y \hfill \\
Al{O_2}^ - :2z \hfill \\
O{H^ - }du:0,13 - 2z \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

BTĐT: x + 2y = 2z + 0,13 - 2z => x + 2y = 0,13 (1)

*Phản ứng của dung dịch Y với hỗn hợp H₂SO₄ và HCl:

n_H+ = 2n_H2SO4 + n_HCl = 0,22 mol; n_SO42- = 0,06 mol; n_Cl- = 0,1 mol

Nếu SO₄^2- phản ứng hết với Ba²⁺: m_BaSO4 = 0,06.233 = 13,98 gam > 10,1 gam (vô lí)

=> Ba²⁺ phản ứng hết, SO₄^2- dư

+ Tính Al(OH)₃ sử dụng công thức tính nhanh: n_H+ = n_OH- + 4n_AlO2- - 3n_Al(OH)3

hay 0,22 = 0,13 - 2z + 4.2z - 3.n_Al(OH)3 => n_Al(OH)3 = 2z - 0,03 (mol)

+ Tính BaSO₄: n_BaSO4 = n_Ba2+ = y (mol)

=> m _{kết tủa} = 233y + 78(2z - 0,03) = 10,1 (2)

*Xét muối trong dung dịch Z:

Na⁺: x (mol)

Al³⁺: 2z - (2z - 0,03) = 0,03 (mol)

Cl^-: 0,1 (mol)

SO₄^2-: 0,06 - y (mol)

=> m _muối = 23x + 27.0,03 + 0,1.35,5 + 96(0,06 - y) = 7,43 (3)

Giải hệ (1) (2) (3) được x = 0,05; y = 0,04; z = 0,02

=> %m_Na = 0,05.23/(0,05.23 + 0,04.137 + 0,02.102) = 13,264% gần nhất với 13,26%

Đáp án C

Phương pháp giải:

Ta có: n_H2 = 0,38 mol suy ra n_e = 0,76 mol

Dồn khối lượng kết tủa và chất rắn lại, ta có:  m_rắn = 24,86 + 30,08 = 54,94

Chất rắn có chứa 0,2 mol Cl^-; 0,25 mol SO₄^2-; a mol OH^-; số mol ion dương kim loại = 0,76 mol

Dùng định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn khối lượng suy ra a và m kim loại.

24,86 gam kết tủa gồm có Al(OH)₃ và BaSO₄ →%m_Ba

Lời giải chi tiết:

Ta có: n_H2 = 0,38 mol suy ra n_e = 0,76 mol

Dồn khối lượng kết tủa và chất rắn lại, ta có:

m_rắn = 24,86 + 30,08 = 54,94 gam

→ Chất rắn có chứa 0,2 mol Cl^-; 0,25 mol SO₄^2-; a mol OH^-; số mol ion dương kim loại = 0,76 mol

Bảo toàn điện tích có a + 0,25.2 + 0,2 = 0,76 → a = 0,06 mol

Bảo toàn khối lượng ta có m_{kim loại}  + m_SO4 + m_Cl + m_OH-= m_{kết tủa} + m_muối

→ m_{kim loại} = 54,94 – 0,25.96 – 35,5. 0,2 – 0,06.17 = 22,82 gam

Ta có n_Al(OH)3 = n_OH^- : 3 = 0,06 : 3 = 0,02 mol

→ 24,86 gam kết tủa gồm có 0,02 mol Al(OH)₃ và 0,1 mol BaSO₄

→ n_Ba = 0,1 mol → %m_Ba = 60,04%

Đáp án A