Câu hỏi
Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Ba, BaO, Al, Al2O3 vào nước dư thu được 0,896 lít khí (đktc) và dung dịch Y. Hấp thụ hoàn toàn 1,2096 lít khí CO2 (đktc) vào Y thu được 4,302 gam kết tủa . Lọc kết tủa, thu được dung dịch Z chỉ chứa một chất tan. Mặt khác dẫn từ từ CO2 đến dư vào Y thì thu được 3,12 gam kết tủa . Giá trị của m là:
- A 7,09
- B 5,99
- C 6,79
- D 2,93
Phương pháp giải:
Bài toán CO2 + Dung dịch Kiềm
- TH1: CO2 dư (nCO2 > nOH)
=> Chỉ có phản ứng : CO2 + OH- → HCO3-
- TH2: OH- dư (nOH > 2nCO2)
=> Chỉ có phản ứng : CO2 + 2OH- → CO32- + H2O
- TH3: Có 2 phản ứng (nCO2 < nOH < 2nCO2)
CO2 + OH- → HCO3-
CO2 + 2OH- → CO32- + H2O
=> nCO3 = nOH – nCO2
Và nHCO3 = nCO2 – nCO3
(*) Quy hỗn hợp ban đầu về các nguyên tố thành phần (Ba, Al, O) + H2O → H2
Bảo toàn electron => số mol oxi => Tính được khối lượng của X
Lời giải chi tiết:
- Phản ứng : Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2
BaO + H2O → Ba(OH)2
Ba(OH)2 + 2Al + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2
Ba(OH)2 + Al2O3 → Ba(AlO2)2 + H2O
=> nH2 = 0,896 : 22,4 = 0,04 mol
- TN1 : CO2 + Y → Kết tủa + Z(chỉ chứa 1 chất tan) => Chất tan đó phải là : Ba(HCO3)2
- TN2 : Nếu dẫn CO2 dư vào Y thì thu được lượng kết tủa =3,12g < 4,302g
=> chứng tỏ trong 4,302g có BaCO3 => Trong Y có Ba(OH)2 và phản ứng với CO2 tạo hỗn hợp muỗi BaCO3 và Ba(HCO3)2.
- Xét TN1 :
Ba(AlO2)2 + CO2 + H2O → Al(OH)3 + Ba(HCO3)2
Ba(OH)2(nếu dư) + 2CO2 → Ba(HCO3)2
Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O
- Xét TN2 :
Ba(AlO2)2 + CO2 + H2O → Al(OH)3 + Ba(HCO3)2
Ba(OH)2(nếu dư) + 2CO2 → Ba(HCO3)2
=> 3,12g = mAl(OH)3 => nAl(OH)3 = 0,04 mol
Dmkết tủa = 4,302 – 3,12 = mBaCO3 => nBaCO3 = 0,006 mol
- Thí nghiệm 1 : nCO2 = 1,2096 : 22,4 = 0,054 mol
Bảo toàn C : nBa(HCO3)2 = ½ (nCO2 – nBaCO3) = ½ (0,054 – 0,006) = 0,024 mol
- Quy hỗn hợp X về dạng Ba, Al, O . Bảo toàn nguyên tố ta có :
nBa = nBa(HCO3)2 + nBaCO3 = 0,024 + 0,006 = 0,03 mol
nAl = nAl(OH)3 = 0,04 mol
nO = x
Khi X + H2O → H2
Bảo toàn electron :
Ba → Ba+2 + 2e O + 2e → O-2
Al → Al+3 + 3e 2H+ + 2e → H2
=> 2nBa + 3nAl = 2nO + 2nH2
=> 2.0,03 + 3.0,04 = 2x + 2.0,04 => x = 0,05 mol
m = mBa + mAl + mO = 137.0,03 + 27.0,04 + 16.0,05 = 5,99g
Đáp án B