1. Hòa tan hết 5,34 gam hỗn hợp X gồm Zn và Mg trong 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp HCl 0,4M và H2SO4

Câu hỏi số 267172:

Vận dụng cao

1. Hòa tan hết 5,34 gam hỗn hợp X gồm Zn và Mg trong 500 ml dung dịch chứa hỗn hợp HCl 0,4M và H₂SO₄ 0,08M, thu được dung dịch Y và khí H₂. Cho 300 ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 8,43 gam kết tủa gồm 2 chất. Mặt khác, nếu cho từ từ đến hết V ml dung dịch chứa hỗn hợp KOH 0,4M và Ba(OH)₂ 0,05M vào dung dịch Y thì thu được lượng kết tủa lớn nhất ; lọc lấy kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi, thu được m gam chất rắn. Tìm giá trị của V, m.

2. Cho A là dung dịch H₂SO₄ ; B₁, B₂ là ha dung dịch NaOH có nồng độ khác nhau. Trộn B₁ với B₂ theo tỉ lệ thể tịch 1: 1 thu được dung dịch X. Trung hòa 20 ml dung dịch X cần dùng 20 ml dung dịch A. Trộn B₁ với B₂ theo tỉ lệ thể tích tương ứng 2: 1 thu được dung dịch Y. Trung hòa 30 ml dung dịch Y cần dùng 32,5 ml dung dịch A. Trộn B₁ với B₂ theo tỉ lệ thể tích tương ứng a: b thu được dung dịch Z. Trung hòa 70 ml dung dịch Z cần dùng 67,5 ml dung dịch A. Tìm giá trị a : b.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:267172

Phương pháp giải

1. Viết phương trình ion rút gọn các phản ứng xảy ra, dùng bảo toàn điện tích

Kết tủa lớn nhất khi lượng Zn²⁺, Mg²⁺ chuyển hết thành Zn(OH)₂ và Mg(OH)₂

2. Ghi nhớ công thức tính nồng độ mol C_M = n : V

Khi trộn các chất lại với nhau thì phải tính lại nồng độ

Phản ứng trung hòa là phản ứng giữa H⁺và OH^-=> n_OH- = n_H+

Giải chi tiết

1. n_HCl= 0,4.0,5 = 0,2 mol; n_H2SO4 = 0,08.0,5 = 0,04 mol

n_H+ = n_HCl+ 2n_H2SO4 = 0,28 mol

Đặt số mol của Zn và Mg trong hỗn hợp ban đầu là x và y (mol)

Ta có: 65x + 24y = 5,34 (1)

Zn + 2H⁺ → Zn²⁺ + H₂

x → 2x → x (mol)

Mg + 2H⁺ → Mg²⁺ + H₂

y → 2y → y (mol)

Dung dịch Y gồm có:

\(\left\{ \begin{gathered}
Z{n^{2 + }}:x\,(mol) \hfill \\
M{g^{2 + }}:y\,(mol) \hfill \\
{H^ + }\,du:0,28 - 2x - 2y\,(mol) \hfill \\
C{l^ - }:0,2\,(mol) \hfill \\
S{O_4}^{2 - }:0,04\,(mol) \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Ta thấy: n_H+ + 2n_Zn2+ + 2n_Mg2+ (= 0,28 mol) < n_NaOH(= 0,3 mol)

=> NaOH dư, Zn(OH)₂ bị tan một phần

=> n_{NaOH hòa tan kết tủa} = 0,3 – 0,28 = 0,02 mol

H⁺ + OH^- → H₂O

0,28-2x-2y → 0,28-2x-2y (mol)

Zn²⁺ + 2OH^- → Zn(OH)₂

x → 2x → x (mol)

Mg²⁺ + 2OH^- → Mg(OH)₂

y → 2y → y (mol)

Zn(OH)₂ + 2OH^-→ ZnO₂^2- + H₂O

0,01 ← 0,02 (mol)

Khối lượng kết tủa thu được sau phản ứng: m _{kết tủa}= m_Mg(OH)2 + m_Zn(OH)2

=> 99(x-0,01) + 58y = 8,43 <=> 99x + 58y = 9,42 (2)

Từ (1) và (2) ta có:

\(\left\{ \begin{gathered}
65x + 24y = 5,34 \hfill \\
99x + 58y = 9,42 \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
x = 0,06 \hfill \\
y = 0,06 \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Vậy dung dịch Y gồm

\(\left\{ \begin{gathered}
Z{n^{2 + }}:0,06\,(mol) \hfill \\
M{g^{2 + }}:0,06\,(mol) \hfill \\
{H^ + }\,du:0,04\,(mol) \hfill \\
C{l^ - }:0,2\,(mol) \hfill \\
S{O_4}^{2 - }:0,04\,(mol) \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Ta có: n_KOH : n_Ba(OH)2= 0,4:0,05 = 8

Giả sử số mol của KOH và Ba(OH)₂ lần lượt là 8a và a (mol)

=> n_Ba2+ = a (mol); n_OH- = n_KOH + 2n_Ba(OH)2 = 10a (mol)

- Khi kết tủa Mg(OH)₂ và Zn(OH)₂ đạt giá trị lớn nhất: n_OH- = n_H+ dư + 2n_Zn2+ + 2n_Mg2+

=> 10a = 0,04 + 2.0,06 + 2.0,06 => a = 0,028 mol

Ta thấy a < n_SO42- => BaSO₄ chưa đạt cực đại

- Giả sử sau khi Mg(OH)₂và Zn(OH)₂đạt cực đại ta thêm 8b mol KOH và b mol Ba(OH)₂:

+ Lượng kết tủa sinh thêm là lượng BaSO₄: n_BaSO4 = n_Ba(OH)2 = b mol

=> m_BaSO4= 233b (gam)

+ Lượng kết tủa bị tan ra: n_Zn(OH)2 = n_OH-: 2 = 10b : 2 = 5b (mol)

=> m_Zn(OH)2 = 99.5b = 495b (gam)

Ta thấy khối lượng kết tủa sinh ra nhỏ hơn khối lượng kết tủa bị tan nên khối lượng kết tủa lớn nhất là thời điểm Mg(OH)₂ và Zn(OH)₂đạt cực đại. Khi đó: n_Ba(OH)2 = a = 0,028 mol

=> V = 0,028 : 0,05 = 0,56 (lít)

Kết tủa sau phản ứng gồm có:

\(\left\{ \begin{gathered}
BaS{O_4}:0,028\,mol \hfill \\
Mg{(OH)_2}:0,06 \hfill \\
Zn{(OH)_2}:0,06 \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Mg(OH)₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) MgO + H₂O

0,06 mol → 0,06 mol

Zn(OH)₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) ZnO + H₂O

0,06 mol → 0,06 mol

=> m = m_BaSO4 + m_MgO+ m_ZnO = 0,028.233 + 0,06.40 + 0,06.81 = 13,784 gam

A: H₂SO₄ : C_A (M)

B₁: NaOH : C₁ (M)

B₂: NaOH: C₂ (M)

TH₁: V_B1: V_B2 = 1: 1 => gọi thể tích của mỗi chất là V

Nồng độ của NaOH sau khi trộn là: C_M = n : V

=> \(\frac{{{C_1}V + {C_2}V}}{{V + V}} = \frac{{{C_1} + {C_2}}}{2}\)

Phản ứng trung hòa => n_OH- = n_H+

Theo đề bài => \(\frac{{{C_1} + {C_2}}}{2}.0,02 = 0,02.2.{C_A}\) (1)

TH₂: V_B1 : V_B2 = 2 : 1 => Đặt V_B2 = V (lít) thì V_B1 = 2V (lít)

Nồng độ của NaOH sau khi trộn là:

=>\(\frac{{{C_1}2V + {C_2}V}}{{2V + V}} = \frac{{2{C_1} + {C_2}}}{3}\)

Phản ứng trung hòa => n_OH- = n_H+ => \(\frac{{2{C_1} + {C_2}}}{3}.0,03 = 0,0325.2{C_A}\) (1)

\(\begin{gathered}
\frac{{(1)}}{{(2)}} = > \frac{{{C_1} + {C_2}}}{{2{C_1} + {C_2}}} = \frac{2}{{3,25}} = > \frac{{{C_1}}}{{{C_2}}} = \frac{5}{3} = \frac{{5C}}{{3C}} \hfill \\
Tu\,\,(1) = > {C_A} = 2C \hfill \\
\end{gathered} \)

TH₃:

\(\left\{ \begin{gathered}
A:{H_2}S{O_4}:2C \hfill \\
{B_1}:NaOH:5C \hfill \\
{B_2}:NaOH:3C \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Ta có:

\(\begin{gathered}
\,\,\,\,{n_{O{H^ - }}} = {n_{{H^ + }}} \hfill \\
= > \frac{{5C.a + 3C.b}}{{a + b}}.0,07 = 0,0675.2.2C \hfill \\
= > \frac{{5a + 3c}}{{a + b}} = \frac{{27}}{7} \hfill \\
= > 35a + 21b = 27a + 27b \hfill \\
= > 8a = 6b \hfill \\
= > \frac{a}{b} = \frac{6}{8} = \frac{3}{4} \hfill \\
\end{gathered} \)

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link