Cho 200 ml dung dịch X chứa hỗn hợp H2SO4 aM và HCl 0,1M tác dụng với 300 ml

Cho 200 ml dung dịch X chứa hỗn hợp H₂SO₄ aM và HCl 0,1M tác dụng với 300 ml

Đề bài: Cho 200 ml dung dịch X chứa hỗn hợp H₂SO₄ aM và HCl 0,1M tác dụng với 300 ml dung dịch Y chứa hỗn hợp Ba(OH)₂ bM và KOH 0,05M, thu được 2,33 gam kết tủa và dung dịch Z có pH = 12. Giá trị của a và b lần lượt là:

A. 0,01M và 0,01M.

B. 0,02M và 0,04M.

C. 0,04M và 0,02M.

D. 0,05M và 0,05M.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Dung dịch X có:  _{$n_{H_{2}S{O}_4}$}= 0,2a mol; n_HCl = 0,2. 0,1 = 0,02 mol

→   $n_{H^{+}}=2n_{H_{2}S{O}_4}$+ n_HCl = 0,4a + 0,02 (mol); = 0,2a mol

Dung dịch Y có: = 0,3b mol; n_KOH = 0,3. 0,05 = 0,015 mol

→  $n_{O{H}^{-}}=2n_{Ba{\left(OH\right)}_2}$+ n_KOH = 0,6b + 0,015 (mol);  $n_{B{a}^{2+}}$= 0,3b mol

Dung dịch Z có pH = 12 nên dư $O{H}^{-}$  →  $\left[H^{+}\right]={10}^{-12}$(M) →  $\left[O{H}^{-}\right]={10}^{-2}$(M)

→ $n_{O{H}^{-}}$ _dư = V_dd.C_M = 0,5. 10^-2 = 0,005 mol

Ta có:  $n_{Ba{\left(OH\right)}_2}$ = 0,01 mol

Xét 2 trường hợp sau:

*TH1:  phản ứng hết

${\text{Ba}}^{\text{2+}}+S{O}_4^{2-}\to BaS{O}_4$

Khi đó $n_{B{a}^{2+}}=n_{Ba{\left(OH\right)}_2}$   = 0,01 mol → 0,3b = 0,01 → b = 1/30

→  0,6b + 0,015 = 0,035 mol

                             H⁺           +    OH^- → H₂O

Ban đầu           0,4a + 0,02         0,035 mol

Phản ứng         0,4a + 0,02         0,4a + 0,02 mol

Sau phản ứng      0                   0,035 – (0,4a + 0,02) mol

Ta có:  _dư = 0,035 – (0,4a + 0,02) = 0,005 mol → a = 0,025 (không thỏa mãn điều kiện $n_{B{a}^{2+}}<n_{S{O}_4^{2-}}$ )

*TH2: $S{O_4}^{2-}$   phản ứng hết

Khi đó $n_{S{O}_4^{2-}}=n_{BaS{O}_4}$   = 0,01 mol → 0,2a = 0,01 → a = 0,05

→  $n_{H^{+}}=2n_{H_{2}S{O}_4}+n_{HCl}$= 0,4a + 0,02 = 0,04 (mol)

                             H⁺   +    OH^-                    → H₂O

Ban đầu              0,04       (0,6b + 0,015)

Phản ứng            0,04       0,04

Sau phản ứng       0           0,6b – 0,025

Ta có:  _dư = 0,6b – 0,025 = 0,005 mol → b = 0,05

Vậy a = 0,05 và b = 0,05.