Bài tập kim loại kiềm và kiềm thổ tác dụng với nước

n_H2 = 0,05 mol  => n_OH- = 2n_H2 = 0,1 mol

=> [OH^-] = 0,1 / 1 = 0,1 M => pOH = 1

=> pH = 13

Gọi n_Na = x mol => n_NaOH = x mol

$ = > \,\,\sum {{n_{O{H^ - }}} = {n_{NaOH}}} + 2{n_{Ba{{(OH)}_2}}}$= x + 0,04 mol

pH =13 => pOH = 1 =>  [OH^-] = 10^-1 = 0,1M

=> (x + 0,04) / 0,5 = 0,1 => x = 0,01

=> m_Na = 0,23 gam

Gọi n_Ba = n_Na = x mol => 137x + 23x = 16  => x = 0,1 mol

=> Trong 100 ml dung dịch Y chứa 0,01 mol Ba(OH)₂ và 0,01 mol NaOH

=> n_OH- = 0,01.2 + 0,01 = 0,03 mol

n_H+ = 2.0,4.0,0375 + 0,4.0,0125 = 0,035 mol

Phản ứng trung hòa : H⁺ + OH^- → H₂O

=> n_{H+ dư} = 0,035 – 0,03 = 0,005 mol

=> [H⁺] = 0,005 / 0,5 = 0,01M => pH = 2

n_H2 = 0,15 mol

Ta có: n_OH- = 2n_H2 = 0,3 mol

X tác dụng với Fe₂(SO₄)₃  thu được kết tủa là Fe(OH)₃

Bảo toàn nhóm OH: ${n_{Fe{{(OH)}_3}}} = \dfrac{1}{3}{n_{O{H^ - }}} = 0,1\,\,mol$

=> m = 107.0,1 = 10,7 gam

n_Ba(OH)2 = 0,01 mol;  n_CuSO4 = 0,01 mol

=> n_Cu(OH)2 = n_Cu = 0,01 mol;  n_BaSO4 = n_Ba(OH)2 = n_CuSO4 = 0,01 mol

=> m_{kết tủa} = m_Cu(OH)2 + m_BaSO4 = 0,01.98 + 0,01.233 = 3,31 gam

Đặt công thức chung của hai kim loại kiềm là R, khối lượng mol trung bình là $\bar R$ 

Giả sử n_R = 1 mol

n_RCl = n_R = 1 mol => m_RCl =$\bar R$ +35,5 = a       (1) 

n_R2SO4 = 0,5.n_R = 0,5 mol => 0,5.(2.$\bar R$+ 96) = 1,1807a          (2)

Từ (1) và (2) =>$\bar R$ = 33,67

=> X và Y là Na và K

n_H2 = 0,07 mol

Gọi n_NaCl = x mol;  n_NaOH = y mol

Bảo toàn nguyên tử Na: n_{Na ban đầu} = x + y mol

Bảo toàn e: n_Na = 2n_H2 => x + y = 2.0,07   (1)

n_{HCl phản ứng} = n_NaCl = x mol => m_{dung dịch HCl}  = 36,5x.100 / 10 = 365x  gam

=> m_{dd sau phản ứng} = m_Na + m_{dd HCl} – m_H2 = 23.(x + y) + 365x – 2.0,07 = 46,88  (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,12;  y = 0,02 mol

$ = > \,\,C{\% _{NaCl}} = \dfrac{{0,12.58,5}}{{46,88}}.100\% = 14,97\% $

n_H2SO4 = 0,03 mol;  n_HCl = 0,3 mol;  n_H2 = 1 mol

Ta thấy: n_H+ = 0,03.2 + 0,3 = 0,36 mol < n_H2

=> Na tan trong H⁺ và trong H₂O tạo muối và bazơ

Ta có: n_OH- = 2n_H2 – n_H+ = 2.1 – 0,36 = 1,64 mol

=> chất rắn thu được gồm Na₂SO₄ (0,03 mol);  NaCl (0,3 mol); NaOH (1,64 mol)

=> m_{chất rắn} = 87,41 gam

n_HCl = 0,2.0,1 = 0,02 mol;  n_CuCl2 = 0,2.0,1 = 0,02 mol

n_H2 = 0,02 mol

Khi cho Na, Ba vào dung dịch chứa H⁺ thì H⁺ bị khử trước, hết H⁺ thì H₂O mới bị khử

2H⁺  +  2e  →  H₂

0,02 → 0,02 → 0,01

=> n_{H2 do khử H2O} = 0,02 – 0,01 = 0,01 mol

n_OH- = 2n_H2 = 0,01.2 = 0,02 mol

Cu²⁺ + 2OH^- → Cu(OH)₂

0,01      0,02        0,01     (mol)

=> m_{kết tủa} = 0,01.98 = 0,98 gam

n_HCl = 0,6 mol;  n_CuSO4 = 0,2 mol

2K + 2HCl → 2KCl + H₂

Ba  +  2HCl → BaCl₂ + H₂

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂

Bảo toàn e: 2n_Ba + n_K = 2n_H2  => n_H2 = (0,2.2 + 0,5) / 2 = 0,45 mol

=> V = 10,08 lít

Kết tủa thu được gồm BaSO₄ và Cu(OH)₂

Ta thấy: n_BaSO4 = n_Ba = n_CuSO4 = 0,2 mol

Bảo toàn Ba: n_Ba(OH)2 = n_{Ba ban đầu} – n_BaCl2 = 0,2 – 0,05 = 0,15 mol

Vì n_Ba(OH)2 = 0,15 mol < n_CuSO4 = 0,2 mol => số mol Cu(OH)₂ tính theo Ba(OH)₂ là 0,15 mol

=> m_{kết tủa} = m_BaSO4 + m_CuSO4 = 61,3 gam

Đặt a và b là số mol của Na, Ba

=> a + 2b = 0,15.2   (1)

m_{dung dịch giảm} = 23a + 137b – 13,98 – 0,15.2 = - 0,1   (2)

Từ (1) và (2) => a = 0,14;  b = 0,08

n_BaSO4 = 0,06 mol => Ba²⁺ còn dư 0,08 – 0,06 = 0,02 mol

=> n_H2SO4 = 0,06 mol  => n_HCl = 0,06.1/0,6 = 0,1

Dung dịch X chứa Ba²⁺ (0,02), Na⁺ (0,14 mol); Cl^- (0,1 mol) và OH^-

Bảo toàn điện tích  => n_OH- = 0,08 mol

=> m_rắn  = 10,87 gam

Quy đổi X thành Ba: x mol; Al: y mol và O : z mol

Ba → Ba⁺² +2e                            Al → Al⁺³ +3e                          O + 2e → O^-2

2H⁺ +2e → H₂

→ 2x + 3y – 2z =2.0,04=0,08 (1)

Y +CO₂ thì Ba(AlO₂)₂ + CO₂ +3H₂O → BaCO₃  + 2Al(OH)₃

                 Ba(OH)₂ + CO₂ → BaCO₃ + H₂O

                BaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ba(HCO₃)₂

Nếu CO₂ dư thì n_{kết tủa} = n_Al(OH)3 = 3,12 : 78 = 0,04 mol → n_Ba(AlO2)2 = 0,02 mol

Bảo toàn Al : y = 0,04 mol( = n_Al(OH)3) (2)

Khi CO₂ : 0,054 mol thì n_Al(OH)3 = 0,04 mol → n_BaCO3 = 0,006 mol < ½ n_Al(OH)3

→ phản ứng tạo tối đa BaCO₃ rồi tan

Bảo toàn C có n_CO2 = n_BaCO3 + 2n_Ba(HCO3)2 → 0,054 = 0,006 + 2n_Ba(HCO3)2 → n_Ba(HCO3)2 = 0,024 mol

Bảo toàn Ba có x = n_BaCO3 + n_Ba(HCO3)2 = 0,006 + 0,024 =0,03 mol(3)

Từ (1) (2) và (3) → z = 0,05 mol

→ m = 5,99 g

Bước 1: Tính số mol các chất trong hỗn hợp

Quy đổi hỗn hợp thành Na (a), K (b), O (c).

- BTe: n_Na + n_K = 2n_O + 2n_H2 → a + b = 2c + 2.0,02 (1)

- n_OH^- = n_NaOH + n_KOH = a + b (mol)

⟹ n_H⁺_dư = n_{H+ (bđ)} - n_OH^- ⟹ 0,1.10^-1 = 0,05.3 - (a + b) (2)

- Chất rắn sau cô cạn gồm: NaCl (a) và KCl (b)

⟹ 58,5a + 74,5b = 9,15 (3)

Giải (1), (2), (3) được a = 0,08; b = 0,06; c = 0,05.

Bước 2: Tính giá trị của m hỗn hợp ban đầu

- m_hh = 0,08.23 + 0,06.39 + 0,05.16 = 4,98 gam gần nhất với 5 gam.

Bước 1: Xác định thành phần các chất trong Z.

- Do thêm NaOH vào vẫn thu được kết tủa nên dung dịch Z chứa Ba(HCO₃)₂ và KHCO₃.

Bước 2: Tính n_{K (X)}, n_{Ba (X)}, n_{O (X)}

Coi hỗn hợp X gồm K, Ba, O

- Để kết tủa lớn nhất cần ít nhất NaOH thì xảy ra phản ứng:

Ba(HCO₃)₂ + NaOH ⟶ BaCO₃ ↓ + NaHCO₃ + H₂O

0,03 ⟵            0,03

- n_CO2 = 0,18 mol; n_BaCO3 = 0,02 mol; n_Ba(HCO3)2 = 0,03 mol

- Tính n_{K (X)}, n_{Ba (X)}, n_{O (X)}:

+ Bảo toàn Ba: n_{Ba (X)} = n_BaCO3 + n_Ba(HCO3)2 = 0,05 mol

+ Bảo toàn C: n_CO2 = n_BaCO3 + 2n_Ba(HCO3)2 + n_KHCO3 ⟶ n_KHCO3 = 0,1 mol ⟶ n_{K (X)} = 0,1 mol

+ Bảo toàn e ⟶ n_K + 2n_Ba = 2n_{O (X)} + 2n_H2 ⟶ n_{O (X)} = 0,03 mol

Bước 3:  Tính m_X

- m_X = 0,1.39 + 0,05.137 + 0,03.16 = 11,23 gam.