Cho 5,64 gam hỗn hợp X gồm C, S và P tác dụng hết với lượng dư dung dịch HNO₃ đặc nóng thu được 1,3 mol hỗn hợp khí gồm NO₂ và CO₂. Mặt khác, hòa tan hoàn toàn 5,6 gam X vào 70 gam dung dịch H₂SO₄ 98%, đun nóng thu được dung dịch Z và 0,7 mol hỗn hợp khí Y (gồm CO₂ và SO₂). Cho Ba(OH)₂ dư vào Z thu được m gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m bằng bao nhiêu?

Đáp án A

Phương pháp giải:

- Thí nghiệm 1: $X\left\{\begin{array}{l}C:x\\ S:y\\ P:z\end{array}\right.+HN{O}_3\to \left\{\begin{array}{l}{H}_{2}S{O}_4\\ H_{3}P{O}_4\end{array}\right.+\left\{\begin{array}{l}N{O}_2\\ C{O}_2\end{array}\right.$

Áp dụng bảo toàn e ⟹ phương trình (1).

- Thí nghiệm 2: $X\left\{\begin{array}{l}C:x\\ S:y\\ P:z\end{array}\right.+H_{2}S{O}_4\to dd.Z\left\{\begin{array}{l}{H}_{2}S{O}_4\\ H_{3}P{O}_4\end{array}\right.+\left\{\begin{array}{l}C{O}_2\\ S{O}_2\end{array}\right.$

Áp dụng bảo toàn e ⟹ phương trình (2).

Từ khối lượng hỗn hợp ⟹ phương trình (3).

Giải hệ (1)(2)(3) được x; y; z.

- Xét dung dịch Z:

BTNT "S" → n_{H2SO4(dd Z)} = n_S + n_{H2SO4 ban đầu} - n_SO2 → n_BaSO4

BTNT "P" → n_{H3PO4(dd Z)} = n_P → n_Ba3(PO4)2

⟹ m ↓ = m_BaSO4 + m_Ba3(PO4)2.

Giải chi tiết:

- Thí nghiệm 1: $5,64\left(g\right)X\left\{\begin{array}{l}C:x\\ S:y\\ P:z\end{array}\right.+HN{O}_3\to \left\{\begin{array}{l}{H}_{2}S{O}_4:y\\ H_{3}P{O}_4:z\end{array}\right.+1,3\left(mol\right)\left\{\begin{array}{l}N{O}_2:1,3-x\\ C{O}_2:x\end{array}\right.$

Áp dụng bảo toàn e: 4n_C + 6n_S + 5n_P = n_NO2 ⟹ 4x + 6y + 5z = 1,3 - x (1)

- Thí nghiệm 2: $5,64\left(g\right)X\left\{\begin{array}{l}C:x\\ S:y\\ P:z\end{array}\right.+H_{2}S{O}_4:0,7\left(mol\right)\to dd.Z\left\{\begin{array}{l}{H}_{2}S{O}_4\\ H_{3}P{O}_4\end{array}\right.+0,7\left(mol\right)\left\{\begin{array}{l}C{O}_2:x\\ S{O}_2:0,7-x\end{array}\right.$

Áp dụng bảo toàn e: 4n_C + 6n_S + 5n_P = 2n_SO2 ⟹ 4x + 6y + 5z = 2.(0,7 - x) (2)

Mặt khác m_hh = 12x + 32y + 31z = 5,64 (3)

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

- Xét dung dịch Z:

BTNT "S" → n_{H2SO4(dd Z)} = n_S + n_{H2SO4 ban đầu} - n_SO2 = 0,2 mol → n_BaSO4 = 0,2 mol

BTNT "P" → n_{H3PO4(dd Z)} = n_P = 0,04 mol → n_Ba3(PO4)2 = 0,02 mol

⟹ m ↓ = 0,2.233 + 0,02.601 = 58,62 gam.