Hỗn hợp X gồm K, K₂O, Ba, BaO. Lấy m gam X hòa tan vào H₂O dư thu được 0,07 mol H₂ và dung dịch Y. Hấp thụ hết 0,18 mol CO₂ vào Y thu được 3,94 gam kết tủa và dung dịch Z. Nhỏ từ từ dung dịch NaOH 1M vào Z đến khi kết tủa lớn nhất thì cần ít nhất 30 ml dung dịch NaOH 1M. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?

Phương pháp giải:

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

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

Ba(HCO₃)₂ + NaOH⟶ BaCO₃ ↓ + NaHCO₃ + H₂O; từ sốmolNaOH suy ra sốmol Ba(HCO₃)₂.

Bảo toàn Ba: n_{Ba (X)} = n_BaCO3 + n_Ba(HCO3)2.

Bảo toàn C: n_CO2 = n_BaCO3 + 2n_Ba(HCO3)2 + n_KHCO3⟶ n_KHCO3.

Bảo toàn e ⟶n_K + 2n_Ba = 2n_{O (X)} + 2n_H2⟶n_{O (X)}.

⟹ m = m_K + m_Ba + m_O.

Giải chi tiết:

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

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

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

⟹ m = 0,1.39 + 0,05.137 + 0,03.16 = 11,23 gam.