. Hòa tan hoàn toàn 33,3 gam chất X là tinh thể muối sunfat ngậm nước của kim loại M vào nước được dung dịch A. Cho A tác dụng vừa đủ với dung dịch KOH, thu được kết tủa B có khối lượng lớn nhất. Nung B ở toC cao đến khối lượng không đổi được 5,1 gam chất rắn. Mặt khác, khi cho A tác dụng với dung dịch BaCl2 dư thì thu được 34,95 gam kết tủa. a) Xác định công thức hóa học của chất X. b) Nếu dùng V ml dung dịch NaOH 0,5M cho vào A

$\text{→ Đáp án + Giải thích các bước giải:}$

$\text{a)}$

$\text{→ Giả sử X có dạng : $M_2(SO_4)_x$ . n$H_2O$.}$

$\text{→ Vậy khi cho vào nước thì thu được dung dịch A có dạng : $M_2(SO_4)_x$.}$

$\text{→ Giả sử số mol $M_2(SO_4)_x$ mang đi dùng là a mol.}$

$\text{→ Theo đề bài ta có phương trình phản ứng :}$

$\text{PTPỨ : $M_2(SO_4)_x$ + 2xKOH → $2M(OH)_x$ ↓ + $xK_2SO_4$   ( 1 )}$

$\text{mol :        a                                           2a}$

$\text{PTPỨ : $2M(OH)_x$ $\xrightarrow{t^o}$ $M_2O_x$ + $xH_2O$    ( 2 )}$

$\text{mol :       2a                         a}$

$\text{→ Vì nung đến khối lượng không đổi nên khối lượng chất}$

$\text{rắn là $M_2O_x$.}$

$\text{$n_{M_2O_x}$ = $\dfrac{5,1}{2M_M + 16x}$ ( mol ).}$

$\text{PTPỨ : $M_2(SO_4)_x$ + $xBaCl_2$ → $xBaSO_4$ + $2MCl_x$     ( 3 )}$

$\text{mol :        a}$

$\text{→ Ta thấy rằng khối lượng kết tủa là của $BaSO_4$.}$

$\text{$n_{BaSO_4}$ = $\dfrac{34,95}{233}$ = 0,15 ( mol ).}$

$\text{⇒ $n_{M_2(SO_4)_x}$ ( 3 ) = $\dfrac{0,15}{x}$ ( mol ).}$

$\text{→ Lại thấy rằng :}$

$\text{$n_{M_2O_x}$ = $n_{M_2(SO_4)_x}$ ( 3 ) = a ( mol ).}$

$\text{⇔ $\dfrac{5,1}{M_M + 16x}$ = $\dfrac{0,15}{x}$.}$

$\text{+ $TH_1$ : x = 1 ⇒ $M_M$ = 9 ( loại vì Be hóa trị II ).}$

$\text{+ $TH_2$ : x = 2 ⇒ $M_M$ = 18 ( loại ).}$

$\text{+ $TH_3$ : x = 3 ⇒ $M_M$ = 27 ( nhận ).}$

$\text{→ Vậy công thức phân tử X có dạng : $Al_2(SO_4)_3$ . n$H_2O$.}$

$\text{⇒ $n_{Al_2(SO_4)_3.nH_2O}$ = $\dfrac{0,15}{3}$ = 0,05 ( mol ).}$

$\text{⇒ $M_X$ = $\dfrac{33,3}{0,05}$ = 666 ( g/mol ).}$

$\text{⇔ 27 . 2 + 96 . 3 + 18n = 666 ⇒ n = 18 ( nhận ).}$

$\text{→ Vậy X có công thức hóa học là $Al_2(SO_4)_3$ . 18$H_2O$.}$

$\text{b)}$

$\text{PTPỨ : 6NaOH + $Al_2(SO_4)_3$ → $2Al(OH)_3$ ↓ + $3Na_2SO_4$.   ( 4 )}$

$\text{$n_{Al_2(SO_4)_3}$ = $n_X$ = 0,05 ( mol ).}$

$\text{$n_{Al(OH)_3}$ ( 4 ) = 0,05 . 2 = 0,1 ( mol ).}$

$\text{$n_{NaOH}$ ( 4 ) = 0,05 . 6 = 0,3 ( mol ).}$

$\text{+ $TH_1$ : NaOH dư, phản ứng với $Al(OH)_3$.}$

$\text{PTPỨ : NaOH + $Al(OH)_3$ → $NaAlO_2$ + $2H_2O$   ( 5 )}$

$\text{$n_{NaOH}$ ( 5 ) = $n_{Al(OH)_3}$ ( 4 ) = 0,1 ( mol ).}$

$\text{$\sum$$n_{NaOH}$ = 0,1 + 0,3 = 0,4 ( mol ).}$

$\text{V = $\dfrac{0,4}{0,5}$ = 0,8 ( lít ).}$

$\text{+ $TH_2$ : $Al_2(SO_4)_3$ dư.}$

$\text{V = $\dfrac{0,3}{0,5}$ = 0,6 ( lít ).}$