Hòa tan hết m gam hỗn hợp X gồm Na, Na2O, K, K2O, Ba, BaO (trong đó oxi chiếm 8,75% khối lượng của X) vào H2O thu được 400 ml dung dịch Y và 1,568 lít khí H2 (đktc). Trộn 200 ml dung dịch Y với 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm HCl 0,2M và H2SO4 0,15M thu được 400 ml dung dịch Z. Để trung hòa 400 ml dung dịch Z cần 40 ml dung dịch HCl 1M. Cô cạn 400 ml dung dịch Y, thu được a gam chất rắn khan. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính m và a.

Đáp án:

`m = 12,8(g)`

`a = 11,7(g)`

Giải thích các bước giải:

`PTHH:`

`2Na + 2H_2O -> 2NaOH + H_2(1)`

`Na_2O + H_2O -> 2NaOH(2)`

`2K + 2H_2O -> 2KOH + H_2(3)`

`K_2O + H_2O -> 2KOH(4)`

`Ba + 2H_2O -> Ba(OH)_2 + H_2(5)`

`BaO + H_2O -> Ba(OH)_2(6)`

`n_{H_2} = (1,568)/(22,4) = 0,07(mol)`

`NaOH + HCl -> NaCl + H_2O(7)`

`2NaOH + H_2SO_4 -> Na_2SO_4 + 2H_2O(8)`

`KOH + HCl -> KCl + H_2O(9)`

`2KOH + H_2SO_4 -> K_2SO_4 + 2H_2O(10)`

`Ba(OH)_2 + 2HCl -> BaCl_2 + 2H_2O(11)`

`Ba(OH)_2 + H_2SO_4 -> BaSO_4 + 2H_2O(12)`

`n_{HCl(thêm)} = 0,04.1 = 0,04(mol)`

`n_{HCl} = 0,2.0,2 = 0,04(mol)`

`n_{H_2SO_4} = 0,2.0,15 = 0,03(mol)`

Theo PT `(7)->(12): n_{H_2O} = n_{-OH} = n_{HCl(thêm)} + n_{HCl} + 2n_{H_2SO_4} = 0,14(mol)`

`-> 200(ml)ddY:n_{-OH} = 0,14(mol)`

`-> 400(ml)ddY:n_{-OH} = 0,14. (400)/(200) = 0,28(mol)`

Theo PT `(1)->(6): n_{-OH} = 2n_O + 2n_{H_2}`

`-> n_O = (0,28 - 0,07.2)/2 = 0,07(mol)`

`-> m=m_X = (0,07.16)/(8,75\%) = 12,8(g)`

Theo PT `(1)->(6): n_{H_2O} = 2n_{H_2} + n_O = 0,21(mol)`

Áp dụng ĐLBTKL:

`m_X + m_{H_2O} = m_{bazơ} + m_{H_2}`

`-> 12,8 + 0,21.18 = m_{bazơ} + 0,07.2`

`<=> m_{bazơ} = 16,44(g)`

`-> 200(ml) ddY: m_{bazơ} = 16,44 . (200)/(400) = 8,22(g)`

Áp dụng ĐLBTKL:

`m_{bazơ} + m_{axit} = m_{\text{muối khan}} + m_{H_2O}`

`-> 8,22 + (0,04+0,04).36,5 + 0,03.98 = m_{\text{muối khan}} + 0,14.17`

`-> a = 11,7(g)`