Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Al và Al₂O₃ trong 500ml dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,3M và Ba(OH)₂ 0,1M thu được dung dịch Y và 3,36 lít H₂ (đktc). Cho dung dịch Y phản ứng với 500 ml dung dịch Z chứa HCl 0,64M và H₂SO₄ 0,08M thu được 21,02 gam kết tủa. Nếu cho dung dịch Y phản ứng với V lít dung dịch Z thì thu được kết tủa lớn nhất có khối lượng a gam. Giá trị của a là:

Đáp án B

Ta có: n_NaOH = 0,15 mol; n_Ba(OH)2 = 0,05 mol

Dung dịch Y chứa 0,15 mol Na⁺, 0,05 mol Ba²⁺, u mol AlO₂^- và v mol OH^- dư

Định luật bảo toàn điện tích ta có u + v = 0,15 + 0,05.2 = 0,25 (1)

Ta có: n_HCl = 0,32 mol và n_H2SO4 = 0,04 mol→ n_H+ = 0,4 mol; n_SO4(2-) = 0,04 mol

→ n_BaSO4 = 0,04 mol

Ta có: m_{kết tủa} = 21,02 gam → n_Al(OH)3 = 0,15 mol

Nếu Al(OH)₃ chưa bị hòa tan thì n_H+ = 0,4 = v + 0,15 (2)

Nếu Al(OH)₃ đã bị hòa tan thì n_H+ = 0,4 = v + 4u - 3.0,15 (3)

Giải hệ (1) và (2) ra vô nghiệm

Giải hệ (1) và (3) ra u = 0,2 và v = 0,05

Vậy Y gồm Na⁺ 0,15 mol; 0,05 mol Ba²⁺; 0,2 mol AlO₂^- và OH^-  dư (0,05 mol)

V lít dung dịch Z gồm 0,64V mol HCl và 0,08V mol H₂SO₄

→ n_H+ = 0,8V mol và n_SO4(2-) = 0,08 V mol

Khi Al(OH)₃ max thì 0,8V = u+ v suy ra V = 0,3125

Suy ra n_BaSO4 = 0,025 mol → m_{kết tủa} = 21,425 gam

Khi BaSO₄ max thì 0,08V = 0,05 suy ra V = 0,625

Suy ra n_H+ = 0,8V = v + 4u-3.n_Al(OH)3 → n_Al(OH)3 = 7/60 mol → m_{kết tủa} = 20,75 gam

Vậy m_{kết tủa max} = 21,425 gam