Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Al và Al₂O₃ (tỉ lệ mol 1:1) cần dùng vừa đủ dung dịch chứa HCl và H₂SO₄, thu được khí H₂ và dung dịch X chỉ chứa các muối clorua và sunfat trung hòa. Cho từ từ dung dịch Ba(OH)₂ đến dư vào X, sự phụ thuộc số mol kết tủa và số mol Ba(OH)₂ được biểu diễn theo đồ thị sau: Giá trị của m là

Đáp án D

Phân tích đồ thị:

Đoạn 1: Al₂(SO₄)₃ tác dụng với Ba(OH)₂

Đoạn 2: AlCl₃ tác dụng với Ba(OH)₂

Đoạn 3: Al(OH)₃ tan, chỉ còn lại kết tủa BaSO₄

- Số mol BaSO₄ còn lại giai đoạn 3 bằng số mol BaSO₄ tạo thành giai đoạn 1.

Al₂(SO₄)₃ + 3Ba(OH)₂ ® 2Al(OH)₃ + 3BaSO₄

→nAlOH3=8a3nBaOH2=4a→nOH−=8a

- Khi kết tủa max, thì số mol Al(OH)₃ tạo thành thêm: nAlOH3=9a−4a−8a3=7a3

→nOH−=7a3.3=7a

- Lúc nBaOH2=0,52→nOH−=1,04  thì lượng kết tủa bằng lượng kết tủa của giai đoạn 1: nBaSO4=4a+8a3 nên kết tủa Al(OH)₃ đã tan 7a3  mol

AlOH3 + OH− → AlO2− + 2H2O→nOH−=7a3∑nOH−=1,04→8a+7a3.3+7a3→a=0,06

Lúc kết tủa max: nAlOH3=9a−4a=5a

→nAl=5a→x+2x=5.0,06→x=0,1→m=12,9g

Giải thích về sự phụ thuộc khối lượng kết tủa vào số mol Ba(OH)₂.

+ Đoạn 1: Ba(OH)₂ tác dụng với Al₂(SO₄)₃ tạo thành BaSO₄ và Al(OH)₃ nên kết tủa tăng nhanh, đồ thị dốc.

+ Đoạn 2: Ba(OH)₂ tác dụng với AlCl₃ tạo kết tủa Al(OH)₃ nên kết tủa tăng.

+ Đoạn 3: Al(OH)₃ tác dụng với Ba(OH)₂ nên kết tủa tan, vì vậy mà lượng kết tủa giảm, đồ thị đi xuống.