Cho 7,65 gam hỗn hợp Al và Mg tan hoàn toàn trong 500 ml dung dịch HCl 1,04M và H₂SO₄0,28M, thu được dung dịch X và khí H₂. Cho 850 ml dung dịch NaOH 1M vào X, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 16,5 gam kết tủa gồm 2 chất. Mặt khác cho từ từ dung dịch hỗn hợp KOH 0,8M và Ba(OH)₂0,1M vào X đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất, lọc kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi, thu được m gam chất rắn. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?

Đặt số mol Al là x mol; số mol Mg là y mol

Ta có: nHCl = 0,52 mol; nH2SO4 = 0,14 mol

Dung dịch X chứa {Al3+(x mol); Mg2+(y mol); H+dư (0,8-3x-2y mol); Cl-, SO42-}

*Khi cho 0,85 mol NaOH vào dung dịch X: Đặt nAl(OH)3 (4)= z mol

Ta thấy: 

+) nH+ dư + 3nAl3+ + 2nMg2+= (0,8-3x-2y) + 3x + 2y = 0,8 mol

+) nOH-= 0,85 mol

=>nOH->nH+ dư+ 3nAl3++ 2nMg2+=>OH-dư, đã có sự hòa tan Al(OH)3

OH-            +            H+→ H2O (1)

(0,8-3x-2y)   (0,8-3x-2y) mol

3OH- + Al3+→ Al(OH)3↓ (2)

3x ←    x          x mol      

2OH-+ Mg2+→ Mg(OH)2(3)

2y ←    y             y mol

Al(OH)3 + OH-→ Al(OH)3(4)

z    →      z mol

Kết tủa thu được sau phản ứng có y mol Mg(OH)2và (x-z) mol Al(OH)3

Ta có hệ:

(1) m hh= 27x + 24y = 7,65

(2) m kết tủa= 58y + 78(x - z) = 16,5

(3) nOH-= 0,8 - 3x - 2y + 3x + 2y + z = 0,85 mol

Giải hệ trên ta có: x = 0,15; y =0,15 và z = 0,05 mol

Vậy dung dịch X có chứa 0,05 mol H+, 0,15 mol Al3+, 0,15 mol Mg2+, 0,14 mol SO42-, 0,52 mol Cl-

Đặt thể tích dung dịch chứa KOH, Ba(OH)2là a lít

*Khi cho dung dịch chứa 0,8a mol KOH, 0,1a mol Ba(OH)2vào dung dịch X để thu được lượng kết tủa lớn nhất:

- Trường hợp 1: Kết tủa là Al(OH)3 cực đại, Mg(OH)2, BaSO4

OH- + H+→ H2O (5)

3OH-+ Al3+→ Al(OH)3↓ (6)

2OH-+ Mg2+→ Mg(OH)2↓ (7)

→ nOH-= 0,05 + 3.0,15 + 2.0,15 = 0,8 mol

→ 0,8a + 2.0,1a = 0,8 mol → a = 0,8 lít → nBa(OH)2 = 0,1a = 0,08  mol

Ba2+  + SO42-→ BaSO4↓

0,08    0,14        0,08 mol

→ mkết tủa = mBaSO4 + mAl(OH)3 + mMg(OH)2 = 0,08.233 + 0,15.78 + 0,15.58 = 39,04 gam

Khi nung kết tủa đến khối lượng không đổi thu được: BaSO4, Al2O3và MgO

→ mchất rắn = mAl2O3 + mMgO + mBaSO4

= 0,075.102 + 0,15.40 + 0,08.233 = 32,29 gam

Trường hợp 2: Kết tủa là BaSO4 cực đại, Mg(OH)2

→ nBa2+ max = nSO4(2-) = 0,14 mol → 0,1a = 0,14 → a =1,4

→ nOH- = 0,8a + 2.0,1a = a =1,4 mol

Khi đó Al(OH)3tan hết.

Kết tủa thu được có 0,14 mol BaSO4và 0,15 mol Mg(OH)2

→ mkết tủa = 0,14.233 + 0,15.58 = 41,32 gam >39,04 gam

Do đó ta chọn trường hợp 2 sẽ cho khối lượng kết tủa cực đại

Khi đó: mchất rắn = mBaSO4 + mMgO = 0,14.233 + 0,15.40 = 38,62 gam

Vậy giá trị của m gần nhất với giá trị 38,6

Đáp án cần chọn là: B