Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Na 2 O và Al2O3 vào nước thu được dung dịch X trong suốt. Thêm từ từ dung dịch HCl 1M vào dung dịch X đến khi bắt đầu xuất hiện kết tủa thì hết 100 ml. Nếu thêm từ từ dung dịch HCl trên đến khi hết 300 ml hoặc 700 ml thì đều thu được a gam kết tủa. Giá trị của m và a lần lượt là:

Đây là dạng câu hỏi tính toán hóa học cơ bản. Trước hết cần xác định dữ kiện đề bài đang cho dưới dạng khối lượng, số mol hoặc thể tích khí, sau đó chọn công thức phù hợp để tìm kết quả.

Bài toán cho từ từ H+ vào OH−, AlO2− Thứ tự phản ứng khi cho từ từ H+ vào OH−; AlO2− là: (1) H++ OH− → H2O (2) H++ AlO2−+ H2O → Al(OH)3 (3) 3H++ Al(OH)3 → Al 3++ 3H2O Như vậy, khi cho từ từ H+ vào OH−; AlO2− thì:− Đầu tiên, H+ trung hòa OH− nên chưa thấy xuất hiện kết tủa, khi đó chỉ xảy ra (1) → n H+ (1) = n OH-− Khi H+ bị trung hòa hết, kết tủa sẽ tăng từ từ cho đến khi cực đại khi đó xảy ra (2) → n H+ (2) = n AlO2-− Khi NaOH dư thì kết tủa sẽ bị tan dần cho đến hết khi đó xảy ra (3) → n H+(3) = 3n Al(OH)3 bị tan = 3.(n AlO2-− n Al(OH)3 )

Vậy ta có công thức tính nhanh trường hợp kết tủa tan: ∑n H+ = n OH-+ n AlO2-+ 3.(n AlO2-− n Al(OH)3 ) = n OH-+ 4n AlO2-− 3n Al(OH)3 Đặt số mol của Na 2 O và Al2O3 lần lượt là x, y.− Thêm từ từ dung dịch HCl 1M vào dung dịch X đến khi bắt đầu xuất hiện kết tủa có phản ứng: H++ OH− → H2O 0,1 → 0,1 (mol) → n_OH− = 0,1(mol)

Bảo toàn nguyên tố Na, Al suy ra dung dịch X chứa: Na+ (2x mol); AlO2− (2y mol) và OH− (0,1 mol)− Nếu thêm từ từ dung dịch HCl trên đến khi hết 300 ml hoặc 700 ml thì đều thu được a gam kết tủa:+ Khi n HCl = 0,3 mol thì AlO2− dư, kết tủa chưa bị tan. Các phản ứng xảy ra: H++ OH− → H2O H++ AlO2−+ H2O → Al(OH)3 ↓ → n_H+ = n_OH− + n_Al(OH)_3 → 0,3 = 0,1+ n_Al(OH)_3 → n_Al(OH)_3 = 0,2(mol) → a = 0,2.78 = 15,6 gam+ Khi n HCl = 0,7 mol thì Al(OH)3 bị hòa tan một phần. Các phản ứng xảy ra: H++ OH− → H2O H++ AlO2−+ H2O → Al(OH)3 ↓ 3H++ Al(OH)3 → Al 3++ 3H2O Công thức tính nhanh (chứng minh ở phần phương pháp): n_H+ = n_OH− + 4n_AlO2^− − 3n_Al(OH)_3 → 0,7 = 0,1+ 4.2y− 3.0,2 → y = 0,15

Bảo toàn điện tích dung dịch X → n_Na^+ = n_AlO2^− + n_OH− → 2x = 2.0,15+ 0,1 → x = 0,2

Vậy m = m_Na2O+ m_Al2O3 = 0,2.62+ 0,15.102 = 27,7(g)

Đáp án A

Từ phân tích trên, đáp án đúng là A. 27,7 và 15,6.