Cho X là một muối nhôm (khan), Y là một muối vô cơ (khan). Hòa tan m gam hỗn hợp 2 muối X, Y (có cùng số mol) vào nước thu được dung dịch A. Thêm từ từ dung dịch Ba(OH)₂ vào dung dịch A cho tới dư được dung dịch B, kết tủa D và khí C. Axit hóa dung dịch B bằng HNO₃ rồi thêm AgNO₃ vào thấy xuất hiện kết tủa trắng, kết tủa này bị đen dần khi để ngoài ánh sáng. Khi thêm dd Ba(OH)₂ vào dung dịch A thì kết tủa D đạt giá trị lớn nhất (kết tủa E), sau đó thêm tiếp dd Ba(OH)₂ vào thì lượng kết tủa đạt giá trị nhỏ nhất (kết tủa F). Nung các kết tủa E và F đến khối lượng ko đổi, thu được 6,248g và 5,126g các chất tương ứng. Cho biết F không tan trong axit mạnh.

a. Xác định CTHH của các muối X, Y.
b. Tính m và thể tích khí C ở đktc ứng với giá trị E lớn nhất.

Lời giải:

a. Cho AgNO₃ vào dung dịch B đã axit hoá tạo ra kết tủa trắng bị hoá đen ngoài ánh sáng, đó là AgCl, vậy phải có một trong hai muối là muối clorua.

- Khi cho Ba(OH)₂ mà có khí bay ra chứng tỏ đó là NH₃. Vậy muối Y phải là muối amoni (muối trung hoà hoặc muối axit)

- Mặt khác khi thêm Ba(OH)₂ tới dư mà vẫn còn kết tủa chứng tỏ một trong hai muối phải là muối sunfat

Các phản ứng dạng ion:

\[A{g^ + } + C{l^ - } \to AgCl \downarrow \]

\[NH_4^ + + O{H^ - } \to N{H_3} + {H_2}O\]

\[A{l^{3 + }} + 3O{H^ - } \to Al{(OH)_3} \downarrow \]

\[Al{(OH)_3} + O{H^ - } \to Al(OH)_4^ - \]

\[B{a^{2 + }} + SO_4^{2 - } \to BaS{O_4}\](không đổi khi nung)

Sự chênh lệch nhau vì khối lượng khi nung E, F là do Al₂O₃ tạo thành từ Al(OH)₃

\[{n_{A{l_2}{O_3}}} = \frac{{6,248 - 5,126}}{{102}} = 0,011(mol)\]

\[{n_{BaS{O_4}}} = {n_{SO_4^{2 - }}} = \frac{{5,126}}{{233}} = 0,022(mol)\]

Ta thấy: \[{n_{SO_4^{2 - }}} = {n_{A{l^{3 + }}}}\]nên không thể có muối Al₂(SO₄)₃. Do đó muối nhôm phải là muối clorua AlCl₃ với số mol = 0,011. 2 = 0,022 mol và muối Y phải là (NH₄)₂SO₄ hoặc NH₄HSO₄ với số mol là 0,022 mol.

b.

- Trường hợp muối (NH₄)₂SO₄

m = 0,022. 133,5 + 0,022. 132 = 5,841 gam

n_{khí C} = \[{n_{NH_4^ + }}\]= 0,044 (mol) → V_B = 0,9856 lít

- Trường hợp muối NH₄HSO₄

m = 0,022. 133,5 + 0,022. 115 = 5,467 gam

n_{khí C} = \[{n_{NH_4^ + }}\]= 0,022 (mol) → V_B = 0,4928 lít