Hòa tan hoàn toàn 9,48 gam hỗn hợp E gồm hai chất rắn M2SO4 và Al2(SO4)3 (có cùng số mol) vào nước cất (nguội, đã đun sôi), thu được dung dịch Y. Cho từ từ dung dịch hỗn hợp KOH 0,05M và Ba(OH)2 0,15M vào Y, đến khi kết tủa thu được lớn nhất, lọc lấy kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi, thu được m gam rắn khan. Mặt khác, nếu cho Y phản ứng với dung dịch Ba(OH)2 dư thì lượng Ba(OH)2 phản ứng tối đa là 0,1 mol. Bỏ qua quá trình thủy phân của muối trong dung dịch. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 20,67 B. 19,30 C. 19,39 D. 20,31
nM2SO4 = nAl2(SO4)3 = e
Nếu M+ ở lại trong dung dịch: Sau phản ứng với Ba(OH)2 thu được các sản phẩm gồm BaSO4 (4e), M+ (2e), AlO2- (2e)
Bảo toàn Ba —> 4e = 0,1 —> e = 0,025
—> mE = 0,025(2M + 96) + 0,025.342 = 9,48
—> M < 0: Loại
Vậy M+ đã tách ra, khi đó các sản phẩm gồm BaSO4 (4e), AlO2- (2e) —> nBa2+ = e
Bảo toàn Ba —> 5e = 0,1 —> e = 0,02
—> mE = 0,02(2M + 96) + 0,02.342 = 9,48
—> M < 18: NH4+
Vậy Y chứa (NH4)2SO4 (0,02) và Al2(SO4)3 (0,02)
nKOH = a và nBa(OH)3 = 3a —> nOH- = 10a
Nếu Al(OH)3 đạt max —> nOH- = nNH4+ + 3nAl3+
—> 10a = 0,02.2 + 0,02.2.3 —> a = 0,016
—> nBaSO4 = 0,048
—> m↓ = 14,304
Nếu BaSO4 đạt max —> nBa2+ = 3a = 0,08
—> a = 0,08/3
Vì nOH- = 10a > nNH4+ + 4nAl3+ nên không còn Al(OH)3.
—> m↓ = 18,64 > 14,304 nên chọn trường hợp này.
Khi nung —> m rắn = 18,64 gam