Một dung dịch X có chứa các ion: x mol H⁺, y mol Al³⁺, z mol SO₄²⁻ và 0,1 mol Cl⁻. Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch X, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

Cho 300 ml dung dịch Ba(OH)₂ 0,9M tác dụng với dung dịch X thu được kết tủa Y và dung dịch Z. Khối lượng kết tủa Y là (các phản ứng xảy ra hoàn toàn):

Phân tích: Ban đầu, NaOH mất một lượng để trung hòa lượng $H^{+}$, sau đó mới bắt đầu tạo kết tủa và hòa tan kết tủa.



Khi nhỏ một lượng 0,35 mol NaOH, ta có:

$0,35=x+0,05.3\Rightarrow x=0,2$

Lượng NaOH cần dùng để tạo kết tủa cực đại là:

$$x+3n_{A{l}^{3+}}=x+3y$$

Khi nhỏ một lượng 0,55 mol NaOH, ta có quá trình hòa tan khi kết tủa đạt cực đại xuống còn 0,05 mol kết tủa là:

$$Al(OH{)}_3+O{H}^{-}\to Al{O}_2^{-}+2H_{2}O$$

$$0,55-(x+3y)$$

Khi đó: $0,05=0,55-(x+3y)\Rightarrow y=0,1$

Suy ra dung dịch X gồm: $\{\begin{array}{ll}{H}^{+}& 0,2mol\\ A{l}^{3+}& 0,1mol\\ S{O}_4^{2-}& 0,2mol\\ C{l}^{-}& 0,1mol\end{array}$

Khi nhỏ $Ba(OH{)}_2$ vào dung dịch X thì mất 0,1 mol $Ba(OH{)}_2$ trung hòa lượng $H^{+}$, còn lại 0,17 mol $Ba(OH{)}_2$ tác dụng với $A{l}^{3+}$.

Gọi $n_{Al(OH{)}_3}=a;n_{Al{O}_2^{-}}=b$

Ta có: $\{\begin{array}{l}a+b=n_{A{l}^{3+}}=y=0,1\\ 3a+4b=n_{O{H}^{-}}=0,17.2=0,34\end{array}\Rightarrow \{\begin{array}{l}a=0,06\\ b=0,04\end{array}$

(Vì $A{l}^{3+}+3O{H}^{-}\to Al(OH{)}_3$; $A{l}^{3+}+4O{H}^{-}\to Al{O}_2^{-}+2H_{2}O$)

Vậy khối lượng kết tủa tạo thành là:

$m_{Al(OH{)}_3}+m_{BaS{O}_4}=0,06.78+0,2.233=51,28g$