C là dung dịch H2SO4 nồng độ xmol/l, D là dung dịch KOH nồng độ y mol/l. Trộn 200 ml dung dịch C với 300 ml dung dịch D, thu được 500 ml dung dịch E. Để trung hòa 100ml dung dịch E cần dùng 40ml dung dịch H2SO4 1M. Mặt khác trộn 300ml dung dịch C với 200ml dung dịch D thu được 200ml dung dịch F. Xác định x, y biết 100ml dung dịch F phản ứng vừa dủ với 2,04 gam Al2O3
Số mol H2SO4 trong 200ml dung dịch C là 0,2x (mol)
Số mol KOH trong 300ml dung dịch C là 0,3y (mol)
Khi trung hòa 500ml dung dịch E cần H2SO4
Vậy trong dung dịch E còn dư KOH
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O
Ban đầu: 0,2x 0,3y (mol)
Phản ứng: 0,2x 0,4x (mol)
Sau pư: 0 (0,3y – 0,4x) (mol)
Khi trung hòa lượng KOH trong dung dịch E
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O
0,2 (0,3y-0,4x) (mol)
Vậy 0,3y-0,4x=0,4 (1)
Số mol H2SO4 trong 300ml dung dịch C là 0,3x (mol)
Số mol KOH trong 200ml dung dịch C là 0,2y (mol)
Vì dung dịch F có khả năng phản ứng với Al2O3 nên có 2 trường hợp axit dư hoặc bazơ dư
Số mol Al2O3 phản ứng với 500ml dung dịch F:
- TH1: khi axit H2SO4 dư
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O
Ban đầu: 0,3x 0,2y (mol)
Phản ứng: 0,1y 0,2y (mol)
Sau pư: (0,3x – 0,1y ) 0 (mol)
Al2O3 + 3H2SO4 →Al2(SO4)3 + 3H2O
0,1 0,3x-0,1y (mol)
Suy ra: 0,3x-0,1y = 0,3 (2)
Từ (1) và (2) ta được x=2,6; y=4,8
- TH2: khi kiềm dư:
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O
Ban đầu: 0,3x 0,2y (mol)
Phản ứng: 0,3x 0,6x (mol)
Sau pư: 0 0,2y-0,6x (mol)
Suy ra: 0,2y-0,6x = 0,2 (3)
Từ (1) và (3) ta được x= 0,2; y=1,6