Cho 17,04 gam P$_{2}$O$_{5}$ vào 200 ml dung dịch NaOH nồng độ aM thu được dung dịch có tổng khối lượng các chất tan bằng 30,12 gam. Giá trị của a là:

A. 0,6.

B. 0,9.

C. 1,2.

D. 1,5.

Hướng dẫn

Chọn phương án: D

Phương pháp giải:

P$_{2}$O$_{5}$ + 3H$_{2}$O → 2H$_{3}$PO$_{4}$ (1)

H$_{3}$PO$_{4}$ + NaOH → NaH$_{2}$PO$_{4}$ + H$_{2}$O (2)

H$_{3}$PO$_{4}$ + 2NaOH → Na$_{2}$HPO$_{4}$ + 2H$_{2}$O (3)

H$_{3}$PO$_{4}$ + 3NaOH → Na$_{3}$PO$_{4}$ + 3H$_{2}$O (4)

Đặt $(*) = \frac{{{n_{O{H^ – }}}}}{{{n_{{H_3}P{O_4}}}}}$

Ta xét các trường hợp sau:

Trường hợp 1: Khi đó chất tan thu được chứa H$_{3}$PO$_{4}$ dư và NaH$_{2}$PO$_{4}$

Trường hợp 2: Chất tan thu được chứa 2 muối.

Trường hợp 3: Chất tan thu được chứa Na$_{3}$PO$_{4}$và NaOH dư

Từ đó ta tìm được giá trị a.

Lời giải chi tiết:

P$_{2}$O$_{5}$ + 3H$_{2}$O → 2H$_{3}$PO$_{4}$ (1)

Ta có: n$_{H3PO4}$ = 2.n$_{P2O5}$ = 0,24 mol; n$_{NaOH}$ = 0,2 a (mol)

H$_{3}$PO$_{4}$ + NaOH → NaH$_{2}$PO$_{4}$ + H$_{2}$O (2)

H$_{3}$PO$_{4}$ + 2NaOH → Na$_{2}$HPO$_{4}$ + 2H$_{2}$O (3)

H$_{3}$PO$_{4}$ + 3NaOH → Na$_{3}$PO$_{4}$ + 3H$_{2}$O (4)

Đặt $(*) = \frac{{{n_{O{H^ – }}}}}{{{n_{{H_3}P{O_4}}}}}$

Ta xét các trường hợp sau:

Trường hợp 1: Nếu (*) ≤ 1 → 0,2a / 0,24 ≤ 1→ a ≤ 1,2.

Khi đó chất tan thu được chứa (0,24 – 0,2a) mol H$_{3}$PO$_{4}$ dư và 0,2a mol NaH$_{2}$PO$_{4}$

→ m$_{chất tan}$ = (0,24 – 0,2a) . 98 + 0,2a . 120 = 30,12 gam → a = 1,5 (Loại)

Trường hợp 2:

+ Nếu 1 < (*) < 3 → 1 < 0,2a / 0,24 < 3 → 1,2 < a < 3,6

Khi đó n$_{NaOH}$ = n$_{H2O}$ = 0,2a (mol)

Dùng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m$_{H3PO4}$ + m$_{NaOH}$ = m$_{muối}$ + m$_{H2O}$

→ 0,24 . 98 + 0,2a . 40 = 30,12 + 0,2a . 18 → a = 1,5 (thỏa mãn)

+ Nếu (*) ≥ 3 → 0,2a / 0,24 ≥ 3 → a ≥ 3,6

→ Khi đó chất tan thu được chứa 0,24 mol Na$_{3}$PO$_{4}$và (0,2a – 0,24.3) mol NaOH dư

→ m$_{chất tan}$ = 0,24 . 164 + m$_{NaOH dư}$ > 30,12 gam → Loại

Vậy giá trị của a = 1,5.

Đáp án D