9.16. Hòa tan hết 2,3 g hỗn hợp có chứa kim loại barium và hai kim loại kiềm kế tiếp nhau trong nhóm IA của bảng tuần hoàn vào nước, thu được dung dịch X và 611 mL khí ($25^{o}C$ và 1 bar). Nếu thêm 1,278 g Na2SO4 vào dung dịch X và khuấy đều thì sau khi phản ứng kết thúc, nước lọc vẫn còn ion Ba$^{2+}$. Nếu thêm 1,491 g Na2SO4 vào dung dịch X và khuấy đều thì sau khi phản ứng kết thúc, nước lọc có mặt ion SO4$^{2-}$. Dựa vào bảng tuần hoàn, hãy xác định tên hai kim loại kiềm ở trên.
Bài Làm:
$n_{H_{2}}$ = 0,025 mol; $n_{Na_{2}SO_{4}}$ là 0,009 mol và 0,0105 mol.
Kí hiệu hai kim loại kiềm kế tiếp là M, có nguyên tử khối trung bình là $\overline{M}$
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2
2M + 2H2O → 2MOH + H2
Ba(OH)2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaOH ($n_{Ba^{2+}}=n_{SO_{4}^{2-}}$)
Khi thêm 0,009 mol Na2SO4, $Ba^{2+}$ dư:
nBa = $n_{Ba^{2+}}$ > 0,009 mol
Khi thêm 0,0105 mol Na2SO4, dư:
$n_{Ba^{2+}}$ < 0,0105 mol.
Coi số mol Ba và M lần lượt là x và y.
Ta có: 137x + $\overline{M}$ y = 2,3 (I)
Và x + 0,5y = 0,025 (II)
Với 0,009 < x < 0,0105 ⇒ 0,019 < y < 0,032
Ghép (I) và (II), ta được: (68,5 -$\overline{M}$)y = 1,125
hay y = $\frac{1,125}{68,5-\overline{M}}$
0,019 <$\frac{1,125}{68,5-\overline{M}}$< 0,032 ⇒ 26,92 < $\overline{M}$< 36,79
⇒ Hai kim loại kiềm thỏa mãn đề bài là sodium (23) và potassium (39)