Chào các em, thầy sẽ hướng dẫn các em giải chi tiết bài tập này theo đúng tư duy và kiến thức Hóa học lớp 12. Đây là một dạng bài tập quen thuộc về phản ứng trao đổi ion trong dung dịch, chúng ta chỉ cần nắm vững bản chất và thứ tự phản ứng là có thể giải quyết một cách dễ dàng.

PHÂN TÍCH BÀI TOÁN

Khi trộn hai dung dịch với nhau, các ion có trong dung dịch sẽ tương tác với nhau. Để giải quyết bài toán, chúng ta cần thực hiện các bước sau:
1. Tính số mol của các ion ban đầu có trong mỗi dung dịch.
2. Xác định các cặp ion có thể phản ứng với nhau để tạo ra kết tủa, chất khí hoặc chất điện li yếu (như nước).
3. Viết phương trình phản ứng dưới dạng ion rút gọn và xác định thứ tự ưu tiên của các phản ứng.
4. Tính toán lượng chất theo phương trình, chú ý đến chất nào phản ứng hết, chất nào còn dư.
5. Tính khối lượng kết tủa thu được.

Bây giờ chúng ta sẽ đi vào giải quyết chi tiết.

BƯỚC 1: TÍNH SỐ MOL CÁC ION BAN ĐẦU

Đầu tiên, chúng ta đổi thể tích ra lít:

200 ml = 0,2 lít

100 ml = 0,1 lít

Tiếp theo, ta tính số mol các chất và các ion tương ứng có trong hai dung dịch ban đầu.

Dung dịch Ba(OH)2 0,6M:

Số mol Ba(OH)2: \(n_{\text{Ba(OH)}_2} = C_M \times V = 0,6 \times 0,2 = 0,12 \text{ mol}\)

Khi điện li trong nước: Ba(OH)2 → Ba²⁺ + 2OH⁻

Vậy ta có:

\(n_{\text{Ba}^{2+}} = 0,12 \text{ mol}\)

\(n_{\text{OH}^-} = 2 \times 0,12 = 0,24 \text{ mol}\)

Dung dịch chứa NaHCO3 2M và BaCl2 1M:

Số mol NaHCO3: \(n_{\text{NaHCO}_3} = C_M \times V = 2 \times 0,1 = 0,2 \text{ mol}\)

Khi điện li trong nước: NaHCO₃ → Na⁺ + HCO₃⁻

Vậy ta có: \(n_{\text{HCO}_3^-} = 0,2 \text{ mol}\) (ion Na⁺ là ion trung tính, không tham gia phản ứng)

Số mol BaCl2: \(n_{\text{BaCl}_2} = C_M \times V = 1 \times 0,1 = 0,1 \text{ mol}\)

Khi điện li trong nước: BaCl₂ → Ba²⁺ + 2Cl⁻

Vậy ta có: \(n_{\text{Ba}^{2+}} = 0,1 \text{ mol}\) (ion Cl⁻ là ion trung tính, không tham gia phản ứng)

Tổng số mol các ion tham gia phản ứng trong hỗn hợp cuối cùng:

Tổng số mol ion Ba²⁺: \(n_{\text{Ba}^{2+}} (\text{tổng}) = 0,12 (\text{từ Ba(OH)}_2) + 0,1 (\text{từ BaCl}_2) = 0,22 \text{ mol}\)

Tổng số mol ion OH⁻: \(n_{\text{OH}^-} = 0,24 \text{ mol}\)

Tổng số mol ion HCO₃⁻: \(n_{\text{HCO}_3^-} = 0,2 \text{ mol}\)

BƯỚC 2: XÉT THỨ TỰ PHẢN ỨNG VÀ TÍNH TOÁN

Khi trộn các dung dịch lại với nhau, trong dung dịch có các ion Ba²⁺, OH⁻ và HCO₃⁻. Phản ứng xảy ra theo thứ tự ưu tiên:
Phản ứng axit-bazơ xảy ra trước phản ứng tạo kết tủa. Ở đây, ion OH⁻ (bazơ) sẽ phản ứng với ion HCO₃⁻ (lưỡng tính, thể hiện tính axit).

Phản ứng 1: Phản ứng trung hòa giữa OH⁻ và HCO₃⁻

Phương trình ion rút gọn:
\[ \text{OH}^- + \text{HCO}_3^- \rightarrow \text{CO}_3^{2-} + \text{H}_2\text{O} \]
Ban đầu: \(0,24 \text{ mol}\) \(0,2 \text{ mol}\)

Ta thấy tỉ lệ phản ứng là 1:1. So sánh số mol:

\(n_{\text{OH}^-} = 0,24 \text{ mol} > n_{\text{HCO}_3^-} = 0,2 \text{ mol}\)

Vậy ion HCO₃⁻ phản ứng hết, ion OH⁻ còn dư. Lượng các chất được tính theo HCO₃⁻.

Phản ứng: \(0,2 \text{ mol} \leftarrow 0,2 \text{ mol} \rightarrow 0,2 \text{ mol}\)

Sau phản ứng 1:

Số mol CO₃²⁻ tạo thành: \(n_{\text{CO}_3^{2-}} = 0,2 \text{ mol}\)

Số mol OH⁻ còn dư: \(n_{\text{OH}^- \text{ dư}} = 0,24 – 0,2 = 0,04 \text{ mol}\)

Phản ứng 2: Phản ứng tạo kết tủa

Ion CO₃²⁻ vừa được sinh ra sẽ ngay lập tức phản ứng với ion Ba²⁺ có sẵn trong dung dịch để tạo kết tủa BaCO₃.

Phương trình ion rút gọn:
\[ \text{Ba}^{2+} + \text{CO}_3^{2-} \rightarrow \text{BaCO}_3 \downarrow \]
Trước phản ứng này, chúng ta có:

\(n_{\text{Ba}^{2+}} (\text{tổng}) = 0,22 \text{ mol}\)

\(n_{\text{CO}_3^{2-}} = 0,2 \text{ mol}\)

So sánh số mol:

\(n_{\text{Ba}^{2+}} = 0,22 \text{ mol} > n_{\text{CO}_3^{2-}} = 0,2 \text{ mol}\)

Vậy ion CO₃²⁻ phản ứng hết, ion Ba²⁺ còn dư. Lượng kết tủa được tính theo CO₃²⁻.

Số mol BaCO₃ tạo thành: \(n_{\text{BaCO}_3} = n_{\text{CO}_3^{2-}} = 0,2 \text{ mol}\)

Lưu ý: Trong dung dịch còn OH⁻ dư và Ba²⁺ dư, nhưng Ba(OH)₂ là chất tan tốt nên không tạo thêm kết tủa. Do đó, kết tủa duy nhất thu được là BaCO₃.

BƯỚC 3: TÍNH KHỐI LƯỢNG KẾT TỦA

Khối lượng kết tủa BaCO₃ thu được là:

Đầu tiên ta tính phân tử khối của BaCO₃:

\(M_{\text{BaCO}_3} = 137 (\text{Ba}) + 12 (\text{C}) + 3 \times 16 (\text{O}) = 197 \text{ g/mol}\)

Khối lượng kết tủa:

\(m = m_{\text{BaCO}_3} = n \times M = 0,2 \times 197 = 39,4 \text{ gam}\)

KẾT LUẬN

Giá trị của m là 39,40 gam.

So với các đáp án, ta chọn đáp án A.

Chúc các em học tốt! Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi nhé.