V lít khí Xâc định tín kim loại nhóm II (không được dùng kết quả % của cđu b).
c) Nếu thím từ từ 0,12(l) dung dịch HCl 2M văo dung dịch chứa 21g hỗn hợp X, tính thể tích khí CO2 thoât ra (đkt vă thír tích dung dịch Ba(OH)2 0,5M vừa đủ để trng
tính thể tích khí CO2 thoât ra (đktc) vă thír tích dung dịch Ba(OH)2 0,5M vừa đủ để trng hòa dung dịch thu được sau phản ứng với 0,12(l) dung dịch HCl. Tính khối lượng kết tủa sau phản ứng với Ba(OH)2.
Giải:
a) Xâc định thănh phần % theo khối lượng hỗn hợp:
Gọi a, b lần lượt lầ số mol Na2CO3 vă K2CO3 trong hỗn hợp.
⇒ n 2 3
CO− = nNa CO2 3+ nK CO2 3 = a + b
Vì HCl dư nín tòan thể CO32- chuyển thănh CO2 vă H2O CO32- + 2H+ → CO2↑ + H2O
(a + b) (a + b)
nCO2 = a + b = 222,016,4 = 0,09(mol) (1)
mX = 106a + 138b = 10,5 (2)
Từ (1) vă (2) ta có hệ phương trình: 106a 138b 10,5
a b 0,09
+ =
+ =
Giải hệ phương trình ta được: a = 0,06; b = 0,03. %mNa CO2 3 = 0,06.106 .100% 60,57%
10,5 =
b) Tính thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng:
Trong 21g = 2.10,5g hỗn hợp X có 0,12mol Na2CO3 vă 0,06 mol K2CO3.
⇒ n 2 3
CO− = 0,12 + 0,06 = 0,18mol
Vì không có khí thoât ra nín phản ứng tạo HCO3-: CO32- + H+ → HCO3- (3) Theo (3) ta có: nHCl = nH+ = n 2 3 CO− = 0,18(mol) ⇒ VHCl 2M = 2 18 , 0 = 0,09(l)
c) Nếu dùng 0,12(l) dung dịch HCl 2M thì nHCl = 0,12.2 = 0,24(mol) Ban đầu xảy ra phản ứng:
CO32- + H+ → HCO3- (4)
0,18 0,18 0,18
Sau đó do H+ dư: 0,24 – 0,18 = 0,6 mol nín xảy ra phản ứng: HCO3- + H+ → CO2↑ + H2O (5)
0,06 0,06 0,06
Dung dịch còn lại chứa: 0,18 – 0,06 = 0,12(mol) HCO3-.
Khi cho tâc dụng với dung dịch Ba(OH)2 xảy ra phản ứng trung hòa sau: 2HCO3- + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + 2H2O + CO32- (6) Theo (6) ta có: nBa(OH)2 = 2 1 nHCO3− = 2 1 .0,12 = 0,06(mol) ⇒ VBa(OH)2= 00,,065 = 0,12(l) Theo (6) ta có: nBaCO3= 2 1 nHCO3− = 2 12 , 0 = 0,06(mol) ⇒ mBaCO3 = 0,06.197 = 11,82(g).
Băi tập 4:[18]. 1. Hòa tan 8g hỗn hợp A gồm K2CO3 vă MgCO3 bằng một lượng H2SO4 dùng dư 10%, đun nóng được dung dịch B. Dẫn khí sinh ra đi qua bình đựng 300ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M. Tính %(m) hai muối có trong hỗn hợp A để lượng kết tủa sinh ra lă cực đại, cực tiểu.
2) Chứng minh rằng khối lượng kết tủa nhận được (mkt) khi đổ dung dịch B văo 300ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thì chỉ có giâ trị trong khoảng 13,96 < mkt < 16,91. 300ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thì chỉ có giâ trị trong khoảng 13,96 < mkt < 16,91.
Giải:
1) Tính % (m) hai muối trong A để lượng kết tủa sinh ra lă cực đại hoặc cực tiểu: K2CO3 + H2SO4 → K2SO4 + CO2↑ + H2O (1) MgCO3 + H2SO4 → MgSO4 + CO2↑ + H2O (2) 0,0579 = 138 8 < n 2 3 CO− < 84 8 = 0,0952 ⇒ 0,0579 < n 2 3 CO− < 0,0952
nBa(OH)2= nCO2 ≤ 0,06
nín khối lượng kết tủa cực đại khi nCO2 = 0,06mol - Khí 0,06 < nCO2 ≤ 0,0952 thì phản ứng l ă:
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O CO2 dư + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2. Kết tủa cực tiểu khi nCO2 = 0,0592mol
Gọi x, y lầm lượt lă số mol của K2CO3 vă MgCO3. nCO2 = x + y
- Khi kết tủa cực đại (nCO2 = 0,06 mol) ta có hệ phương trình: 138x 84y 8 x y 0,06
+ =
+ =
Giải hệ phương trình ta được: x = 0,055; y = 0,005. %mK CO2 3 = 0,055.138
8 .100% = 95%
%mNa CO2 3= 100 – 95 – 5%
- Khi kết tủa cực tiểu (nCO2 = 0,0952 mol) ta có hệ phương trình:
1138x 84y 8 x y 0,0952 + = + = Giải hệ ta có: x = 0; y = 0,0952. ⇒ %K2CO3 = 0%; %MgCO3 = 100%.
(Hoặc lập luận: nCO2 = 0,0952 = mMgCO3khi đó trong hỗn hợp chỉ có mình MgCO3 ⇒
% MgCO3100%)
2) Chứng minh: 13,98 < mkt < 16,91.
Dung dịch B gồm: K2SO4, MgSO4, H2SO4 dư.
Khảng xâc định số mol câc chất trong dung dịch B tương ứng với khoảng xâc định số mol CO2 cộng thím số mol H2SO4 dư 10% so với ban đầu.
nK So2 4+ nH SO2 4dư < nB < nMgSO4 + nH SO2 4dư 0,0579 + 0,00579 < nB < 0,0952 + 0,00952 0,0637 < nB < 0,1047
Khi nB = 0,0637mol (dung dịch B không có MgSO4) thì câc phản ứng lă: Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O
Ba(OH)2 + K2SO4 → BaSO4 + 2KOH
0,06 0,0637
nBaSO4= nBa(OH)2= 0,06(mol) ⇒ mkt = 13,98(g)
Khi nB = 0,1047mol (dung dịch B không có K2SO4) thì câc phản ứng lă: Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2H2O
0,00952 0,00952
Ba(OH)2 + MgSO4 → BaSO4↓ + Mg(OH)2↓.
(0,06 – 0,00952) 0,05048 0,05048
mkt = mBaSO4+ mMg(OH)2= 0,06.233 + 0,05408.58 = 16,91(g) Vậy 13,98 < mkt < 16,91.
Một số băi tập không lời giải chuyín đề 2:
Băi 1: [11]. Một hỗn hợp X gồm Na2CO3 vă K2CO3 có khối lượng lă 35g. Cho X tâc dụng với 0,4(l) dung dịch H2SO4 1M
a) Chứng minh rằng sau phản ứng còn dư H2SO4.
b) Biết rằng thể tích khí CO2 bay ra (đktc) lă 6,72(l), tính khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp X.
ĐS: b. mNa CO2 3 = 21,2(g) mK CO2 3 = 13,8(g)
Băi 2: [19]. Có 1(l) dung dịch hỗn hợp gồm Na2CO3 0,1M vă (NH4)2CO3 0,25M. Cho 43g hỗn hợp BaCl2 vă CaCl2 văo dung dịch đó. Sau khi câc phản ứng kết thúc thu được 39,7g kết tủa A vă dung dịch B.
1. Tính % khối lượng câc chất trong A 2. Chia dung dịch B thănh 2 phần bằng nhau:
a) Cho axit HCl dư văo một phần, sau đó cô cạn dung dịch vă nung chất rắn còn lại đến khối lượng không đổi được chất rắn X. Tính % khối lượng câc chất trong X.
b) Đun nóng phần thứ hai rồi thím từ từ 270ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M văof. Hỏi tổng khối lượng của hai dung dịch giảm tối đa lă bao nhiíu gam?. Giả sử nước bay hơi không đâng kể.
ĐS: 1. %BaCO3 = 49,62%; %CaCO3 = 50,38%. 2. a) %NaCl = 100%.
b) 6,761(g).
Băi 3: [12]. Hòa tan hoăn toăn6,317g hỗn hợp gồm NaCl, KCl, MgCl2 văo H2O, rồi thím văo đó 100ml dung dịch AgNO3 1,2M. Sau phản ứng lọc tâch riíng kết tủa A vă dung dịch B. Cho 2g Mg văo dung dịch B, khi phản ứng kết thúc, lọc tâch riíng kết tủa C vă dung dịch D. Cho kết tủa C văo dung dịch HCl loêng dư, sau phản ứng thấy khối lượng C giảm 1,844g. Lấy dung dịch D, cho thím NaOH dư, lọc lấy kết tủa, nung đến khối lượng không đổi được 0,8g chất rắn E.
a) Viết câc phương trình phản ứng xảy ra trong câc quâ trình trín. b) Tính khối lượng câc kết tủa A, C.
c) Tính % khối lượng câc muối trong hỗn hợp ban đầu.
ĐS: b) mA = 15,3545(g); mC = 3,248(g)
Băi 4: [12]. Cho 43,71g hỗn hợp A gồm 3 muối M2CO3, MCl, MHCO3( với M lă kim loại kiềm) văo Vml dung dịch HCl 10,52% (d = 1,05g/ml) có dư thì thu được 17,6g khí C vă dung dịch B. Chia dung dịch B thănh 2 phần bằng nhau:
- Phần I: Tâc dụng vừa đủ với 125ml dung dịch KOH 0,8M, khi cô cạn thu được 29,68g muối khan.
- Phần II: Tâc dụng với dung dịch AgNO3 dư thu được 68,88g kết tủa trắng. a) Xâc định tín kim loại kiềm M.
b) Tính thănh phần % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A. c) Tính thể tích dung dịch HCl cần dùng trong thí nghiệm.
ĐS: a) Na.
b) %Na2CO3 = 72,75%.
%NaHCO3 = 19,22%.
%NaCl = 8,03% C VHCl = 297,4ml