C: HỖN HỢP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI.
A- TOÁN HỖN HỢP MUỐI CACBONAT
Bài 1: Cho 5,68g hỗn hợp gồm CaCO3 và MgCO3 hoà tan vào dung dịch HCl dư, khớ CO2 thu được cho hấp thụ hoàn toàn bởi 50ml dung dịch Ba(OH)2 0,9M tạo ra 5,91g kết tủa. Tớnh khối lượng và thành phần % theo khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp.
Đỏp số: mMgCO3= 1,68g và m CaCO3= 4g
Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 27,4g hỗn hợp gồm M2CO3 và MHCO3 (M là kim loại kiềm) bằng 500ml dung dịch HCl 1M thấy thoỏt ra 6,72 lit khớ CO2 (đktc). Để trung hoà axit dư phải dựng 50ml dung dịch NaOH 2M.
a/ Xỏc định 2 muối ban đầu.
b/ Tớnh thành phần % theo khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu. Đỏp số:
a/ M là Na ---> 2 muối đú là Na2CO3 và NaHCO3 b/ %Na2CO3 = 38,6% và %NaHCO3
Bài 3: Hoà tan 8g hỗn hợp A gồm K2CO3 và MgCO3 vào dung dịch H2SO4 dư, khớ sinh ra được sục vào 300ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M, thu được m(g) kết tủa.
Tớnh thành phần % theo khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp A để m đạt giỏ trị cực tiểu(nhỏ nhất) và cực đại(lớn nhất).
Đỏp số:
- Khối lượng kết tủa là cực tiểu(nhỏ nhất) khi CO2 là cực đại. Tức là %K2CO3 = 0% và %MgCO3 = 100%.
- Khối lượng kết tủa là cực đại(lớn nhất) khi nCO2 = nBa(OH)2 = 0,06 mol. Tức là %K2CO3 = 94,76% và %MgCO3 = 5,24%.
Bài 4: Cho 4,2g muối cacbonat của kim loại hoỏ trị II. Hoà tan vào dung dịch HCl dư, thỡ cú khớ thoỏt ra. Toàn bộ
lượng khớ được hấp thụ vào 100ml dung dịch Ba(OH)2 0,46M thu được 8,274g kết tủa. Tỡm cụng thức của muối và kim loại hoỏ trị II.
Đỏp số:
- TH1 khi Ba(OH)2 dư, thỡ cụng thức của muối là: CaCO3 và kim loại hoỏ trị II là Ca. - TH2 khi Ba(OH)2 thiếu, thỡ cụng thức của muối là MgCO3 và kim loại hoỏ trị II là Mg.
Bài 5: Hoà tan hết 4,52g hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại A, B kế tiếp nhõu trong phõn nhúm chớnh nhúm
II bằng 200ml dung dịch HCl 0,5M. Sau phản ứng thu được dung dịch C và 1,12 lit khớ D (đktc). a/ Xỏc định 2 kim loại A, B.
b/ Tớnh tổng khối lượng của muối tạo thành trong dung dịch C.
c/ Toàn bộ lượng khớ D thu được ở trờn được hấp thụ hoàn toàn bởi 200ml dung dịch Ba(OH)2. Tớnh nồng độ mol/l của dung dịch Ba(OH)2 để:
- Thu được lượng kết tủa lớn nhất, nhỏ nhất. Đỏp số:
a/ 2 kim loại là Mg và Ca b/ mmuối = 5,07g
c/ - TH1: 0,15M
- TH2: khi kết tủa thu được lơn nhất là 0,25M. - TH3: khi kết tủa thu được nhỏ nhất là 0,125M.
Bài 6: Cho 10,8g hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại kế tiếp nhau trong phõn nhúm chớnh nhúm II t/d với
dung dịch H2SO4 loóng dư, thu được 23,64g kết tủa. Tỡm cụng thức của 2 muối trờn và tớnh thành phần % theo khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu.
%MgCO3 = 58,33% và %CaCO3 = 41,67%.
Bài 7: Hoà tan hỗn hợp Na2CO3 và KHCO3 vào nước thành 400 ml dung dịch A. Cho từ từ 100 ml dung dịch HCl 1,5M vào dung dịch A đồng thời khuấy đều, khi phản ứng kết thỳc ta được dung dịch B và 1,008 lớt khớ (ở đktc). Cho dung dịch B t/d với dung dịch Ba(OH)2 dư được 29,55g kết tủa. Tớnh khối lượng cỏc chất cú trong hỗn hợp ban đầu. Nếu cho từ từ dung dịch A vào bỡnh đựng 100 ml dung dịch HCl 1,5M thỡ thu được thể tớch khớ thoỏt ra (ở đktc) là bao nhiờu?
HDG:
a, Đặt x, y lần lượt là số mol của 2 muối Na2CO3 và KHCO3 (x, y > 0) Ta cú PTPƯ:
Giai đoạn 1: NaCO3 + HCl → NaCl + NaHCO3( 1 ) Mol: x x x x
Như vậy: ∑nHCO3− =x+ y(mol) ; Theo PT (1) thỡ nNaHCO3 = nNa2CO3 = x (mol) Gọi a, b là số mol của HCO3 − tham gia phản ứng với dung dịch HCl và dung dịch Ba(OH)2 Giai đoạn 2: HCO3 − + HCl → Cl− + H2O + CO2 ( 2 )
Mol: a a a a Theo bài ra: nHCl = 0,1.1,5 = 0,15 ( mol )
nHCl ( PƯ ở 2 ) = nCO2 = a = 4 , 22 008 , 1 = 0,045 ( mol ) ⇒ nNa2CO3( bđ ) = nHCl ( P Ư ở 1 ) = 0,15 – 0,045 = 0,105 (mol)
Sau phản ứng (1) thỡ toàn bộ Na2CO3 đó chuyển thành NaHCO3. Khi cho dung dịch B t/d với dung dịch Ba(OH)2 dư xảy ra phản ứng sau:
HCO3 − + Ba(OH)2 → BaCO3 + OH− + H2O ( 3 ) Mol : b b b b nBaCO3 = b = 197 55 , 29 = 0,15 ( mol )
Vậy nHCO3 −( P Ư ) = a + b = x + y = 0,045 + 0,15 = 0,195 (mol)
Khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu: mNa2CO3 = 0,105 . 106 = 11,13g
mKHCO3 = 0,09 . 100 = 9g
b/ Khi cho dung dịch A vào bỡnh chứa dung dịch HCl 1,5M thỡ xảy ra phản ứng
*Nếu cả 2 phản ứng xảy ra đồng thời thỡ ta thấy ở phương trỡnh (4) nếu giải phúng 1 mol khớ CO2 cần 2 mol HCl ,gấp đụi số mol HCl dựng cho phản ứng (5).
Đặt z là số mol HCl tham gia phản ứng (5); thỡ số mol HCl tham gia phản ứng (4) là 2z (mol) Na2CO3 + 2HCl → NaCl + H2O + CO2( 4 )
KHCO3 + HCl → KCl + H2O + CO2( 5 )
Theo PTPƯ ta cú: 2z + z = 0,1.1,5 = 0,15 (mol) ⇒ z = 0,05 ( mol ). Số mol CO2 thoỏt ra là: 0,1 ( mol )
*Nếu phản ứng ( 4 ) xảy ra trước: ta cú 2z = 0,15 ( mol ) ⇒z = 0,075 (mol); mà số mol của Na2CO3 = 0,105( mol ) > 0,075.Vậy nờn axớt phải phản ứng hết,nờn số mol khớ CO2 thoỏt ra là 0,075 (mol)
*Nếu phản ứng (5) xảy ra trước: ta cú z = 0,09 ( mol ) ⇒ z = 0,09 (mol); mà số mol của HCl = 0,15 (mol).Vậy số mol HCl cũn dư = 0,15 – 0,09 = 0,06 (mol) sẽ tiếp tục tham gia phản ứng (4) .Khi đú 2z = 0,06 (mol) ⇒ z = 0,03 (mol). Vậy tổng số mol CO2 thoỏt ra là:
n CO2 = 0,09 + 0,03 = 0,12 (mol)
kết hợp cỏc dữ kiện ta được: 0,075 ( mol ) < n CO2 < 0,12(mol) Hay 1,68 ( lớt ) < VCO2 < 2,688 (lớt)
Bài 8: Cho 28,1g quặng đụlụmớt gồm MgCO3; BaCO3 (%MgCO3 = a%) vào dung dịch HCl dư thu được V (lớt) CO2 (ở đktc).
a/ Xỏc định V (lớt).
b/ Sục V (lớt) CO2 vừa thu được vào dung dịch nước vụi trong. Tớnh khối lượng kết tủa tối đa thu được biết số mol Ca(OH)2 = 0,2 (mol) và khối lượng của mỗi chất cú trong hỗn hợp ban đầu.
Hướng dẫn: a/ Theo bài ra ta cú PTHH: MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + H2O + CO2 (1) x(mol) x(mol) BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + H2O + CO2 (2) y(mol) y(mol) CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O (3) 0,2(mol)← 0,2(mol)→ 0,2(mol)
CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2 (4) Giả sử hỗn hợp chỉ cú MgCO3.Vậy mBaCO3 = 0
Số mol: nMgCO3 = 84 1 , 28 = 0,3345 (mol) Nếu hỗn hợp chỉ toàn là BaCO3 thỡ mMgCO3 = 0
Số mol: nBaCO3 = 197 1 , 28 = 0,143 (mol)
Theo PT (1) và (2) ta cú số mol CO2 giải phúng là: 0,143 (mol) ≤ nCO2 ≤ 0,3345 (mol)
Vậy thể tớch khớ CO2 thu được ở đktc là: 3,2 (lớt) ≤ VCO2 ≤ 7,49 (lớt)
b/ Khối lượng kết tủa thu được là:
*Nếu số mol của CO2 là: 0,143 ( mol ), thỡ chỉ cú PTPƯ (3) xảy ra và dư Ca(OH)2, theo PTPƯ thỡ nCaCO3 = nCO2 = 0,143 (mol).
Vậy khối lượng kết tủa thu được là: mCaCO3 = 0,143 . 100 = 1,43g
*Nếu số mol của CO2 là: 0,3345 (mol), thỡ cú cả PƯ (3) và (4), theo PTPƯ ta cú: Số mol CO2 tham gia PƯ ở (3) là: nCO2 = nCa(OH)2 = 0,2 (mol). Vậy số mol CO2 dư là: 0,3345 – 0,2 = 0,1345 (mol). Tiếp tục tham gia PƯ (4) khi đú: Số mol của CaCO3 tạo ra ở (3) là: nCaCO3 = nCa(OH)2 = 0,2 (mol).
Số mol của CaCO3 đó PƯ ở (4) là: nCaCO3 = nCO2 ( dư ) = 0,1345 (mol) Vậy sau PƯ (4) số mol của CaCO3 cũn lại là: 0,2 – 0,1345 = 0,0655 (mol) Khối lượng kết tủa thu được là: mCaCO3 = 0,0655 . 100 = 6,55g
*Để thu được kết tủa tối đa thỡ nCO2 = nCa(OH)2 = 0,2 (mol). Vậy nCaCO3 = nCa(OH)2 = 0,2(mol)
Khối lượng của CaCO3 là: mCaCO3 = 0,2 . 100 = 20g Đặt x,y lần lượt là số mol của MgCO3 và BaCO3 Theo bài ra và PT (3) ta cú:
x + y = 0,2 (*) x = 0,1(mol) 84x + 197y = 28,1 (**) Giải hệ PT (*) và (**) ta được : y = 0,1(mol) Vậy khối lượng của mỗi chất cú trong hỗn hợp ban đầu là:
mMgCO3 = 0,1 . 84 = 8,4g mBaCO3 = 0,1 .197 = 19,7g
Bài 9: Khi thờm từ từ và khuấy đều 0,8 lit dd HCl 0,5 M vào dd chứa 35g hỗn hợp A gồm 2 muối Na2CO3 và K2CO3 thỡ cú 2,24 lit khớ CO2 thoỏt ra (ở đktc) và dd D. Thờm dd Ca(OH)2 cú dư vào dd D thu được kết tủa B.
a/ Tớnh khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp A và khối lượng kết tủa B.
b/ Thờm m (g) NaHCO3 vào hỗn hợp A được hỗn hợp A/. Tiến hành thớ nghiệm tương tự như trờn, thể tớch dd HCl 0,5M thờm vào vẫn là 0,8 lit, dd thu được là dd D/. Khi thờm Ca(OH)2 dư vào dd D/ được kết tủa B/ nặng 30 g. Tớnh V (lit) khớ CO2 thoỏt ra (ở đktc) và m (g).
Hướng dẫn giải:
Gọi x, y lần lượt là số mol của Na2CO3 và K2CO3. Theo bài ra: Số mol HCl = 0,4 mol
Giai đoạn 1:
HCl + Na2CO3 → NaHCO3 + NaCl (1) HCl + K2CO3 → KHCO3 + KCl (2)
Giai đoạn 2:
HCl + NaHCO3 → NaCl + H2O + CO2 (3) HCl + KHCO3 → KCl + H2O + CO2 (4) Theo bài ra ta cú: Số mol CO2 = 0,1 mol.
Theo PTPƯ ( 3 và 4 ) thỡ: Số mol HCl ( pư ) = Số mol CO2 = 0,1 mol.
Khi thờm dd Ca(OH)2 dư vào dd D thu được kết tủa B , chứng tỏ HCl đó tham gia phản ứng hết. Trong D chỉ chứa Muối clo rua và muối hiđrụ cacbonat (cũn lại sau phản ứng 3 và 4)
Theo PTPƯ:
NaHCO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + NaOH + H2O (5) KHCO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + KOH + H2O (6) Từ cỏc PT (1, 2, 3, 4) ta cú: x + y = 0,3 (I)
Theo bài ra ta cú: 106 x + 138 y = 35 (II) Giải hệ PT (I) và (II): ta được x = 0,2 ; y = 0,1.
Khối lượng của cỏc chất trong hỗn hợp ban đầu là: mNa2CO3 = 21,2 g ; mK2CO3 = 13,8 g Theo PT (5,6) Số mol CaCO3 = Số mol (NaKHO3 + KHCO3) cũn lại sau phản ứng (3,4) Theo PT (3,4) Số mol NaHCO3 + KHCO3 phản ứng = Số mol CO2 giải phúng = 0,1 mol Vậy số mol NaHCO3 + KHCO3 cũn lại là: 0,3 – 0,1 = 0,2 mol
Khối lượng CaCO3 tạo thành là: 0,2 x 100 = 20 g b/ khi thờm m(g) NaHCO3 vào hỗn hợp A
giai đoạn 1: chỉ cú Na2CO3 và K2CO3 phản ứng nờn số mol của HCl vẫn là: x + y = 0,3 mol số mol HCl phản ứng ở giai đoạn 2 vẫn là: 0,1 mol
Do đú số mol CO2 vẫn là 0,1 mol. Vậy VCO2 = 0,1 x 22,4 = 2,24 lit Nếu gọi số mol của NaHCO3 thờm vào là b (mol)
Thỡ tổng số mol NaHCO3 + KHCO3 cũn lại sau giai đoạn 2 là: (0,2 + b) mol Theo bài ra ta cú: 0,2 + b = 30 : 100 = 0,3. Vậy b = 0,1 (mol)
Khối lượng NaHCO3 thờm vào là: 0,1 x 84 = 8,4 g
Bài 10: Cho 38,2g hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat trung hoà của 2 kim loại hoỏ trị I t/d vừa đủ với dung dịch axit HCl
thỡ thu được 6,72 lit CO2 (đktc).
a/ Tỡm tổng khối lượng 2 muối thu được sau phản ứng.
b/ Tỡm 2 kim loại trờn, biết 2 kim loại này liờn tiếp nhau trong phõn nhúm chớnh nhúm I. Đỏp số:
a/ mhh muối = 41,5g.
b/ 2 kim loại trờn là Na và K.
Bài 11: Một hỗn hợp X gồm Na2CO3 và K2CO3 cú khối lượng là 10,5g. Khi cho hỗn hợp X t/d với HCl dư thỡ thu được 2,016 lit khớ CO2 (đktc).
b/ Lấy 21g hỗn hợp X với thành phần như trờn cho t/d với dung dịch HCl vừa đủ(khụng cú khớ thoỏt ra). Tớnh thể tớch dung dịch HCl 2M cần dựng.
Đỏp số:
a/ %Na2CO3 = 60,57% và %K2CO3 = 39,43%.
Bài 12: Cho 7,2g hỗn hợp A gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại kế tiếp nhau trong phõn nhúm chớnh nhúm II. Cho A
hoà tan hết trong dung dịch H2SO4 loóng thu được khớ B, cho toàn bộ khớ B hấp thụ hết bởi 450ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thu được 15,76g kết tủa. Xỏc định 2 muối cacbonat và tớnh thành phần % theo khối lượng của chỳng tronh hỗn hợp.
Đỏp số:
TH1: Ba(OH)2 dư --> 2 muối đú là: MgCO3 và CaCO3 %MgCO3 = 58,33% và %CaCO3 = 41,67%
TH2: Ba(OH)2 thiếu --> 2 muối đú là: MgCO3 và BeCO3 %MgCO3 = 23,33% và %BeCO3 = 76,67%
Bài 13: Cho 9,2g hỗn hợp A gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại kế tiếp nhau trong phõn nhúm chớnh nhúm II. Hoà
tan hoàn toàn hỗn hợp a trong dung dịch HCl thu được khớ B, cho toàn bộ khớ B hấp thụ hết bởi 550ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thu được 19,7g kết tủa. Xỏc định 2 muối cacbonat và tớnh thành phần % theo khối lượng của chỳng trong hỗn hợp đầu.
Đỏp số:
TH1: Ba(OH)2 dư --> 2 muối đú là: MgCO3 và CaCO3 %MgCO3 = 45,65% và %CaCO3 = 54,35%
TH2: Ba(OH)2 thiếu --> 2 muối đú là: MgCO3 và BeCO3 %MgCO3 = 44% và %BeCO3 = 56%
Bài 14: Một hỗn hợp X gồm 2 kim loại A, B thuộc 2 chu kỡ liờn tiếp trong bảng tuần hoàn, cú khối lượng là 8,5g. Cho
X phản ứng hết với nước cho ra 3,36 lit khớ H2(đktc)
a/ Xỏc định 2 kim loại và tớnh khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu.
b/ Thờm vào 8,5g hỗn hợp X trờn, 1 kim loại kiềm thổ D được hỗn hợp Y, cho Y t/d với nước thu được dung dịch E và 4,48 lit khớ H2 (đktc). Cụ cạn dung dịch E ta được chất rắn Z cú khối lượng là 22,15g. Xỏc định D và khối lượng của D.
c/ Để trung hoà dung dịch E ở trờn cần bao nhiờu lớt dung dịch F chứa HCl 0,2M và H2SO4 0,1M. Tớnh khối lượng kết tủa thu được.
Đỏp số:
a/ mNa = 4,6g và mK = 3,9g.
b/ kim loại D là Ba. --> mBa = 6,85g.
c/ Số mol BaSO4 = số mol Ba(OH)2 = số mol Ba = 0,05mol. ---> khối lượng của BaSO4 = 0,05 . 233 = 11,65g.
Bài 15: Hoà tan 23g một hỗn hợp gồm Ba và 2 kim loại kiềm A, B thuộc 2 chu kỳ kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn
vào nước thu được dung dịch D và 5,6 lit H2 (đktc).
a/ Nếu trung hoà 1/2 dung dịch D cần bao nhiờu ml dung dịch H2SO4 0,5M? Cụ cạn dung dịch thu được sau khi trung hoà thỡ được bao nhiờu gam muối khan?
b/ Nếu thờm 180ml dung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D thỡ chưa kết tủa hết được Ba(OH)2. Nếu thờm 210ml dung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D thỡ dung dịch sau phản ứng cũn dư Na2SO4. Xỏc định 2 kim loại kiềm ở trờn. Đỏp số:
a/ mhh muối = 23,75g
b/ 2 kim loại kiềm là Na và K.