Cho 13,8 gam hỗn hợp X gồm kim loại kiềm R và Ca tác dụng hết với nước thu được 5,6 lít H2

Câu hỏi số 266568:

Vận dụng

Cho 13,8 gam hỗn hợp X gồm kim loại kiềm R và Ca tác dụng hết với nước thu được 5,6 lít H₂ (đktc) và dung dịch Y. Mặt khác, cho 8,58 gam kim loại R phản ứng hết với lượng dư dung dịch HCl thì thể tích khí H₂ thoát ra lớn hơn 2,24 lít (đktc).

1. Tìm kim loại R?

2. Cho 15 lít hỗn hợp khí Z gồm N₂ và CO₂ (đktc) vào dung dịch Y. Sau khi phản ứng kết thúc thu được 8,5 gam kết tủa. Tính thành phần phần trăm về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp Z?

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:266568

Phương pháp giải

1. Viết phương trình hóa học xảy ra

Lập hệ 2 ẩn,2 phương trình với số mol của H₂ và khối lượng hỗn hợp kim loại

Biện luận, chặn giá trị phân tử khối của R => từ đó tìm ra được R

2. Viết phương trình ion các phản ứng xảy ra:

CO₂ + OH^-→ HCO₃^- (1)

CO₂ + 2OH^- → CO₃^2-+ H₂O (2)

CO₃^2-+ Ca²⁺→ CaCO₃↓ (3)

TH₁: CO₂ tác dụng với OH^-chỉ xảy ra phản ứng (2)

TH₂: CO₂ tác dụng với OH^-xảy ra cả phương trình (1) và (2)

Dựa vào số mol của CaCO₃ => n_CO32-

Biện luận và giải mỗi trường hợp xảy ra

Giải chi tiết

\({n_{{H_2}}} = \frac{{5,6}}{{22,4}} = 0,25\,(mol)\)

2R + 2H₂O → 2ROH + H₂↑ (1)

a → 0,5a (mol)

Ca + H₂O → Ca(OH)₂ + H₂↑ (2)

b → b (mol)

\(\left\{ \begin{gathered}
\sum {{n_{{H_2}}} = 0,5a + b = 0,25} \hfill \\
{m_{hh}} = aR + 40b = 13,8 \hfill \\
\end{gathered} \right. = > \left\{ \begin{gathered}
b = 0,25 - 0,5a(*) \hfill \\
aR + 40(0,25 - 0,5a) = 13,8 \hfill \\
\end{gathered} \right. = > a(R - 20) = 3,8(**)\)

Vì b > 0, từ (*) => a < 0,25/0,5 = 0,5 thế vào (**)

=> R – 20 > 7,6

=> R > 27,6 (***)

Khi cho 8,58 gam R tác dụng với lượng dư HCl thì lượng H₂ thoát ra lớn hơn 2,24 (lít)

2R + 2HCl → 2RCl + H₂↑ (3)

Theo PTHH (3):

\(\begin{gathered}
{n_R} = 2{n_{{H_2}(3)}} > 2.\frac{{2,24}}{{22,4}} = 0,2\,(mol) \hfill \\
= > {M_R} < \frac{{8,58}}{{0,2}} = 42,9(****) \hfill \\
\end{gathered} \)

Từ (***) và (****) => 27, 6 < M_R < 42,9

Vậy M_R = 39 (K) thỏa mãn

Ta có:

=> n_KOH = n_K = 0,2 (mol)

n_Ca(OH)2 = n_Ca = 0,15 (mol)

∑ n_OH- = n_KOH + 2n_Ca(OH)2 = 0,2 + 2.0,15 = 0,5 (mol)

Khi cho hỗn hợp Z ( N₂, CO₂) vào hỗn hợp Y chỉ có CO₂ phản ứng

CO₂ + OH^-→ HCO₃^- (3)

CO₂ + 2OH^- → CO₃^2-+ H₂O (4)

CO₃^2-+ Ca²⁺→ CaCO₃↓ (5)

n_CaCO3 = 8,5/100 = 0,085 (mol) => n_CO32-(5) = n_CaCO3 = 0,085 (mol)

Ta thấy n_CaCO3 < n_Ca2+ => phương trình (5) Ca²⁺ dư, CO₃^2- phản ứng hết

TH₁: CO₂ tác dụng với OH^-chỉ xảy ra phản ứng (4)

Theo (4) => n_CO2 = n_CO32-(4) = n_CaCO3 = 0,085 (mol)

=> V_CO2(đktc) = 0,085.22,4 = 1,904 (lít)

\(\begin{gathered}
\% {V_{C{O_2}}} = \frac{{1,904}}{{15}}.100\% = 12,69\% \hfill \\
= > \% {N_2} = 100\% - \% C{O_2} = 87,31\% \hfill \\
\end{gathered} \)

TH₂: CO₂ tác dụng với OH^-xảy ra cả phương trình (3) và (4)

Theo (4): n_CO2 = n_CO32- = 0,085 (mol)

n_OH-₍₄₎ = 2n_CO32- = 2. 0,085 = 0,17 (mol)

=> n_{OH- (3)}= ∑ n_OH- - n_OH-(4) = 0,5 – 0,17 = 0,33 (mol)

Theo PTHH (3): n_CO2(3) = n_OH- = 0,33 (mol)

=> ∑ n_CO2(3+4) = 0,085 + 0,33 = 0,415 (mol)

=> V_{CO2 (ĐKTC)} = 0,415.22,4 = 9,296 (lít)

\(\begin{gathered}
\% {V_{C{O_2}}} = \frac{{9,296}}{{15}}.100\% = 61,97\% \hfill \\
= > \% {N_2} = 100\% - \% C{O_2} = 38,03\% \hfill \\
\end{gathered} \)

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link