Hòa tan hết m gam hỗn hợp gồm Na, Na2O, Ba và BaO vào nước, thu được 0,3 mol khí H2 và dung dịch

Câu hỏi số 421066:

Vận dụng cao

Hòa tan hết m gam hỗn hợp gồm Na, Na₂O, Ba và BaO vào nước, thu được 0,3 mol khí H₂ và dung dịch X. Hấp thụ hoàn toàn 0,64 mol khí CO₂ vào dung dịch X, thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối và kết tủa Z. Chia dung dịch Y làm 2 phần bằng nhau:

- Cho rất từ từ phần 1 vào 200 ml dung dịch HCl 1,2M thì thoát ra 0,15 mol khí CO₂.

- Cho rất từ từ 200 ml dung dịch HCl 1,2M vào phần 2, thì thoát ra 0,12 mol khí CO₂.

Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, HCl đều phản ứng hết trong cả 2 thí nghiệm. Tính giá trị của m.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:421066

Phương pháp giải

Sử dụng phương pháp quy đổi và bảo toàn e

+ Quy đổi hỗn hợp ban đầu thành: Na (a mol), Ba (b mol), O₂ (c mol)

+ Nhỏ từ từ dd hỗn hợp CO₃^2- và HCO₃^‑ vào dd H⁺ thì phản ứng xảy ra đồng thời theo đúng tỉ lệ mol CO₃^2-/ HCO₃^-

Giải chi tiết

Quy đổi hỗn hợp ban đầu thành: Na (a mol), Ba (b mol), O₂ (c mol)

Quá trình trao đổi e:

Na⁰ → Na⁺ + 1e O₂ + 4e → 2O^-2

Ba⁰ → Ba²⁺ + 2e 2H⁺ + 2e → H₂

Áp dụng bảo toàn e:

n_Na + 2n_Ba = 4n_O2 + 2n_H2

⇔ a + 2b = 4c + 2.0,3 (1)

Số mol khí của 2 thí nghiệm khác nhau nên dd Y chứa cả 2 loại anion HCO₃^- và CO₃^2-

⟹ dung dịch Y không chứa Ba²⁺

Vậy sản phẩm khi cho 0,64 mol CO₂ hấp thụ vào dd X là:

+ Kết tủa BaCO₃ (b mol)

+ Dung dịch Y gồm: Na⁺ (a mol); CO₃^2-; HCO₃^-

*Cho từ từ phần 1 vào 0,24 mol HCl thì phản ứng xảy ra đồng thời theo đúng tỉ lệ mol:

(do H⁺ hết nên tính theo H⁺)

2H⁺ + CO₃^2- → H₂O + CO₂

2x x x

H⁺ + HCO₃^- → H₂O + CO₂

y y y

Giải hệ \(\left\{ \begin{array}{l}{n_{{H^ + }}} = 2{\rm{x}} + y = 0,24\\{n_{C{O_2}}} = x + y = 0,15\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}x = 0,09\\y = 0,06\end{array} \right. \Rightarrow \frac{{{n_{C{O_3}^{2 - }}}}}{{{n_{HC{O_3}^ - }}}} = \frac{x}{y} = \frac{{0,09}}{{0,06}} = \frac{3}{2}\)

*Cho từ từ 0,24 mol HCl vào phần 2:

H⁺ + CO₃^2- → HCO₃^-

(0,24-0,12) 0,12

H⁺ + HCO₃^- _dư → H₂O + CO₂

0,12 ← 0,12

⟹ n_CO3^2- _{(½ ddY)} = 0,12 mol ⟹ n_CO3^2- _(ddY) = 0,24 mol

Do \(\frac{{{n_{C{O_3}^{2 - }}}}}{{{n_{HC{O_3}^ - }}}} = \frac{3}{2}\) ⟹ n_HCO3^- _(ddY) = 0,16 mol

- Bảo toàn nguyên tố C:

n_CO2 = n_BaCO3 + n_CO3^2- + n_HCO3^-

⇔ 0,64 = b + 0,24 + 0,16 (2)

- Bảo toàn điện tích cho dd Y:

n_Na⁺ = 2n_CO3^2- + n_HCO3^-

⇔ a = 2.0,24 + 0,16 (3)

Giải (1) (2) (3) được a = 0,64; b = 0,24; c = 0,13

Vậy m = m_Na + m_Ba + m_O2 = 0,64.23 + 0,24.137 + 0,13.32 = 51,76 gam

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