1. Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ, khi có 10,8 gam cacbon phản ứng, thu được hỗn hợp khí X

Câu hỏi số 681963:

Vận dụng cao

1. Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ, khi có 10,8 gam cacbon phản ứng, thu được hỗn hợp khí X gồm CO, CO₂ và H₂. Lấy 2,24 lít X (đktc) sục vào nước vôi trong dư, tạo thành 1,0 gam kết tủa. Cho 1/10 hỗn hợp X khử hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Fe₂O₃ và CuO (nung nóng) thì vừa đủ, tạo thành chất rắn Y. Để hoà tan hết Y cần ít nhất 42 gam dung dịch H₂SO₄ 70% (đặc, nóng), tạo ra khí SO₂ (là sản phẩm khử duy nhất).

a) Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra.

b) Xác định giá trị của m.

2. Nhiệt phân hoàn toàn 12,95 gam muối hiđrocacbonat của kim loại R (có hoá trị không đổi trong các hợp chất) được chất rắn A, hỗn hợp khí và hơi (hỗn hợp B). Dẫn toàn bộ B vào bình đựng dung dịch chứa 0,07 mol Ca(OH)₂, thấy khối lượng bình tăng 5,3 gam và đồng thời có 4 gam kết tủa.

a) Xác định công thức phân tử của muối ban đầu.

b) Cho A vào 100 ml dung dịch axit H₂SO₄0,2M (có khối lượng riêng D = 1,2 g/ml). Tính nồng độ % của dung dịch thu được.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:681963

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất hoá học của các chất.

Giải chi tiết

Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ:

n_C = 10,8/12 = 0,9 mol

C + H₂O → CO + H₂

a→ a a

C + 2H₂O → CO + 2H₂

b→ b 2b

n_C= a + b = 0,9 (I)

Hỗn hợp khí X: CO: a mol; CO₂: b mol; H₂: (a + 2b) mol

2,24 lít X:

n_X = 2,24/22,4 = 0,1 mol

Đặt số mol các chất: CO: ka mol; CO₂ : kb mol; H₂: (a + 2b).k mol

n_CO + n_CO2+ n_H2 = n_X ⟹ ka + kb + (a + 2b).k = 0,1 (II)

n_CaCO3 = 1/100 = 0,01 mol

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

kb→ kb mol

n_CaCO3 = kb = 0,01 (III)

(II)/(III) ⟹ [ka + kb + (a + 2b).k] / [kb] = 0,1/0,01 ⟹(2a + 2b)/b = 10 (*)

Từ (I),(*) ⟹ a = 0,7 mol; b = 0,2 mol

Hỗn hợp X: CO : 0,7 mol; CO₂ : 0,2 mol; H₂ : 1,1 mol

1/10 hỗn hợp X: CO : 0,07 mol; CO₂ : 0,02 mol; H₂ : 0,11 mol

Đặt số mol các chất: Fe₂O₃ : x mol; CuO : y mol.

1/10 hỗn hợp X khử hoàn toàn hỗn hợp Fe₂O₃, CuO:

Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O

CuO + CO → Cu + CO₂

CuO + H₂ → Cu + H₂O

n_CO+ n_H2 = 3n_Fe2O3 + n_CuO⟹ 3x + y = 0,18 (IV)

Chất rắn Y: Fe : 2x mol; Cu: y mol.

Hòa tan Y cần lượng H₂SO₄ ít nhất, chứng tỏ tạo muối FeSO₄:

n_H2SO4 = 42.70%/98 = 0,3 mol

2Fe + 6H₂SO₄ (đặc) → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ ↑ + 6H₂O

Cu + 2H₂SO₄(đặc) → CuSO₄ + SO₂ ↑ + 2H₂O

Fe + Fe₂(SO₄)₃ → 3FeSO₄

Hoặc viết gọn như sau:

Fe + 2H₂SO₄(đặc) → FeSO₄ + SO₂↑ +H₂O

2x → 4x mol

Cu + 2H₂SO₄(đặc) → CuSO₄ + SO₂ ↑ +H₂O

y→ 2y mol

n_H2SO4= 4x + 2y= 0,3 (V)

Từ (IV), (V) ⟹x = 0,03 mol; y = 0,09 mol

m = 160.0,03 + 80.0,09 = 12 gam

Đặt công thức của muối hiđrocacbonat là R(HCO₃)_n:

2R(HCO₃)_n → R₂(CO₃)_n + nCO₂ ↑ + nH₂O ↑ (1)

R₂(CO₃)_n→ R₂O_n + nCO₂ ↑ (2)

Hỗn hợp B: CO₂, H₂O

Hấp thụ B vào dung dịch Ca(OH)₂:

n_CaCO3 = 4/100 = 0,04 mol

Thứ tự phản ứng:

CO₂+ Ca(OH)₂ → CaCO₃ ↓ + H₂O (3)

CO₂+ CaCO₃ + H₂O → Ca(HCO₃)₂ (4)

m_CO2 + m_H2O = m_{bình tăng}⟹ m_CO2 + m_H2O = 5,3 (gam)

Trường hợp 1: Ca(OH)₂ dư

CO₂+ Ca(OH)₂ → CaCO₃ ↓ + H₂O

0,04 ←0,04 mol

⟹ n_CO2 = 0,04 (mol)

44.0,04 +18.n_H2O = 5,3 ⟹ n_H2O = 0,197 mol > n_CO2 ⟹ Loại vì: chỉ xảy ra (1): n_H2O= n_CO2hoặc xảy ra cả (1) và (2): n_CO2>n_H2O

Trường hợp 2: Ca(OH)₂hết

CO₂+ Ca(OH)₂ → CaCO₃ ↓ + H₂O (3)

0,07 ←0,07→ 0,07 mol

CO₂+ CaCO₃ + H₂O → Ca(HCO₃)₂ (4)

x → x mol

n_{CaCO3 dư}= 0,07-x = 0,04 ⟹ x = 0,03 mol

n_CO2= 0,07 + 0,03 = 0,1 mol

⟹ n_CO2= 0,1 mol

44.0,1 + 18. n_H2O = 5,3 ⟹ n_H2O= 0,05 mol < n_CO2 ⟹ xảy ra cả (1) và (2)

2R(HCO₃)_n → R₂(CO₃)_n + nCO₂ ↑ + nH₂O ↑(1)

0,1/n 0,05/n 0,05 ←0,05 mol

R₂(CO₃)_n→ R₂O_n + nCO₂ ↑ (2)

0,05/n 0,05/n ← (0,1 - 0,05) mol

⟹(R + 61n). 0,1/n = 12,95 ⟹ R = 68,5n ⟹ n = 2, R = 137 (Ba)

⟹ Muối hidrocacbonat: Ba(HCO₃)₂

n_Ba(HCO3)2 = 0,1/2 = 0,05 mol ⟹ n_BaO = 0,05mol

Chất rắn A tác dụng với dung dịch H₂SO₄

n_H2SO4= 0,1.0,2 = 0,02 mol

Phương trình hóa học:

BaO + H₂SO₄ → BaSO₄ ↓ + H₂O

0,02 ← 0,02→ 0,02 mol

BaO + H₂O→ Ba(OH)₂

(0,05-0,02) → 0,03 mol

Dung dịch thu được: Ba(OH)₂: 0,03 mol

m_{dd thu được} = m_BaO + m_{dd H2SO4} ̶ m_BaSO4↓ = 153.0,05 + 100.1,2 – 233.0,02 = 122,99 gam

C%(Ba(OH)₂ = 171.0,03 /122,99. 100% = 4,17%

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