Cho 7,2 gam hỗn hợp X gồm hai muối cacbonat của hai kim loại thuộc hai chu kì liên tiếp nhau trong nhóm IIA tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được khí Y. Hấp thụ toàn bộ khí Y vào 450 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thu được 15,76 gam kết tủa trắng. Xác định công thức hai muối trong hỗn hợp X.

Đáp án:

$\left[\begin{matrix} MgCO_3, CaCO_3\\ BeCO_3, MgCO_3\end{matrix}\right.$

Giải thích các bước giải:

`n_{Ba(OH)_2} = 0,45 . 0,2 = 0,09 (mol)`

`n_{BaCO_3} = (15,76)/197 = 0,08 (mol)`

Gọi 2 kim loại cần tìm là `A, B`

Đặt CTHH chung của 2 muối cacbonat là `\barR CO_3` 

`\barR CO_3 + 2HCl -> \barR Cl_2 + CO_2↑ + H_2 O` `(*)`

Vì thu được kết tủa nên xét 2 trường hợp:

`-` Trường hợp `1: Ba(OH)_2` dư (chỉ tạo `BaCO_3`)

`CO_2 + Ba(OH)_2 -> BaCO_3↓ + H_2 O` 

Theo phương trình: `n_{CO_2} = n_{BaCO_3} = 0,08 (mol)`

Theo phương trình `(*): n_{\overline{R}CO_3} = n_{CO_2} = 0,08 (mol)`

`-> M_{\overline{R}CO_3} = (7,2)/(0,08) = 90` $(g/mol)$

`-> M_{\overline{R}} = 90 - (12 + 16 . 3) = 30` $(g/mol)$

Ta có: `M_A < M_{\overline{R}} < M_B`

Mà `A, B` thuộc hai chu kì liên tiếp nhau trong nhóm `IIA` nên lần lượt là `Mg, Ca`

Vậy hai muối cần tìm là `MgCO_3, CaCO_3`

`-` Trường hợp `2: BaCO_3` tan một phần (tạo 2 muối)

`CO_2 + Ba(OH)_2 -> BaCO_3↓ + H_2 O` `(1)`

`2CO_2 + Ba(OH)_2 -> Ba(HCO_3)_2` `(2)`

Gọi `x, y` lần lượt là số mol của `BaCO_3, Ba(HCO_3)_2`

`-> x = 0,08 (mol)`

Ta có: `x + y = 0,09`

`-> y = 0,09 - 0,08 = 0,01 (mol)`

Theo phương trình `(2): n_{CO_2} = n_{Ba(HCO_3)_2} .  2 = 0,01 . 2 = 0,02 (mol)` 

Theo phương trình `(*): n_{\overline{R}CO_3} = ∑n_{CO_2} = 0,08 + 0,02 = 0,1 (mol)`

`-> M_{\overline{R}CO_3} = (7,2)/(0,1) = 72` $(g/mol)$

`-> M_{\overline{R}} = 72 - (12 + 16 . 3) = 12` $(g/mol)$

Ta có: `M_A < M_{\overline{R}} < M_B`

Mà `A, B` thuộc hai chu kì liên tiếp nhau trong nhóm `IIA` nên lần lượt là `Be, Mg`

Vậy hai muối cần tìm là `BeCO_3, MgCO_3`