Cho V lít CO2 (dktc) hấp thụ hết vào dung dịch chứa 0,2 mol Ba(OH)2 và 0,1 mol NaOH. Sau phản ứng hoàn toàn thu được kết tủa và dung dịch chỉ chứa 21,35g muối. Giá trị của V?

Đáp án:

$V_{CO_2} =7,84\ l$

Giải thích các bước giải:

+) Sục CO2 vào dung dịch có chứa OH-, muối sinh ra có thể thu được ở dạng $HCO_3^-,\ CO_3^{2-}$

+) Dung dịch sau phản ứng chỉ chứa các muối nên ta xét các trường hợp sau:

(Lưu ý: hai ion $Ba^{2+},\ CO_3^{2-}$ không cùng tồn tại trong một dung dịch).

TH 1: Dung dịch chứa các ion: $\begin{cases} Na^+:0,1\\HCO_3^-:x\\CO_3^{2-}:y \end{cases}$

BTĐT: $0,1=x+2y$

$m_{muối} = 0,1.23+x.61+60y=21,35$

Giải HPT ta được: $y<0$  ⇒ Loại

TH 2: Dung dịch chứa các ion: $\begin{cases} Na^+:0,1 \\ Ba^{2+}:a\\HCO_3^{-}:b \end{cases}$

BTĐT: $0,1.1+2a=b$

$m_{muối} = 0,1.23+137a+61b=21,35$

Giải HPT ta được: $\begin{cases} a=0,05\\b=0,2 \end{cases}$

$n_{BaCO_3} = n_{CO_2}=n_{Ba^{2+}\ \text{phản ứng}} = 0,2-0,05=0,15\ mol$

BTNT C: $n_{CO_2} = n_{BaCO_3}+n_{HCO_3^-}=0,15+0,2=0,35\ mol$

$⇒ V_{CO_2} = 0,35.22,4=7,84\ l$

Đáp án:

7,84 lít

Giải thích các bước giải:

Thứ tự các phản ứng là:

(1) CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓  + H2O

(2) CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O

(3) CO2 + Na2CO3 + H2O → 2NaHCO3

(4) CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2

Do phản ứng thu được kết tủa và dung dịch chỉ có chứa muối nên có thể có các trường hợp:

TH1: (1) xảy ra hết, (2) xảy ra vừa đủ

(1) CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓  + H2O

      0,2 ←     0,2 →         0,2

(2) CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O

       0,05 ←  0,1 →         0,05

Lúc này, m muối = mNa2CO3 = 0,05.106 = 5,3 gam ≠ 21,35 gam

TH2: (1) hết, (2) hết, (3) vừa đủ

(1) CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓  + H2O

      0,2 ←     0,2 →         0,2

(2) CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O

       0,05 ←  0,1 →         0,05

(3) CO2 + Na2CO3 + H2O → 2NaHCO3

      0,05 ←  0,05 →                      0,1

→ m muối = 0,05.106 + 0,1.84 = 13,7 gam ≠ 21,35 gam

TH3: (1) hết, (2) hết, (3) hết, (4) đang xảy ra

(1) CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓  + H2O

      0,2 ←     0,2 →         0,2

(2) CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O

       0,05 ←  0,1 →         0,05

(3) CO2 + Na2CO3 + H2O → 2NaHCO3

      0,05 ←  0,05 →                      0,1

(4) CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2

        x           x                                x

Dung dịch muối lúc này gồm có: 0,1 mol NaHCO3 và x mol Ba(HCO3)2

→ m muối = 0,1.84 + 259x = 21,35 → x = 0,05

→ nCO2 = 0,2 + 0,05 + 0,05 + 0,05 = 0,35 mol

→ V CO2 = 0,35.22,4 = 7,84 lít