Hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na2O và BaO. Hòa tan 43,8 gam vào nước dư, thu được 2,24 lít khí H2 (đktc) và dung dịch Y, trong đó có chứa 41,04 gam Ba(OH)2. Hấp thụ hoàn toàn 13,44 lít CO2 (đktc) vào trong dung dịch Y thu được m gam kết tủa. Tính m?

Đáp án:

Giải thích các bước giải:

 `Na_2O` + `H_2O` → 2NaOH 

BaO + `H_2O` → `Ba(OH)_2`

2Na + 2`H_2O` → 2NaOH + `H_2` 

Ba + 2`H_2O` → `Ba(OH)_2` + `H_2`

`n_{H_2}` = $\frac{2,24}{22,4}$  = 0,1 mol 

`n_{CO_2}` = $\frac{13,44}{22,4}$ = 0,6 mol 

`n_{Ba(OH)_2}` = $\frac{41,04}{171}$ = 0,24 mol 

Đặt `n_{NaOH}` = `x` mol 

Bảo toàn nguyên tố `H` : 

`n_{H}` ( `H_2O` ) = `n_{H}` ( `Ba(OH)_2` + `n_{NaOH}`  + `n_{H_2}` ) 

<=> `n_{H_2O}` = 0,24 . 2 + `x` + 0,6 . 2 = 1,68 + 2`x` mol 

<=> `n_{H_2O}` = $\frac{1,68}{2x}$ = 0,84 + `x` mol 

Bảo toàn  khối lượng: 

`m_{X}` + `m_{H_2O}` = `m` bazơ + `m_{H_2}`

<=> 43,8 + 18 . ( 0,84 + `x` ) = 41,04 + 40`x` + 2 . 0,6 

→ `x` = 0,28 mol 

`CO_2` + `Ba(OH)_2` → `BaCO_3`↓ + `H_2O` 

`CO_2` + 2NaOH → `Na_2CO_3` + `H_2O`

Xét $\frac{0,24}{1}$ < $\frac{0,6}{1}$ 

→ `CO_2` dư 

`n_{CO_2}` còn lại = 0,6 - 0,24 = 0,36 mol 

Xét $\frac{0,36}{1}$ > $\frac{0,28}{2}$ 

→ `CO_2` dư

Tiếp tục xảy ra phản ứng: 

`CO_2` + `Na_2CO_3` + `H_2O`→ 2`NaHCO_3` 

`CO_2` + `BaCO_3` + `H_2O` → `Ba(HCO_3)_2`

`n_{BaCO_3}` = `n_{Ba(OH)_2}` = 0,24 mol 

`n_{BaCO_3}` phản ứng = 0,6 - ( 0,24 + 0,28 ) = 0,08 mol 

`n_{BaCO_3}`↓ = 0,24 - 0,08 = 0,16 mol 

`m_{BaCO_3}` = 0,16 . 197 = 31,52g 

Vậy `m` = 31,52g 

Chúc bạn học tốt #aura

Đáp án:

`m = 29,55g`

Giải thích các bước giải:

Quy đổi hỗn hợp `X` thành: $\begin{cases} Na:x(mol)\\Ba:y(mol)\\O:z(mol) \end{cases}$

`-> 24x + 137y + 16z = 43,8` `(1)`

`n_{H_2} = (2,24)/(22,4) = 0,1 (mol)`

Quá trình nhường `e`

$\mathop{Na}\limits^{0}$ `->` $\mathop{Na}\limits^{+1}$ `+e`

$\mathop{Ba}\limits^{0}$ `->` $\mathop{Ba}\limits^{+2}$ `+2e`

Quá trình nhận `e`

$\mathop{O}\limits^{0}$ `+2e->` $\mathop{O}\limits^{-2}$

$\mathop{2H}\limits^{+1}$ `+2e->` $\mathop{H_2}\limits^{0}$

Bảo toàn `e`

`n_{Na} + 2n_{Ba} = 2n_O + 2n_{H_2}`

`-> x + 2y = 2z + 2 . 0,1` `(2)`

`n_{Ba(OH)_2} = (41,04)/(171) = 0,24 (mol)`

Bảo toàn nguyên tố `Ba: n_{Ba} = n_{Ba(OH)_2} = 0,24 (mol)`

`-> y = 0,24 (mol)` `(3)`

Giải `(1), (2)` và `(3)` ta được: $\begin{cases} x=0,27\\y=0,24\\z=0,28 \end{cases}$

Bảo toàn nguyên tố `Na: n_{NaOH} = n_{Na} = 0,27 (mol)`

Dung dịch `Y` gồm `NaOH` và `Ba(OH)_2`

`n_{CO_2} = (13,44)/(22,4) = 0,6 (mol)`

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

Sau phản ứng `(1):` $\begin{cases} CO_2(dư): 0,6 - 0,24 = 0,36 (mol)\\BaCO_3: 0,24 (mol)\\ \end{cases}$

`CO_2 + 2NaOH -> Na_2 CO_3 + H_2 O` `(2)`

Sau phản ứng `(2):` $\begin{cases} CO_2(dư): 0,36 - 0,135 = 0,225 (mol)\\Na_2 CO_3: 0,135 (mol)\\ \end{cases}$

`CO_2 + Na_2 CO_3 + H_2 O -> 2NaHCO_3` `(3)`

Sau phản ứng `(3):` $\begin{cases} CO_2(dư): 0,225 - 0,135 = 0,09 (mol)\\NaHCO_3: 0,27 (mol)\\ \end{cases}$

`CO_2 + BaCO_3 + H_2 O -> Ba(HCO_3)_2` `(4)`

Đến phản ứng thứ `4` thì `CO_2` đã hết

Sau phản ứng `(4):` $\begin{cases} BaCO_3(dư): 0,24- 0,09 = 0,15 (mol)\\Ba(HCO_3)_2: 0,09 (mol)\\ \end{cases}$

`-> m = 0,15 . 197 = 29,55 (g)`