Bài 6: Hoà tan 23g một hỗn hợp gồm Ba và 2 kim loại kiềm A, B thuộc 2 chu kỳ kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn vào nước thu được dung dịch D và 5,6 lit H 2 (đktc)
A- TOÁN HỖN HỢP MUỐI CACBONAT
Bài 1: Cho 5,68g hỗn hợp gồm CaCO3 và MgCO3 hoà tan vào dung dịch HCl dư, khí CO2 thu được cho hấp thụ hoàn toàn bởi 50ml dung dịch Ba(OH)2 0,9M tạo ra 5,91g kết tủa. Tính khối lượng và thành phần % theo khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp.
Đáp số: mMgCO3= 1,68g và m CaCO3= 4g
Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 27,4g hỗn hợp gồm M2CO3 và MHCO3 (M là kim loại kiềm) bằng 500ml dung dịch HCl 1M thấy thoát ra 6,72 lit khí CO2 (đktc). Để trung hoà axit dư phải dùng 50ml dung dịch NaOH 2M.
a/ Xác định 2 muối ban đầu.
b/ Tính thành phần % theo khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu.
Đáp số:
a/ M là Na ---> 2 muối đó là Na2CO3 và NaHCO3 b/ %Na2CO3 = 38,6% và %NaHCO3
Bài 3: Hoà tan 8g hỗn hợp A gồm K2CO3 và MgCO3 vào dung dịch H2SO4 dư, khí sinh ra được sục vào 300ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M, thu được m(g) kết tủa.
Tính thành phần % theo khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp A để m đạt giá trị cực tiểu(nhỏ nhất) và cực đại(lớn nhất).
Đáp số:
Khối lượng kết tủa là cực tiểu(nhỏ nhất) khi CO2 là cực đại. Tức là %K2CO3 = 0% và %MgCO3 = 100%.
Khối lượng kết tủa là cực đại(lớn nhất) khi nCO2 = nBa(OH)2 = 0,06 mol. Tức là %K2CO3 = 94,76% và %MgCO3 = 5,24%.
Bài 4: Cho 4,2g muối cacbonat của kim loại hoá trị II. Hoà tan vào dung dịch HCl dư, thì có khí thoát ra. Toàn bộ lượng khí được hấp thụ vào 100ml dung dịch Ba(OH)2 0,46M thu được 8,274g kết tủa. Tìm công thức của muối và kim loại hoá trị II.
Đáp số:
TH1 khi Ba(OH)2 dư, thì công thức của muối là: CaCO3 và kim loại hoá trị II là Ca.
TH2 khi Ba(OH)2 thiếu, thì công thức của muối là MgCO3 và kim loại hoá trị II là Mg.
Bài 5: Hoà tan hết 4,52g hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại A, B kế tiếp nhâu trong phân nhóm chính nhóm II bằng 200ml dung dịch HCl 0,5M. Sau phản ứng thu được dung dịch C và 1,12 lit khí D (đktc).
a/ Xác định 2 kim loại A, B.
b/ Tính tổng khối lượng của muối tạo thành trong dung dịch C.
c/ Toàn bộ lượng khí D thu được ở trên được hấp thụ hoàn toàn bởi 200ml dung dịch Ba(OH)2. Tính nồng độ mol/l của dung dịch Ba(OH)2 để:
Thu được 1,97g kết tủa.
Thu được lượng kết tủa lớn nhất, nhỏ nhất.
Đáp số:
a/ 2 kim loại là Mg và Ca b/ mmuối = 5,07g
c/ - TH1: 0,15M
TH2: khi kết tủa thu được lơn nhất là 0,25M.
TH3: khi kết tủa thu được nhỏ nhất là 0,125M.
Bài 6: Cho 10,8g hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại kế tiếp nhau trong phân nhóm chính nhóm II tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư, thu được 23,64g kết tủa. Tìm công thức của 2 muối trên và tính thành phần % theo khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu.
%MgCO3 = 58,33% và %CaCO3 = 41,67%.
Bài 7: Hoà tan hỗn hợp Na2CO3 và KHCO3 vào nước thành 400 ml dung dịch A. Cho từ từ 100 ml dung dịch HCl 1,5M vào dung dịch A đồng thời khuấy đều, khi phản ứng kết thúc ta được dung dịch B và 1,008 lít khí (ở đktc). Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư được 29,55g kết tủa. Tính khối lượng các chất có trong hỗn hợp ban đầu. Nếu cho từ từ dung dịch A vào bình đựng 100 ml dung dịch HCl 1,5M thì thu được thể tích khí thoát ra (ở đktc) là bao nhiêu?
HDG:
a, Đặt x, y lần lượt là số mol của 2 muối Na2CO3 và KHCO3 (x, y > 0) Ta có PTPƯ:
Giai đoạn 1: NaCO3 + HCl NaCl + NaHCO3( 1 )
Mol: x x x x
Như vậy:
nHCO3 x y(mol) ; Theo PT (1) thì nNaHCO3 = nNa2CO3 = x (mol) Gọi a, b là số mol của HCO3 tham gia phản ứng với dung dịch HCl và dung dịch Ba(OH)2Giai đoạn 2: HCO3 + HCl Cl + H2O + CO2 ( 2 ) Mol: a a a a
Theo bài ra: nHCl = 0,1.1,5 = 0,15 ( mol ) nHCl ( PƯ ở 2 ) = nCO2 = a =
4 , 22
008 ,
1 = 0,045 ( mol )
nNa2CO3( bđ ) = nHCl ( P Ư ở 1 ) = 0,15 – 0,045 = 0,105 (mol)
Sau phản ứng (1) thì toàn bộ Na2CO3 đã chuyển thành NaHCO3. Khi cho dung dịch B tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư xảy ra phản ứng sau:
HCO3 + Ba(OH)2 BaCO3 + OH + H2O ( 3 ) Mol : b b b b
nBaCO3 = b = 197
55 ,
29 = 0,15 ( mol )
Vậy nHCO3 ( P Ư ) = a + b = x + y = 0,045 + 0,15 = 0,195 (mol)
nKHCO3( bđ ) = 0,195 – 0,105 = 0,09 (mol) Khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu:
mNa2CO3 = 0,105 . 106 = 11,13g
mKHCO3 = 0,09 . 100 = 9g
b/ Khi cho dung dịch A vào bình chứa dung dịch HCl 1,5M thì xảy ra phản ứng
*Nếu cả 2 phản ứng xảy ra đồng thời thì ta thấy ở phương trình (4) nếu giải phóng 1 mol khí CO2 cần 2 mol HCl ,gấp đôi số mol HCl dùng cho phản ứng (5).
Đặt z là số mol HCl tham gia phản ứng (5); thì số mol HCl tham gia phản ứng (4) là 2z (mol) Na2CO3 + 2HCl NaCl + H2O + CO2( 4 )
KHCO3 + HCl KCl + H2O + CO2( 5 )
Theo PTPƯ ta có: 2z + z = 0,1.1,5 = 0,15 (mol) z = 0,05 ( mol ). Số mol CO2 thoát ra là:
0,1 ( mol )
*Nếu phản ứng ( 4 ) xảy ra trước: ta có 2z = 0,15 ( mol ) z = 0,075 (mol); mà số mol của Na2CO3 = 0,105( mol ) > 0,075.Vậy nên axít phải phản ứng hết,nên số mol khí CO2 thoát ra là 0,075 (mol)
*Nếu phản ứng (5) xảy ra trước: ta có z = 0,09 ( mol ) z = 0,09 (mol); mà số mol của HCl = 0,15 (mol).Vậy số mol HCl còn dư = 0,15 – 0,09 = 0,06 (mol) sẽ tiếp tục tham gia phản ứng (4) .Khi đó 2z = 0,06 (mol) z = 0,03 (mol). Vậy tổng số mol CO2 thoát ra là:
n CO2 = 0,09 + 0,03 = 0,12 (mol)
kết hợp các dữ kiện ta được: 0,075 ( mol ) < n CO2 < 0,12(mol) Hay 1,68 ( lít ) < VCO2 < 2,688 (lít)
Bài 8: Cho 28,1g quặng đôlômít gồm MgCO3; BaCO3 (%MgCO3 = a%) vào dung dịch HCl dư thu được V (lít) CO2 (ở đktc).
a/ Xác định V (lít).
b/ Sục V (lít) CO2 vừa thu được vào dung dịch nước vôi trong. Tính khối lượng kết tủa tối đa thu được biết số mol Ca(OH)2 = 0,2 (mol) và khối lượng của mỗi chất có trong hỗn hợp ban đầu.
Hướng dẫn:
a/ Theo bài ra ta có PTHH:
MgCO3 + 2HCl MgCl2 + H2O + CO2 (1) x(mol) x(mol) BaCO3 + 2HCl BaCl2 + H2O + CO2 (2) y(mol) y(mol) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3) 0,2(mol) 0,2(mol) 0,2(mol)
CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2 (4) Giả sử hỗn hợp chỉ có MgCO3.Vậy mBaCO3 = 0
Số mol: nMgCO3 = 84
1 ,
28 = 0,3345 (mol)
Nếu hỗn hợp chỉ toàn là BaCO3 thì mMgCO3 = 0
Số mol: nBaCO3 = 197
1 ,
28 = 0,143 (mol)
Theo PT (1) và (2) ta có số mol CO2 giải phóng là:
0,143 (mol) nCO2 0,3345 (mol)
Vậy thể tích khí CO2 thu được ở đktc là: 3,2 (lít) VCO2 7,49 (lít) b/ Khối lượng kết tủa thu được là:
*Nếu số mol của CO2 là: 0,143 ( mol ), thì chỉ có PTPƯ (3) xảy ra và dư Ca(OH)2, theo PTPƯ thì
nCaCO3 = nCO2 = 0,143 (mol).
Vậy khối lượng kết tủa thu được là: mCaCO3 = 0,143 . 100 = 1,43g
*Nếu số mol của CO2 là: 0,3345 (mol), thì có cả PƯ (3) và (4), theo PTPƯ ta có: Số mol CO2
tham gia PƯ ở (3) là: nCO2 = nCa(OH)2 = 0,2 (mol). Vậy số mol CO2 dư là: 0,3345 – 0,2 = 0,1345 (mol). Tiếp tục tham gia PƯ (4) khi đó:
Số mol của CaCO3 tạo ra ở (3) là: nCaCO3 = nCa(OH)2 = 0,2 (mol).
Số mol của CaCO3 đã PƯ ở (4) là: nCaCO3 = nCO2 ( dư ) = 0,1345 (mol) Vậy sau PƯ (4) số mol của CaCO3 còn lại là: 0,2 – 0,1345 = 0,0655 (mol) Khối lượng kết tủa thu được là: mCaCO3 = 0,0655 . 100 = 6,55g
*Để thu được kết tủa tối đa thì nCO2 = nCa(OH)2 = 0,2 (mol).
Vậy nCaCO3 = nCa(OH)2 = 0,2(mol)
Khối lượng của CaCO3 là: mCaCO3 = 0,2 . 100 = 20g Đặt x,y lần lượt là số mol của MgCO3 và BaCO3 Theo bài ra và PT (3) ta có:
x + y = 0,2 (*) x = 0,1(mol)
Giải hệ PT (*) và (**) ta được:
84x + 197y = 28,1 (**) y = 0,1(mol)
Vậy khối lượng của mỗi chất có trong hỗn hợp ban đầu là:
mMgCO3 = 0,1 . 84 = 8,4g
mBaCO3 = 0,1 .197 = 19,7g
Bài 9: Khi thêm từ từ và khuấy đều 0,8 lit dd HCl 0,5 M vào dd chứa 35g hỗn hợp A gồm 2 muối Na2CO3 và K2CO3 thì có 2,24 lit khí CO2 thoát ra (ở đktc) và dd D. Thêm dd Ca(OH)2 có dư vào dd D thu được kết tủa B.
a/ Tính khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp A và khối lượng kết tủa B.
b/ Thêm m (g) NaHCO3 vào hỗn hợp A được hỗn hợp A/. Tiến hành thí nghiệm tương tự như trên, thể tích dd HCl 0,5M thêm vào vẫn là 0,8 lit, dd thu được là dd D/. Khi thêm Ca(OH)2 dư vào dd D/ được kết tủa B/ nặng 30 g. Tính V (lit) khí CO2 thoát ra (ở đktc) và m (g).
Hướng dẫn giải:
Gọi x, y lần lượt là số mol của Na2CO3 và K2CO3. Theo bài ra: Số mol HCl = 0,4 mol
Giai đoạn 1:
HCl + Na2CO3 NaHCO3 + NaCl (1) HCl + K2CO3 KHCO3 + KCl (2)
Sau phản ứng (1 và 2) Số mol HCl còn lại là: 0,4 – (x + y) tiếp tục tham gia phản ứng Giai đoạn 2:
HCl + NaHCO3 NaCl + H2O + CO2 (3) HCl + KHCO3 KCl + H2O + CO2 (4) Theo bài ra ta có: Số mol CO2 = 0,1 mol.
Theo PTPƯ ( 3 và 4 ) thì: Số mol HCl ( pư ) = Số mol CO2 = 0,1 mol.
Khi thêm dd Ca(OH)2 dư vào dd D thu được kết tủa B , chứng tỏ HCl đã tham gia phản ứng hết.
Trong D chỉ chứa Muối clo rua và muối hiđrô cacbonat (còn lại sau phản ứng 3 và 4) Theo PTPƯ:
NaHCO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + NaOH + H2O (5) KHCO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + KOH + H2O (6) Từ các PT (1, 2, 3, 4) ta có: x + y = 0,3 (I)
Theo bài ra ta có: 106 x + 138 y = 35 (II) Giải hệ PT (I) và (II): ta được x = 0,2 ; y = 0,1.
Khối lượng của các chất trong hỗn hợp ban đầu là: mNa2CO3 = 21,2 g ; mK2CO3 = 13,8 g Theo PT (5,6) Số mol CaCO3 = Số mol (NaKHO3 + KHCO3) còn lại sau phản ứng (3,4) Theo PT (3,4) Số mol NaHCO3 + KHCO3 phản ứng = Số mol CO2 giải phóng = 0,1 mol Vậy số mol NaHCO3 + KHCO3 còn lại là: 0,3 – 0,1 = 0,2 mol
Khối lượng CaCO3 tạo thành là: 0,2 x 100 = 20 g b/ khi thêm m(g) NaHCO3 vào hỗn hợp A
giai đoạn 1: chỉ có Na2CO3 và K2CO3 phản ứng nên số mol của HCl vẫn là: x + y = 0,3 mol số mol HCl phản ứng ở giai đoạn 2 vẫn là: 0,1 mol
Do đó số mol CO2 vẫn là 0,1 mol. Vậy VCO2 = 0,1 x 22,4 = 2,24 lit Nếu gọi số mol của NaHCO3 thêm vào là b (mol)
Thì tổng số mol NaHCO3 + KHCO3 còn lại sau giai đoạn 2 là: (0,2 + b) mol Theo bài ra ta có: 0,2 + b = 30 : 100 = 0,3. Vậy b = 0,1 (mol)
Khối lượng NaHCO3 thêm vào là: 0,1 x 84 = 8,4 g
Bài 10: Cho 38,2g hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat trung hoà của 2 kim loại hoá trị I tác dụng vừa