Cho m gam hỗn hợp gồm Na2O và BaO vào nước thu được dung dịch X. Sục từ từ đến hết 11,2 lít CO2 ở (đktc) vào X thu được dung dịch Y chỉ chứa hai muối và một chất kết tủa. Số mol kết tủa tạo thành phụ thuộc vào số mol CO2 được biểu diễn bằng đồ thị sau:
Cho từ từ đến hết dung dịch Y vào 300 ml dung dịch HCl 1M thu được 5,04 lít khí ở (đktc). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tính giá trị của m.
n C O 2 = 11 , 2 22 , 4 = 0 , 5 m o l
Na2O + H2O → 2NaOH (1)
BaO + H2O → Ba(OH)2 (2)
Dd X thu được chứa: Ba(OH)2 và NaOH
Khi sục từ từ CO2 vào dd Y ta thu được kết tủa như đồ thị hình vẽ.
Từ đồ thị ta thấy có 2 giai đoạn:
+ giai đoạn 1: đồ thị đi lên do xảy ra phản ứng:
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓+ H2O (3)
0,2 ← 0,2 ← 0,2 (mol)
nBaCO3 max = 0,2 (mol) => nBa(OH)2 = nBaCO3 max = 0,2 (mol)
+ giai đoạn 2: đồ thị nằm ngang, lượng kết tủa không thay đổi do xảy ra 2 phản ứng
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (4)
x → 2x → x (mol)
CO2 + Na2CO3 + H2O → 2NaHCO3 (5)
y → y → 2y (mol)
BTNT C: ∑ nCO2 (1,2,3) = 0,2 + x + y = 0,5
=> x + y = 0,3 (mol) (**)
Dd Y chỉ chứa 2 muối gồm: và Na2CO3 : (x-y) (mol); NaHCO3 : 2y (mol) ( do đồ thị vẫn đi ngang)
Cho từ từ dd Y + 0,3 mol HCl → 0,225 mol CO2 xảy ra phương trình sau:
Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl (6)
(x-y) → (x – y) (mol)
NaHCO3 +HCl → NaCl + CO2↑ + H2O (7)
0,225 ← 0,225 ← 0,225 (mol)
∑ nHCl (6,7) = x – y + 0,0225 = 0,3
=> x – y = 0,075 (**)
Từ (*) và (**) => x = 0,1875 và y = 0,1125 (mol)
BTNT Na: nNa2O = nNa2CO3 + ½ nNaHCO3 = 0,075 + 0,1125 = 0,1875 (mol)
m = mBaO + mNa2O = 0,2. 153 + 0,1875.62 = 42,225 (g)
