Cho 17,15 gam hỗn hợp X gồm Ba và Na vào nước thu được dung dịch Y và 3,92 lít khí H2 (đktc). Cho khí CO2 vào dung dịch Y. Cho V lít khí CO2 (đktc) vào dung dịch Y thấy lượng kết tủa thu được là lớn nhất. Giá trị của V là:
A. 2,24 ≤V≤ 5,6
B. 2,24 ≤V≤ 4,48
C. 3,92 ≤V≤ 5,6
D. 2,24 ≤V≤ 3,92 hoặc V= 5,6
Đáp án A
Ba+ 2H2O → Ba(OH)2+ H2
Na + H2O → NaOH + 1 2 H2
Đặt nBa = x mol; nNa = y mol → mhỗn hợp = 137x + 23y = 17,15 gam
n H 2 = x+ 1 2 y = 3,92/22,4 = 0,175 mol ; n O H - = 2. n H 2 = 0,35 mol
Giải hệ trên ta có: x= 0,1 mol ; y=0,15 mol
Để giải bài này ta nên sử dụng phương trình phân tử :
Sục khí CO2 vào dung dịch Y chứa NaOH, Ba(OH)2 thì xảy ra các PTHH sau:
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓ + H2O (1)
CO2+ 2NaOH → Na2CO3+ H2O (2)
CO2+ Na2CO3+ H2O→ 2NaHCO3 (3)
CO2+ BaCO3+ H2O → Ba(HCO3)2 (4)
Để lượng kết tủa thu được lớn nhất thì BaCO3 không bị hòa tan
→Lượng CO2 nhỏ nhất khi xảy ra phản ứng (1), còn lượng CO2 lớn nhất khi xảy ra phản ứng (1), (2), (3)
-KHi xảy ra phản ứng (1): n C O 2 = n B a ( O H ) 2 = x = 0,1 mol
-Khi xảy ra cả phản ứng (1,2,3):
n C O 2 = n B a ( O H ) 2 + 1 2 n N a O H + n N a 2 C O 3
= 0,1+0,5 .0,15+ 0,5.0,15 = 0,25 mol
→ 0,1 ≤ n C O 2 ≤ 0,25 mol→2,24 ≤ V C O 2 ≤ 5,6