by Cho từ từ x mol khí CO$_{2}$ vào 500 gam dung dịch hỗn hợp KOH và Ba(OH)$_{2}$. Kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị bên. Tổng nồng độ phần trăm khối lượng của các chất tan có trong dung dịch sau phản ứng là
A. 51,08%.
B. 42,17%.
C. 45,11%.
D. 55,45%.
Hướng dẫn
Chọn đáp án là: C
Phương pháp giải:
Thứ tự phản ứng:
B. a(OH)$_{2}$ + CO$_{2}$ → BaCO$_{3}$ + H$_{2}$O (1)
2KOH + CO$_{2}$ → K$_{2}$CO$_{3}$ + H$_{2}$O (2)
K$_{2}$CO$_{3}$ + H$_{2}$O + CO$_{2}$ → 2KHCO$_{3 }$ (3)
B. aCO$_{3}$ + CO$_{2}$ + H$_{2}$O → Ba(HCO$_{3}$)$_{2}$ (4)
Phân tích đồ thị ứng với các phản ứng xảy ra:
+ Đoạn 1: Đồ thị đi lên xảy ra (1)
+ Đoạn 2: Đồ thị nằm ngang xảy ra (2) (3)
+ Đoạn 3: Đồ thị đi xuống xảy ra (4)
Áp dụng các định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng tìm số mol sản phẩm tại các điểm.
Lời giải chi tiết:
Thứ tự phản ứng:
B. a(OH)$_{2}$ + CO$_{2}$ → BaCO$_{3}$ + H$_{2}$O (1)
2KOH + CO$_{2}$ → K$_{2}$CO$_{3}$ + H$_{2}$O (2)
K$_{2}$CO$_{3}$ + H$_{2}$O + CO$_{2}$ → 2KHCO$_{3 }$ (3)
B. aCO$_{3}$ + CO$_{2}$ + H$_{2}$O → Ba(HCO$_{3}$)$_{2}$ (4)
Phân tích đồ thị ứng với các phản ứng xảy ra:
+ Đoạn 1: Đồ thị đi lên xảy ra (1)
+ Đoạn 2: Đồ thị nằm ngang xảy ra (2) (3)
+ Đoạn 3: Đồ thị đi xuống xảy ra (4)
n$_{BaCO3 max}$ = 0,8 mol ⇒ n$_{Ba(OH)2}$ = n$_{BaCO3 max}$ = 0,8 mol
– Tại n$_{CO2}$ = 0,8 mol: Phản ứng (3) vừa kết thúc
Sản phẩm gồm: KHCO$_{3}$ và BaCO$_{3}$ (0,8 mol)
B. TNT “C”: n$_{CO2}$ = n$_{BaCO3}$ + n$_{KHCO3}$ ⇒ 1,8 = 0,8 + n$_{KHCO3}$ ⇒ n$_{KHCO3}$ = 1 mol
⇒ n$_{KOH bđ}$ = n$_{KHCO3}$ = 1 mol
– Tại n$_{CO2}$ = x mol thì kết tủa đã bị hòa tan 1 phần
⇒ n$_{BaCO3 bị tan}$ = 0,8 – 0,2 = 0,6 mol
⇒ n$_{Ba(HCO3)2}$ = n$_{BaCO3 bị tan}$ = 0,6 mol
Lúc này sản phầm gồm: KHCO$_{3}$ (1 mol), BaCO$_{3}$ (0,2 mol) và Ba(HCO$_{3}$)$_{2}$ (0,6 mol)
B. TNT “C”: n$_{CO2}$ = n$_{KHCO3}$ + n$_{BaCO3}$ + 2n$_{Ba(HCO3)2}$ = 1 + 0,2 + 2.0,6 = 2,4 mol
*Xét dung dịch tại n$_{CO2}$ = 2,4 mol:
– BTKL: m $_{dd sau pư}$ = m$_{CO2}$ + m $_{dd KOH+Ba(OH)2}$ – m$_{BaCO3}$ = 2,4.44 + 500 – 0,2.197 = 566,2 gam
– Khối lượng các chất tan: m $_{chất tan}$ = m$_{KHCO3}$ + m$_{Ba(HCO3)2}$ = 1.100 + 0,6.259 = 255,4 gam
⇒ ∑C% $_{chất tan}$ = 255,4/566,2.100% = 45,11%
Đáp án C
