by Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp KHCO$_{3}$ và Na$_{2}$CO$_{3}$ vào nước dư thu được dung dịch X. Nhỏ chậm và khuấy đều toàn bộ dung dịch X vào 55 ml dung dịch KHSO$_{4}$ 2M. Sau khi kết thúc phản ứng thu được 1,344 lit khí CO$_{2}$ (dktc) và dung dịch Y. Thêm dung dịch Ba(OH)$_{2}$ dư vào Y thì thu được 49,27g kết tủa . Giá trị của m là (Cho biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn)
A. 25,20
B. 19,18
C. 18,90
D. 18,18
Hướng dẫn
Chọn đáp án là: C
Phương pháp giải:
Muối Cacbonat , Hidrocacbonat + H$^{+}$
– TH$_{1}$ : Nếu Cho từ từ Muối (CO$_{3}$$^{2-}$ : x mol và HCO$_{3}$$^{-}$ : y mol) vào dung dịch Axit
⇒ Do ban đầu H$^{+}$ rất dư so với muối nên 2 muối đều phản ứng đồng thời
CO$_{3}$$^{2-}$ + 2H$^{+}$ → CO$_{2}$ + H$_{2}$O
HCO$_{3}$$^{-}$ + H$^{+}$ → CO$_{2}$ + H$_{2}$O
⇒ n$_{CO3 pứ}$ : n$_{HCO3 pứ}$ = x : y
– TH$_{2}$ : Nếu cho từ từ H$^{+}$ vào dung dịch muối (CO$_{3}$$^{2-}$ : x mol và HCO$_{3}$$^{-}$ : y mol)
⇒ Do ban đầu H$^{+}$ thiếu nên phản ứng với CO$_{3}$$^{2-}$ trước :
CO$_{3}$$^{2-}$ + H$^{+}$ → HCO$_{3}$$^{-}$
HCO$_{3}$$^{-}$ + H$^{+}$ → CO$_{2}$ + H$_{2}$O
– TH$_{3}$ : Trộn nhanh 2 dung dịch axit và muối
⇒ Không biết chất nào phản ứng với chất nào trước
⇒ Xét cả 2 trường hợp TH$_{1}$ và TH$_{2}$ ⇒ và lấy giá trị trong khoảng.
(*) Cụ thể ở bài toán này :
– Chất kết tủa gồm BaSO$_{4}$ và BaCO$_{3}$
B. ảo toàn nguyên tố : n$_{S}$ = n$_{KHSO4}$ = n$_{BaSO4}$
⇒ m$_{rắn}$ = 49,72 = m$_{BaSO4}$ + m$_{BaCO3}$ ⇒ n$_{BaCO3}$
n$_{CO2}$ = n$_{KHCO3}$ + n$_{Na2CO3(pứ)}$
⇒ Bảo toàn nguyên tố C : n$_{KHCO3}$ + n$_{Na2CO3}$ = n$_{CO2}$ + n$_{BaCO3}$
Vì nhỏ chậm X vào KHSO$_{4}$⇒ phản ứng đồng thời với cả 2 chất theo tỉ lệ mol nhất định giống với tỉ lệ mol trong hỗn hợp ban đầu
Gọi n$_{KHCO3}$ = a ; n$_{Na2CO3}$ = b ⇒ a + b = ??? (1)
⇒ n$_{KHCO3 pứ}$ = at ; n$_{Na2CO3 pứ}$ = bt
B. ảo toàn C : n$_{CO2}$ = n$_{KHCO3 pứ}$ + n$_{Na2CO3 pứ}$ ⇒ ??? = (a + b).t ⇒ t
KHSO$_{4}$ + KHCO$_{3}$ → K$_{2}$SO$_{4}$ + CO$_{2}$ + H$_{2}$O
2KHSO$_{4}$ + Na$_{2}$CO$_{3}$ → K$_{2}$SO$_{4}$ + Na$_{2}$SO$_{4}$ + CO$_{2}$ + H$_{2}$O
⇒ n$_{KHSO4}$ = at + 2bt = ??? ⇒ a + b = ??? (2)
Từ (1,2) ⇒ a, b ⇒ m = m$_{KHCO3}$ + m$_{Na2CO3}$
Lời giải chi tiết:
– Chất kết tủa gồm BaSO$_{4}$ và BaCO$_{3}$
n$_{KHSO4}$ = 0,055.2 = 0,11 mol
B. ảo toàn nguyên tố : n$_{S}$ = n$_{KHSO4}$ = n$_{BaSO4}$ = 0,11 mol
⇒ m$_{rắn}$ = 49,72 = m$_{BaSO4}$ + m$_{BaCO3}$ ⇒ n$_{BaCO3}$ = 0,12 mol
n$_{CO2}$ = 1,344 : 22,4 = 0,06 mol = n$_{KHCO3}$ + n$_{Na2CO3(pứ)}$
⇒ Bảo toàn nguyên tố C : n$_{KHCO3}$ + n$_{Na2CO3}$ = n$_{CO2}$ + n$_{BaCO3}$ = 0,18 mol
Vì nhỏ chậm X vào KHSO$_{4}$⇒ phản ứng đồng thời với cả 2 chất theo tỉ lệ mol nhất định giống với tỉ lệ mol trong hỗn hợp ban đầu
Gọi n$_{KHCO3}$ = a ; n$_{Na2CO3}$ = b ⇒ a + b = 0,18 (1)
⇒ n$_{KHCO3 pứ}$ = at ; n$_{Na2CO3 pứ}$ = bt
B. ảo toàn C : n$_{CO2}$ = n$_{KHCO3 pứ}$ + n$_{Na2CO3 pứ}$ ⇒ 0,06 = (a + b).t ⇒ t = 1/3
KHSO$_{4}$ + KHCO$_{3}$ → K$_{2}$SO$_{4}$ + CO$_{2}$ + H$_{2}$O
2KHSO$_{4}$ + Na$_{2}$CO$_{3}$ → K$_{2}$SO$_{4}$ + Na$_{2}$SO$_{4}$ + CO$_{2}$ + H$_{2}$O
⇒ n$_{KHSO4}$ = at + 2bt = 0,11 ⇒ a + b = 0,33 (2)
Từ (1,2) ⇒ a = 0,03, b = 0,15
⇒ m = m$_{KHCO3}$ + m$_{Na2CO3}$ = 0,03.100 + 0,15.106 = 18,9g
Đáp án C
