by X là dung dịch HCl nồng độ x mol/l. Y là dung dịch gồm Na2CO3 nồng độ y mol/l và NaHCO3 nồng độ 2y mol/l. Nhỏ từ từ đến hết 100 ml X vào 100 ml Y, thu được V lít khí CO2 (đktc). Nhỏ từ từ đến hết 100 ml Y vào 100 ml X, thu được 2V lít khí CO2 (đktc). Tỉ lệ x : y bằng
A. 8 : 5.
B. 6 : 5.
C. 4 : 3.
D. 3 : 2.
Hướng dẫn
Đáp án A
Nhận xét: do ${{V}_{C{{O}_{2}}}}$ ở 2 thí nghiệm khác nhau $\to $ ${{n}_{HCl}}$ phản ứng hết ở thí nghiệm 1 (vì nếu HCl hết ở cả 2 thí nghiệm thì lượng CO2 sinh ra phải bằng nhau)
$\to $ ${{n}_{HCl}}$ = 0,lx mol; ${{n}_{C{{O}_{3}}^{2-}}}$ = 0,ly mol; ${{n}_{HCO_{3}^{-}}}$ = 0,2y mol .
B. ản chất phản ứng:
– Thí nghiệm 1: nhỏ từ từ dung dịch chứa H+ vào dung dịch chứa $CO_{3}^{2-}$ , $HCO_{3}^{-}$thì thứ tự phản ứng xảy ra theo thứ tự như sau:
${{H}^{+}}+CO_{3}^{2-}\to HCO_{3}^{-}+{{H}_{2}}O$
${{H}^{+}}+HCO_{3}^{-}\to {{H}_{2}}O+C{{O}_{2}}$
Công thức tính nhanh: ${{n}_{C{{O}_{2}}}}={{n}_{{{H}^{+}}}}-{{n}_{C{{O}_{3}}^{2-}}}$= 0, lx – 0, ly
– Thí nghiệm 2: nhỏ từ từ dung dịch chứa $CO_{3}^{2-}$ , $HCO_{3}^{-}$vào dung dịch chứa H+ thì xảy ra 2 phản ứng đồng thời với tốc độ như sau (không có sự ưu tiên về thứ tự phản ứng)
${{H}^{+}}+CO_{3}^{2-}\to HCO_{3}^{-}+{{H}_{2}}O$
${{H}^{+}}+HCO_{3}^{-}\to {{H}_{2}}O+C{{O}_{2}}$
Công thức tính toán cho dạng 2 phản ứng song song cùng xảy ra: $\frac{{{n}_{chatAphanung}}}{{{n}_{chatBphanung}}}=\frac{{{n}_{chatAbandau}}}{{{n}_{chatBbandau}}}$
Do ban đầu ${{n}_{HCO_{3}^{-}}}$=2. ${{n}_{C{{O}_{3}}^{2-}}}$$\to $${{n}_{HCO_{3}^{-}}}$phản ứng = 2.${{n}_{C{{O}_{3}}^{2-}}}$phản ứng
Ta có:
${{n}_{{{H}^{+}}}}=2{{n}_{C{{O}_{3}}{{^{2-}}_{phanung}}}}+{{n}_{HCO{{_{3}^{-}}_{phanung}}}}=4{{n}_{C{{O}_{3}}{{^{2-}}_{_{phanung}}}}}$ $\to {{n}_{C{{O}_{3}}{{^{2-}}_{phanung}}}}=\frac{{{n}_{{{H}^{+}}}}}{4}$
$\to $${{n}_{C{{O}_{3}}^{2-}}}$phản ứng = $\frac{0,1x}{4}=0,025x\to $${{n}_{HCO_{3}^{-}}}$phản ứng = 0,05x
$\to $${{n}_{C{{O}_{2}}}}={{n}_{CO{{_{3}^{2-}}_{phanung}}}}+{{n}_{HCO{{_{3}^{-}}_{phanung}}}}=0,025x+0,05x=0,075x$mol.
$\frac{{{V}_{C{{O}_{2}}phan1}}}{{{V}_{C{{O}_{2}}phan2}}}=\frac{{{n}_{C{{O}_{2}}phan1}}}{{{n}_{C{{O}_{2}}phan2}}}=\frac{0,1x-0,1y}{0,075x}=\frac{1}{2}\to \frac{x}{y}=\frac{8}{5}$
