A là hợp chất của lưu huỳnh. Cho 43,6 gam chất A vào nước dư được dung dịch B. Cho dung dịch BaCl2 dư vào dung dịch B, thu được kết tủa trắng và dung dịch C. Cho Mg dư vào dung dịch C, thu được 11,2 lít khí ở (đktc). Xác định công thức phân tử của chất A
Đáp án:
\({H_2}S{O_4}.1,5S{O_3}\)
Giải thích các bước giải:
Ta có:
Dung dịch C có HCl và dung dịch B có \({H_2}S{O_4}\) hoặc muối axit \(R{(HS{O_4})_n}\)
Vậy A có thể là \(S{O_3},{H_2}S{O_4},{H_2}S{O_4}.nS{O_3},R{(HS{O_4})_n}\)
Ta có các phản ứng có thể xảy ra như sau:
\(\begin{array}{l}
S{O_3} + {H_2}O \to {H_2}S{O_4}\\
{H_2}S{O_4}.nS{O_3} + n{H_2}O \to (n + 1){H_2}S{O_4}\\
{H_2}S{O_4} + BaC{l_2} \to BaS{O_4} + 2HCl\\
R{(HS{O_4})_n} + nBaC{l_2} \to nBaS{O_4} + RC{l_n} + nHCl\\
Mg + 2HCl \to MgC{l_2} + {H_2}
\end{array}\)
\(\begin{array}{l}
{n_{{H_2}}} = 0,5mol\\
\to {n_{HCl}} = 2{n_{{H_2}}} = 1mol
\end{array}\)
Xét A là \(S{O_3}\)
\(\begin{array}{l}
S{O_3} + {H_2}O \to {H_2}S{O_4}\\
{H_2}S{O_4} + BaC{l_2} \to BaS{O_4} + 2HCl\\
Mg + 2HCl \to MgC{l_2} + {H_2}\\
\to {n_{{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{1}{2}{n_{HCl}} = 0,5mol\\
\to {n_{S{O_3}}} = {n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,5mol\\
\to {m_{S{O_3}}} = 40g < 43,6g
\end{array}\)
Loại
Xét A là \({H_2}S{O_4}\)
\(\begin{array}{l}
{H_2}S{O_4} + BaC{l_2} \to BaS{O_4} + 2HCl\\
Mg + 2HCl \to MgC{l_2} + {H_2}\\
\to {n_{{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{1}{2}{n_{HCl}} = 0,5mol\\
\to {m_{{H_2}S{O_4}}} = 49g > 43,6g
\end{array}\)
Loại
Xét A là \({H_2}S{O_4}.nS{O_3}\)
\(\begin{array}{l}
{H_2}S{O_4}.nS{O_3} + n{H_2}O \to (n + 1){H_2}S{O_4}\\
{H_2}S{O_4} + BaC{l_2} \to BaS{O_4} + 2HCl\\
Mg + 2HCl \to MgC{l_2} + {H_2}\\
\to {n_{{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{1}{2}{n_{HCl}} = 0,5mol\\
\to {n_{{H_2}S{O_4}.nS{O_3}}} = \dfrac{1}{{n + 1}}{n_{{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{{0,5}}{{n + 1}}(mol)\\
\to {m_{{H_2}S{O_4}.nS{O_3}}} = \dfrac{{0,5}}{{n + 1}} \times (98 + 80n) = 43,6\\
\to n = 1,5
\end{array}\)
Vậy A là \({H_2}S{O_4}.1,5S{O_3}\)
Xét A là muối \(R{(HS{O_4})_n}\)
\(\begin{array}{l}
R{(HS{O_4})_n} + nBaC{l_2} \to nBaS{O_4} + RC{l_n} + nHCl\\
Mg + 2HCl \to MgC{l_2} + {H_2}\\
{n_{R{{(HS{O_4})}_n}}} = \dfrac{1}{n}{n_{HCl}} = \dfrac{1}{n}mol\\
\to {M_{R{{(HS{O_4})}_n}}} = \dfrac{{43,6}}{{\dfrac{1}{n}}} = R + 97n\\
\to R = – 53,4n
\end{array}\)
Loại
Vậy A là oleum có công thức \({H_2}S{O_4}.1,5S{O_3}\)