Bài 40.
1. Hoà tan 5,1 gam oxit của một kim loại chưa biết hoá trị bằng 54,75 gam dung dịch axit HCl 20%. Hãy tìm công thức oxit kim loại.
2. Tính số gam Na cần thiết để phản ứng với 500 gam H2O tạo thành dung dịch NaOH có nồng độ 20%.
3. Cho 98 gam axit H2SO4 20% tác dụng với 400 gam dung dịch BaCl2 5,2%.
a. Viết phương trình phản ứng xảy ra và tính khối lượng kết tủa tạo thành.
b. Tính nồng độ % các chất có trong dung dịch sau khi tách bỏ kết tủa.
Đáp án:
1. \(\rm{Al_2O_3}\)
2. \(64,607\rm{gam}\)
3. \(\rm{C\%_{H_2SO_4}}=1,968\%; C\%_{HCl}=1,466\%\)
Giải thích các bước giải:
1. GỌi oxit kim loại cần tìm là \(\text A_{\text x}\text O_{\text y}\)
\(n_{HCl}=\dfrac{54,75\cdot 20\%}{36,5}=0,3\ \text{mol}\\A_xO_y+2yHCl\to xACl_{\dfrac{2y}x}+yH_2O\\ n_{A_xO_y}=\dfrac1{2y}\cdot n_{HCl}=\dfrac1{2y}\cdot 0,3=\dfrac{0,15}y\ \text{mol}\)
\(\to\frac{0,15}y\cdot \left(Ax+16y\right)=5,1\to A=9\cdot \frac{2y}x\ \text{g/mol}\\\to\frac{2\text y}{\text x}=3; \text A=27\ (Al)\)
Vậy CTHH của oxit kim loại là \(Al_2O_3\)
2. Gọi số mol natri tham gia phản ứng là a
\(2Na+2H_2O\to 2NaOH+H_2\\ n_{H_2}=\dfrac12\cdot n_{Na}=0,5a\ \text{mol}\to m_{H_2}=0,5\text{a}\cdot 2=a\ \text{gam} ; n_{NaOH}=n_{Na}=a\ \rm{mol}\to m_{NaOH}=40\rm{a}\ \text{gam}\)
BTKL: \(\to \rm{m}_{\rm{dd \ sau \ phản\ ứng}}=(23a+500-a)\ \text{gam}\)
\(\to\)Để tạo thành dung dịch NaOH có nồng độ 20% thì:
\(\begin{split}\frac{40\rm a}{23a+500-a}=20\%\end{split}\Leftrightarrow a=2,809\ \text{mol}\\\Rightarrow m_{Na}=2,809\cdot 23=64,607\ \text{gam}\)
3. a. \(\rm{H_2SO_4+BaCl_2\to 2HCl+BaSO_4}\\ n_{H_2SO_4}=\frac{98\cdot 20\%}{98}=0,2\ (mol)\\ n_{BaCl_2}=\frac{400\times 5,2\%}{208}=0,1\ (mol)\)
Ta có: \(\frac{0,1}{1}<\frac{0,2}1\to\)Sau phản ứng \(\rm{BaCl_2}\) hết
\(\to \rm{n_{BaSO_4}}=n_{BaCl_2}=0,1\ (mol)\Rightarrow m_{BaSO_4}=0,1\cdot 233=23,3\ (gam)\)
b. BTKL: \(\rm{m_{dd\ sau\ phản\ ứng}}= 98+400=498\ (gam)\)
\(\rm{n_{H_2SO_4\ phản \ ứng}}= n_{BaCl_2}=0,1\ (mol)\to m_{H_2SO_4\ dư}=0,1\cdot 98=9,8\ (gam)\to C\%_{H_2SO_4}=\frac{9,8}{498}\cdot 100\%=1,968\%\)
\(\rm{n_{HCl}}=2\cdot n_{BaCl_2}=2\cdot 0,1=0,2\ (mol)\rightarrow m_{HCl}=0,2\cdot 36,5=7,3\ (gam)\to C\%_{HCl}=\dfrac{7,3}{498}\cdot 100\%=1,466\%\)
1.
Gọi n là hóa trị của KL R
=> CT oxit là R2On
PTHH: R2On + 2nHCl -> 2RCln + nH2O
mHCl = $\frac{20.54,75}{100}$ = 10,95g
=> n HCl = 0,3 mol
Đặt lên pt => nR2On = $\frac{0,15}{n}$
Ta có m R2On= $\frac{0,15}{n}$ . (2R + 16n) = 5,1
<=> R= 9n
Biện luận ta chọn n = 3
=> R = 27 : Al
=> CTHH của oxit kim loại là Al2O3
2.
Gọi 2x là số mol Na cần thêm
=> $m_{Na}$ = 23.2x = 46x
PTHH: 2Na + $2H_{2}O$ -> 2NaOH + H2
2x 2x x (mol)
Theo pt: $\left \{ {{n_{NaOH}=2x ⇒ m_{NaOH}=40.2x=80x (g) } \atop {n_{H _{2} }= x ⇒m_{H_{2}} =2x (g)}} \right.$
Spư ta có:
$m_{dd}$ = $m_{Na}$ + $m_{H2O}$ – $m_{H2}$
= 46x + 500 – 2x
= 44x + 500 (g)
Có: C%ddsau = $\frac{mNaOH.100 }{mdd}$ = 20%
⇒ $\frac{80x.100}{44x + 500}$ = 20%
⇒ x = 1,4 mol
⇒ mNa = 46x = 46.1,4 = 64,4
3.
mH2SO4=$\frac{98.20}{100}$ =19,6(g)
=>nH2SO4=$\frac{19,6}{98}$ =0,2(mol)
mBaCl2=$\frac{400.5,2}{100}$ =20,8(g)
=>nBaCl2=$\frac{20,8}{208}$ =0,1(mol)
a) PTHH: H2SO4+BaCl2—>BaSO4+2HCl
1 1
0,2 0,1
Do: $\frac{0,2}{1}$ > $\frac{0,1}{2}$
=>H2SO4 dư
nBaSO4=nBaCl2=0,1(mol)
=>mBaSO4=0,1.233=23,3(g)
b) Dd spu: H2SO4,HCl
mdd=98+400=498(g)
=>C%H2SO4 = $\frac{0,1.98.100}{498}$ = 1,96 %
C%HCl = $\frac{0,2.36,5.100}{498}$ = 1,46 %