Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam CaO vào nước ta thu được dung dịch A.
a,Nếu cho khí CO2 sục qua dung dịch A và sau khi kết thúc thí nghiệm thấy có 2,5 gam kết tủa thì có bao nhiêu lít CO2 tham gia phản ứng (đktc).
b,Nếu hòa tan hoàn toàn 28,1 gam hỗn hợp MgCO3 và BaCO3 (trong đó chứa a% MgCO3 về khối lượng) bằng dung dịch HCl và cho tất cả khí thoát ra hấp thụ hết vào dung dịch A thì thu được kết tủa D. Hỏi a có giá trị bao nhiêu để kết tủa D lớn nhất? bé nhất?
Đáp án:
a/ 0,56 lít hoặc 8,4 lít
b/ a = 29,89 hoặc $0,2< n_{MgCO_3}+n_{BaCO_3} < 0,3345$
Giải thích các bước giải:
Hòa tan CaO vào nước, ta có:
$CaO+H_2O\to Ca(OH)_2$
$n_{CaO}=0,2\ mol ⇒n_{Ca(OH)_2}=n_{CaO}=0,2\ mol$
Dẫn $CO_2$ vào dung dịch A (chứa $Ca(OH)_2$) ta có các phản ứng xảy ra lần lượt như sau:
$CO_2+Ca(OH)_2\to CaCO_3+H_2O (1)$
Nếu $CO_2$ dư:
$CO_2+H_2O+CaCO_3\to Ca(HCO_3)_2(2)$
Ta có:
$n_↓=n_{CaCO_3}=\dfrac{2,5}{100}=0,025\ mol<n_{Ca(OH)_2}$
⇒ Có 2 trường hợp xảy ra:
TH1:
Sau phản ứng (1), $Ca(OH)_2$ dư
$n_{CO_2}=n_↓=0,025\ mol⇒V_{CO_2}=0,025.22,4=0,56\ lít$
TH2:
Sau khi xảy ra phản ứng (2), $CaCO_3$ còn lại 0,025 mol
Ta có: $n_{CaCO_3(1)}=n_{Ca(OH)_2}=0,2\ mol$
⇒$n_{CaCO_3(2)}=0,2-0,025=0,175\ mol$
$⇒n_{CO_2}=n_{CO_2(1)}+n_{CO_2(2)}=0,2+0,175=0,375\ mol⇒V_{CO_2}=8,4\ lít$
b/
Hòa tan hh bằng dung dịch HCl, ta có:
$MgCO_3+2HCl\to MgCl_2+CO_2+H_2O$
$BaCO_3+2HCl\to BaCl_2+CO_2+H_2O$
Dẫn $CO_2$ vào dung dịch A (chứa $Ca(OH)_2$) ta có các phản ứng xảy ra lần lượt như sau:
$CO_2+Ca(OH)_2\to CaCO_3+H_2O (1)$
Nếu $CO_2$ dư:
$CO_2+H_2O+CaCO_3\to Ca(HCO_3)_2(2)$
+/ Để lượng kết tủa là lớn nhất ⇒ $CO_2;Ca(OH)_2$ phản ứng vừa đủ ở phản ứng (1)
$⇒n_{CO_2}=n_{Ca(OH)_2}=0,2\ mol$
Từ đề bài, ta có:
$84.n_{MgCO_3}+197.n_{CaCO_3}=28,1$
Mặt khác: $n_{CO_2}=n_{MgCO_3}+n_{BaCO_3}=0,2$
Giải hệ, tìm được:
$n_{MgCO_3}=n_{BaCO_3}=0,1\ mol ⇒a=\dfrac{0,1.84}{28,1}.100\%=29,89\%$
+/ Để lượng kết tủa nhỏ nhất:
Ta có: $n_{CO_2}=n_{MgCO_3}+n_{BaCO_3}$
Và: $84.n_{MgCO_3}+197.n_{CaCO_3}=28,1$
$⇒\dfrac{28,1}{197}<n_{CO_2}<\dfrac{28,1}{84}⇔0,1426<n_{CO_2}<0,3345$
$0,1426<n_{CO_2}<0,2$ ⇒ $n_↓\ nhỏ\ nhất=n_{CO_2}$
$0,2<n_{CO_2}<0,3345 ⇒ n_↓ \ nhỏ\ nhất= 0,2- (0,3345-0,2)=0,0655\ mol$
⇒ lượng kết tủa nhỏ nhất khi $CO_2$ hòa tan 1 phần $CaCO_3$ ở phản ứng (2)
Hay: $0,2<n_{CO_2}<0,3345 ⇔0,2< n_{MgCO_3}+n_{BaCO_3} < 0,3345$
⇒ Không tìm được giá trị cụ thể của a