Một bình kín có dung tích 5,6 lít chứa hỗn hợp khí X gồm SO2, O2 và một ít bột V2O5. Ở đktc, X có tỉ khối so với H2 là 25,6. Nung bình một thời gian, thu được hỗn hợp Y gồm 3 khí, tỉ khối của Y so với X là 4/3.
a. Tính hiệu suất phản ứng.
b. Cho toàn bộ hỗn hợp Y đi chậm qua dung dịch Ba(HCO3)2 dư, phản ứng thu được hai chất kết tủa trắng và dung dịch Z có khối lượng giảm đi m gam so với khối lượng dung dịch muối ban đầu. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính m?
Một bình kín có dung tích 5,6 lít chứa hỗn hợp khí X gồm SO2, O2 và một ít bột V2O5. Ở đktc, X có tỉ khối so với H2 là 25,6. Nung
By Parker
Hỗn hợp $X : \ \begin{cases}SO_2: \ x(mol)\\ O_2: \ y(mol)\\\end{cases}$
`->x+y=\frac{5,6}{22,4}=0,25(mol)(1)`
Lại có
`M_{X}=25,6.2=51,2(g)`
Theo sơ đồ đường chéo
`->\frac{x}{y}=\frac{51,2-32}{64-51,2}=3/2`
`->2x-3y=0(2)`
Từ `(1)` và `(2)` giải hệ phương trình
$\to \begin{cases}x=0,15(mol)\\y=0,1(mol)\\\end{cases}$
$2SO_2+O_2\xrightarrow[V_2O_5]{t^o}2SO_3$
Ta có tỉ lệ
`n_{SO_2}=\frac{0,15}{2}<n_{O_2}=\frac{0,1}{1}`
`->H%` tính theo `SO_2`
Gọi `a` là số mol `SO_2` phản ứng
`->n_{SO_2(dư)}=0,15-x(mol)`
`n_{O_2(dư)}=0,1-0,5x(mol)`
`n_{SO_3}=x(mol)`
Lại có `M_{Y}=4/3 . 51,2=\frac{1024}{15}(g//mol)`
`->\frac{0,25.51,2}{0,15-x+0,1-0,5x+x}=\frac{1024}{15}`
`->0,1875=0,25-0,5x`
`->0,5x=0,0625`
`->x=0,125(mol)`
`->H%=\frac{0,125}{0,15}.100=83,33%`
`b,`
`Ba(HCO_3)_2` dư nên 2 kết tủa là `BaSO_4` và `BaSO_3`
Hỗn hợp `Y` gồm $\begin{cases}0,025(mol) SO_2\\0,125(mol) SO_3\\0,0375(mol) O_2\\\end{cases}$
`SO_3+H_2O->H_2SO_4`
`Ba(HCO3)_2+H_2SO_4->BaSO_4+2CO_2+2H_2O`
`Ba(HCO_3)_2+SO_2->BaSO_3+2CO_2+H_2O`
Theo phương trình
`n_{CO_2}=2(n_{SO_2}+n_{SO_3})=2.0,15=0,3(mol)`
`m_{\downarrow}=0,125.233+0,025.217=34,55(g)`
`->\Delta_m=34,55+0,3.44-0,025.64-0,125.80=36,15(g)`
Vậy `m=36,15(g)`
Đáp án:a) 80%
b) 36,15 g
Giải thích các bước giải:
a) $\left \{ {{SO2: a} \atop {O2: b}} \right.$ (mol)
nX = 5,6/22,4 = 0,25 mol
mX = 0,25.25,6.2 = 12,8g
$\left \{ {{a + b = 0,25} \atop {64a + 32b = 12,8 }} \right.$ ⇔$\left \{ {{a = 0,15} \atop {b= 0,1}} \right.$
$\frac{Y}{X}$ = $\frac{4}{3}$ ⇔$\frac{Y}{25,6.2}$ = $\frac{4}{3}$ ⇔ Y = 68,2
nY = $\frac{12,8}{68,2}$= 0,19
$n_{khí giảm}$ = $n_{O2}$ = 0,25-0,19 = 0,06 mol =>
Y$\left \{ {{SO2: 0,03} \atop {O2: 0,04}} \right.$ và SO3: 0,12
%H = $\frac{nSO3 thực tế}{nSO3 lí thuyết}$.100 = $\frac{0,12}{0,15}$.100 =80%
b)
Y$\left \{ {{SO2: 0,03} \atop {O2: 0,04}} \right.$ và SO3: 0,12 →$Ba_{}$$(HCO3)_{2}$ dư
→$\left \{ {{BaSO4=0,12} \atop {BaSO3=0,03}} \right.$ và thoát ra $C_{}$$O_{2}$ : 0,03.2 + 0,12.2 = 0,3
m giảm = mBaSO4 + mBaSO3 + mCO2 – m khí sục vào
= 0,12.233 + 0,03.217 + 0,3.44 – 0,03.64 – 0,12.80 = 36,15 g