BÀI TOÁN HỖN H HỢP MUỐI CACBONAT Các toán vận ận dụng số mol trung bình b xác định ịnh khoảng số mol chất I LÝ THUYẾT CẦN NHỚ 1/ Đối với chất khí (hỗn ỗn hợp gồm có khí) Khối lượng trung bình lit hỗn hợp khí đktc: MTB = M 1V  M 21V2 22, 4V Khối lượng trung bình mol hỗn hợp khí đktc: MTB = M1V1  M 2V2 V Hoặc: MTB = M 1n1  M ( n  n1 ) n (n tổng số mol khí hỗn hợp) Hoặc: MTB = M x1  M (1 x1 ) (x1là % khí thứ nhất) Hoặc: MTB = dhh/khí x Mx 2/ Đối với chất rắn, lỏng MTB hh mhh = nhh Tính chất 1: MTB hh có giá trị phụ thuộc vào thành phần ph lượng chất thành phần ần hỗn hợp Tính chất 2: MTB hh nằm ằm khoảng khối lượng l mol phân tử chất thành ành ph phần nhỏ lớn Mmin < nhh < Mmax Tính chất 3: Hỗn hợp chất A, B có MA < MB có thành phần % theo số mol làà a(%) b(%) Thì khoảng ảng xác định số mol hỗn hợp l mB MB mA < nhh < M A Giả sử A B có % = 100% vàà chất ch có % = ngược lại Lưu ý: - Với toán hỗn hợp chất ất A, B (chưa (ch biết số mol) tác dụng ụng với chất X, Y (đ (đã biết ết số mol) Để biết sau phản ứng đ hết A, B hay X, Y chưa Có thểể giả thiết hỗn hợp A, B chứa chất A B Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh ttốt nhất! - Với MA < MB hỗn hợp chứa A thì: m hh mhh nA = M A > nhh = M hh Như X, Y tác dụng với A mà dư, X, Y có dư để tác dụng hết với hỗn hợp A, B Với MA < MB, hỗn hợp chứa B thì: m hh mhh nB = M B < nhh = M hh Như X, Y tác dụng chưa đủ với B không đủ để tác dụng hết với hỗn hợp A, B Nghĩa sau phản ứng X, Y hết, A, B dư II BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Cho 5,68g hỗn hợp gồm CaCO3 MgCO3 hoà tan vào dung dịch HCl dư, khí CO2 thu cho hấp thụ hoàn toàn 50ml dung dịch Ba(OH)2 0,9M tạo 5,91g kết tủa Tính khối lượng thành phần % theo khối lượng muối hỗn hợp Đáp số: mMgCO = 1,68g m CaCO = 4g Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 27,4g hỗn hợp gồm M2CO3 MHCO3 (M kim loại kiềm) 500ml dung dịch HCl 1M thấy thoát 6,72 lit khí CO2 (đktc) Để trung hoà axit dư phải dùng 50ml dung dịch NaOH 2M a/ Xác định muối ban đầu b/ Tính thành phần % theo khối lượng muối hỗn hợp ban đầu Đáp số: a/ M Na -> muối Na2CO3 NaHCO3 b/ %Na2CO3 = 38,6% %NaHCO3 Bài 3: Hoà tan 8g hỗn hợp A gồm K2CO3 MgCO3 vào dung dịch H2SO4 dư, khí sinh sục vào 300ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M, thu m(g) kết tủa Tính thành phần % theo khối lượng muối hỗn hợp A để m đạt giá trị cực tiểu(nhỏ nhất) cực đại(lớn nhất) Đáp số: Khối lượng kết tủa cực tiểu(nhỏ nhất) CO2 cực đại Tức %K2CO3 = 0% %MgCO3 = 100% Khối lượng kết tủa cực đại(lớn nhất) nCO2 = nBa(OH)2 = 0,06 mol Tức %K2CO3 = 94,76% %MgCO3 = 5,24% Bài 4: Cho 4,2g muối cacbonat kim loại hoá trị II Hoà tan vào dung dịch HCl dư, có khí thoát Toàn lượng khí hấp thụ vào 100ml dung dịch Ba(OH)2 0,46M thu 8,274g kết tủa Tìm công thức muối kim loại hoá trị II Đáp số: TH1 Ba(OH)2 dư, công thức muối là: CaCO3 kim loại hoá trị II Ca TH2 Ba(OH)2 thiếu, công thức muối MgCO3 kim loại hoá trị II Mg Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! Bài 5: Hoà tan hết 4,52g hỗn hợp gồm muối cacbonat kim loại A, B nhâu phân nhóm nhóm II 200ml dung dịch HCl 0,5M Sau phản ứng thu dung dịch C 1,12 lit khí D (đktc) a/ Xác định kim loại A, B b/ Tính tổng khối lượng muối tạo thành dung dịch C c/ Toàn lượng khí D thu hấp thụ hoàn toàn 200ml dung dịch Ba(OH)2 Tính nồng độ mol/l dung dịch Ba(OH)2 để: Thu 1,97g kết tủa Thu lượng kết tủa lớn nhất, nhỏ Đáp số: a/ kim loại Mg Ca b/ mmuối = 5,07g c/ - TH1: 0,15M TH2: kết tủa thu lơn 0,25M TH3: kết tủa thu nhỏ 0,125M Bài 6: Cho 10,8g hỗn hợp gồm muối cacbonat kim loại phân nhóm nhóm II tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư, thu 23,64g kết tủa Tìm công thức muối tính thành phần % theo khối lượng muối hỗn hợp ban đầu Đáp số: %MgCO3 = 58,33% %CaCO3 = 41,67% Bài 7: Hoà tan hỗn hợp Na2CO3 KHCO3 vào nước thành 400 ml dung dịch A Cho từ từ 100 ml dung dịch HCl 1,5M vào dung dịch A đồng thời khuấy đều, phản ứng kết thúc ta dung dịch B 1,008 lít khí (ở đktc) Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư 29,55g kết tủa Tính khối lượng chất có hỗn hợp ban đầu Nếu cho từ từ dung dịch A vào bình đựng 100 ml dung dịch HCl 1,5M thu thể tích khí thoát (ở đktc) bao nhiêu? HDG: a, Đặt x, y số mol muối Na2CO3 KHCO3 (x, y > 0) Ta có PTPƯ:  NaCl + NaHCO3 ( ) Giai đoạn 1: NaCO3 + HCl  Mol: Như vậy: x  n x x  HCO3  x  y (mol ) ; Theo PT (1) n NaHCO3 = Gọi a, b số mol HCO3 Giai đoạn 2: HCO3 Mol: x a   Na2CO3 = x (mol) tham gia phản ứng với dung dịch HCl dung dịch Ba(OH)2  Cl  + H2O + CO2 + HCl  a n a (2) a Theo ra: n HCl = 0,1.1,5 = 0,15 ( mol ) n HCl ( PƯ ) = n CO2 = a = 1,008 = 0,045 ( mol ) 22,4  n Na2CO3 ( bđ ) = n HCl ( P Ư ) = 0,15 – 0,045 = 0,105 (mol) Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! Sau phản ứng (1) toàn Na2CO3 chuyển thành NaHCO3 Khi cho dung dịch B tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư xảy phản ứng sau:  HCO3 Mol : n  BaCO3 + OH  + H2O + Ba(OH)2  b b BaCO3 = b = Vậy n HCO3  b (3) b 29,55 = 0,15 ( mol ) 197 (PƯ) = a + b = x + y = 0,045 + 0,15 = 0,195 (mol)  n KHCO3 ( bđ ) = 0,195 – 0,105 = 0,09 (mol) Khối lượng chất hỗn hợp ban đầu: m Na2CO3 = 0,105 106 = 11,13g m KHCO3 = 0,09 100 = 9g b/ Khi cho dung dịch A vào bình chứa dung dịch HCl 1,5M xảy phản ứng *Nếu phản ứng xảy đồng thời ta thấy phương trình (4) giải phóng mol khí CO2 cần mol HCl ,gấp đôi số mol HCl dùng cho phản ứng (5) Đặt z số mol HCl tham gia phản ứng (5); số mol HCl tham gia phản ứng (4) 2z (mol)  NaCl + H2O + CO2 ( ) Na2CO3 + 2HCl  KHCO3 + HCl   KCl + H2O + CO2 ( ) Theo PTPƯ ta có: 2z + z = 0,1.1,5 = 0,15 (mol)  z = 0,05 ( mol ) Số mol CO2 thoát là: ( mol ) 0,1 *Nếu phản ứng ( ) xảy trước: ta có 2z = 0,15 ( mol )  z = 0,075 (mol); mà số mol Na2CO3 = 0,105( mol ) > 0,075.Vậy nên axít phải phản ứng hết,nên số mol khí CO2 thoát 0,075 (mol) *Nếu phản ứng (5) xảy trước: ta có z = 0,09 ( mol )  z = 0,09 (mol); mà số mol HCl = 0,15 (mol).Vậy số mol HCl dư = 0,15 – 0,09 = 0,06 (mol) tiếp tục tham gia phản ứng (4) Khi 2z = 0,06 (mol)  z = 0,03 (mol) Vậy tổng số mol CO2 thoát là: n CO2 = 0,09 + 0,03 = 0,12 (mol) kết hợp kiện ta được: 0,075 ( mol ) < n CO2 < 0,12(mol) Hay 1,68 ( lít ) < VCO < 2,688 (lít) Bài 8: Cho 28,1g quặng đôlômít gồm MgCO3; BaCO3 (%MgCO3 = a%) vào dung dịch HCl dư thu V (lít) CO2 (ở đktc) a/ Xác định V (lít) b/ Sục V (lít) CO2 vừa thu vào dung dịch nước vôi Tính khối lượng kết tủa tối đa thu biết số mol Ca(OH)2 = 0,2 (mol) khối lượng chất có hỗn hợp ban đầu Hướng dẫn: a/ Theo ta có PTHH: MgCO3  MgCl2 + + 2HCl  x(mol) BaCO3 H2O + CO2 (1) x(mol) + 2HCl   BaCl2 + H2O + CO2 (2) Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! y(mol) CO2 y(mol) +  CaCO3  + H2O Ca(OH)2  (3) 0,2(mol)   0,2(mol)   0,2(mol) CO2 +  Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O  (4) Giả sử hỗn hợp có MgCO3.Vậy mBaCO3 = Số mol: nMgCO3 = 28,1 = 0,3345 (mol) 84 Nếu hỗn hợp toàn BaCO3 mMgCO3 = Số mol: nBaCO3 = 28,1 = 0,143 (mol) 197 Theo PT (1) (2) ta có số mol CO2 giải phóng là: 0,143 (mol)  nCO2  0,3345 (mol) Vậy thể tích khí CO2 thu đktc là: 3,2 (lít)  VCO  7,49 (lít) b/ Khối lượng kết tủa thu là: *Nếu số mol CO2 là: 0,143 ( mol ), có PTPƯ (3) xảy dư Ca(OH)2, theo PTPƯ n CaCO3 = nCO2 = 0,143 (mol) Vậy khối lượng kết tủa thu là: mCaCO3 = 0,143 100 = 1,43g *Nếu số mol CO2 là: 0,3345 (mol), có PƯ (3) (4), theo PTPƯ ta có: Số mol CO2 tham gia PƯ (3) là: nCO2 = nCa(OH)2 = 0,2 (mol) Vậy số mol CO2 dư là: 0,3345 – 0,2 = 0,1345 (mol) Tiếp tục tham gia PƯ (4) đó: Số mol CaCO3 tạo (3) là: nCaCO3 = nCa(OH)2 = 0,2 (mol) Số mol CaCO3 PƯ (4) là: nCaCO3 = nCO2 ( dư ) = 0,1345 (mol) Vậy sau PƯ (4) số mol CaCO3 lại là: 0,2 – 0,1345 = 0,0655 (mol) Khối lượng kết tủa thu là: mCaCO3 = 0,0655 100 = 6,55g *Để thu kết tủa tối đa nCO2 = nCa(OH)2 = 0,2 (mol) Vậy nCaCO3 = nCa(OH)2 = 0,2(mol) Khối lượng CaCO3 là: mCaCO3 = 0,2 100 = 20g Đặt x,y số mol MgCO3 BaCO3 Theo PT (3) ta có: x + y = 0,2 (*) x = 0,1(mol) Giải hệ PT (*) (**) ta được: 84x + 197y = 28,1 (**) y = 0,1(mol) Vậy khối lượng chất có hỗn hợp ban đầu là: m MgCO3 = 0,1 84 = 8,4g m BaCO3 = 0,1 197 = 19,7g Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! Bài 9: Khi thêm từ từ khuấy 0,8 lit dd HCl 0,5 M vào dd chứa 35g hỗn hợp A gồm muối Na2CO3 K2CO3 có 2,24 lit khí CO2 thoát (ở đktc) dd D Thêm dd Ca(OH)2 có dư vào dd D thu kết tủa B a/ Tính khối lượng muối hỗn hợp A khối lượng kết tủa B b/ Thêm m (g) NaHCO3 vào hỗn hợp A hỗn hợp A/ Tiến hành thí nghiệm tương tự trên, thể tích dd HCl 0,5M thêm vào 0,8 lit, dd thu dd D/ Khi thêm Ca(OH)2 dư vào dd D/ kết tủa B/ nặng 30 g Tính V (lit) khí CO2 thoát (ở đktc) m (g) Hướng dẫn giải: Gọi x, y số mol Na2CO3 K2CO3 Theo ra: Số mol HCl = 0,4 mol Giai đoạn 1: HCl + Na2CO3   NaHCO3 + NaCl HCl + (1)  KHCO3 + KCl K2CO3  (2) Sau phản ứng (1 2) Số mol HCl lại là: 0,4 – (x + y) tiếp tục tham gia phản ứng Giai đoạn 2: HCl + NaHCO3 HCl + KHCO3     NaCl KCl + H2O + + H2O + CO2 CO2 (3) (4) Theo ta có: Số mol CO2 = 0,1 mol Theo PTPƯ ( ) thì: Số mol HCl ( pư ) = Số mol CO2 = 0,1 mol Khi thêm dd Ca(OH)2 dư vào dd D thu kết tủa B , chứng tỏ HCl tham gia phản ứng hết Trong D chứa Muối clo rua muối hiđrô cacbonat (còn lại sau phản ứng 4) Theo PTPƯ: NaHCO3 KHCO3 + + Ca(OH)2 Ca(OH)2     CaCO3 CaCO3 Từ PT (1, 2, 3, 4) ta có: x + y = 0,3 + + NaOH KOH + H2O (5) + H2O (6) (I) Theo ta có: 106 x + 138 y = 35 (II) Giải hệ PT (I) (II): ta x = 0,2 ; y = 0,1 Khối lượng chất hỗn hợp ban đầu là: mNa CO = 21,2 g ; mK CO = 13,8 g Theo PT (5,6) Số mol CaCO3 = Số mol (NaKHO3 + KHCO3) lại sau phản ứng (3,4) Theo PT (3,4) Số mol NaHCO3 + KHCO3 phản ứng = Số mol CO2 giải phóng = 0,1 mol Vậy số mol NaHCO3 + KHCO3 lại là: 0,3 – 0,1 = 0,2 mol Khối lượng CaCO3 tạo thành là: 0,2 x 100 = 20 g b/ thêm m(g) NaHCO3 vào hỗn hợp A giai đoạn 1: có Na2CO3 K2CO3 phản ứng nên số mol HCl là: x + y = 0,3 mol số mol HCl phản ứng giai đoạn là: 0,1 mol Do số mol CO2 0,1 mol Vậy VCO = 0,1 x 22,4 = 2,24 lit Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! Nếu gọi số mol NaHCO3 thêm vào b (mol) Thì tổng số mol NaHCO3 + KHCO3 lại sau giai đoạn là: (0,2 + b) mol Theo ta có: 0,2 + b = 30 : 100 = 0,3 Vậy b = 0,1 (mol) Khối lượng NaHCO3 thêm vào là: 0,1 x 84 = 8,4 g Bài 10: Cho 38,2g hỗn hợp gồm muối cacbonat trung hoà kim loại hoá trị I tác dụng vừa đủ với dung dịch axit HCl thu 6,72 lit CO2 (đktc) a/ Tìm tổng khối lượng muối thu sau phản ứng b/ Tìm kim loại trên, biết kim loại liên tiếp phân nhóm nhóm I Đáp số: a/ mhh muối = 41,5g b/ kim loại Na K Bài 11: Một hỗn hợp X gồm Na2CO3 K2CO3 có khối lượng 10,5g Khi cho hỗn hợp X tác dụng với HCl dư thu 2,016 lit khí CO2 (đktc) a/ Xác định thành phần % theo khối lượng hỗn hợp X b/ Lấy 21g hỗn hợp X với thành phần cho tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ(không có khí thoát ra) Tính thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng Đáp số: a/ %Na2CO3 = 60,57% %K2CO3 = 39,43% Bài 12: Cho 7,2g hỗn hợp A gồm muối cacbonat kim loại phân nhóm nhóm II Cho A hoà tan hết dung dịch H2SO4 loãng thu khí B, cho toàn khí B hấp thụ hết 450ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thu 15,76g kết tủa Xác định muối cacbonat tính thành phần % theo khối lượng chúng tronh hỗn hợp Đáp số: TH1: Ba(OH)2 dư > muối là: MgCO3 CaCO3 %MgCO3 = 58,33% %CaCO3 = 41,67% TH2: Ba(OH)2 thiếu > muối là: MgCO3 BeCO3 %MgCO3 = 23,33% %BeCO3 = 76,67% Bài 13: Cho 9,2g hỗn hợp A gồm muối cacbonat kim loại phân nhóm nhóm II Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp a dung dịch HCl thu khí B, cho toàn khí B hấp thụ hết 550ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thu 19,7g kết tủa Xác định muối cacbonat tính thành phần % theo khối lượng chúng hỗn hợp đầu Đáp số: TH1: Ba(OH)2 dư > muối là: MgCO3 CaCO3 %MgCO3 = 45,65% %CaCO3 = 54,35% TH2: Ba(OH)2 thiếu > muối là: MgCO3 BeCO3 %MgCO3 = 44% %BeCO3 = 56% Bài 14: Một hỗn hợp X gồm kim loại A, B thuộc chu kì liên tiếp bảng tuần hoàn, có khối lượng 8,5g Cho X phản ứng hết với nước cho 3,36 lit khí H2(đktc) Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! a/ Xác định kim loại tính khối lượng kim loại hỗn hợp đầu b/ Thêm vào 8,5g hỗn hợp X trên, kim loại kiềm thổ D hỗn hợp Y, cho Y tác dụng với nước thu dung dịch E 4,48 lit khí H2 (đktc) Cô cạn dung dịch E ta chất rắn Z có khối lượng 22,15g Xác định D khối lượng D c/ Để trung hoà dung dịch E cần lít dung dịch F chứa HCl 0,2M H2SO4 0,1M Tính khối lượng kết tủa thu Đáp số: a/ mNa = 4,6g mK = 3,9g b/ kim loại D Ba > mBa = 6,85g c/ Số mol BaSO4 = số mol Ba(OH)2 = số mol Ba = 0,05mol -> khối lượng BaSO4 = 0,05 233 = 11,65g Bài 15: Hoà tan 23g hỗn hợp gồm Ba kim loại kiềm A, B thuộc chu kỳ bảng tuần hoàn vào nước thu dung dịch D 5,6 lit H2 (đktc) a/ Nếu trung hoà 1/2 dung dịch D cần ml dung dịch H2SO4 0,5M? Cô cạn dung dịch thu sau trung hoà gam muối khan? b/ Nếu thêm 180ml dung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D chưa kết tủa hết Ba(OH)2 Nếu thêm 210ml dung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D dung dịch sau phản ứng dư Na2SO4 Xác định kim loại kiềm Đáp số: a/ mhh muối = 23,75g b/ kim loại kiềm Na K Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! ... gồm muối cacbonat kim loại phân nhóm nhóm II Cho A hoà tan hết dung dịch H2SO4 loãng thu khí B, cho toàn khí B hấp thụ hết 450ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thu 15,76g kết tủa Xác định muối cacbonat. .. gồm muối cacbonat kim loại phân nhóm nhóm II Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp a dung dịch HCl thu khí B, cho toàn khí B hấp thụ hết 550ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thu 19,7g kết tủa Xác định muối cacbonat. .. 0,15M TH2: kết tủa thu lơn 0,25M TH3: kết tủa thu nhỏ 0,125M Bài 6: Cho 10,8g hỗn hợp gồm muối cacbonat kim loại phân nhóm nhóm II tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư, thu 23,64g kết tủa Tìm