Bài 7. Sulfuric acid và muối sulfate trang 28, 29, 30 SBT Hóa 11 Chân trời sáng tạo
Kim loại nào sau đây không tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng?
7.1
Kim loại nào sau đây không tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng?
A. Al. B. Zn. C. Na. D. Cu.
Phương pháp giải:
Dung dịch sulfuric acid loãng tác dụng với kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hoá học tạo muối sulfate và khí hydrogen.
Lời giải chi tiết:
Cu đứng sau H trong dãy hoạt động hoá học, do đó Cu không tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng.
→ Chọn D .
7.2
Dãy kim loại nào trong các dãy sau đây gồm các kim loại không tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 đặc, nguội?
A. Al, Fe, Au, Pt. B. Zn, Pt, Au, Mg.
C. Al, Fe, Zn, Mg. D. Al, Fe, Au, Mg.
Phương pháp giải:
- Các kim loại bị thụ động bởi dung dịch H 2 SO 4 đặc, nguội là Fe, Al, Cr.
- Các kim loại không bị oxi hóa bởi dung dịch H 2 SO 4 đặc, nguội là Au, Pt.
Lời giải chi tiết:
Các kim loại không tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 đặc, nguội: Al, Fe, Au, Pt.
→ Chọn A .
7.3
Dung dịch sulfuric acid đặc khác dung dịch sulfuric acid loãng ở tính chất hoá học nào?
A. Tính base mạnh. B. Tính oxi hoá mạnh.
C. Tính acid mạnh. D. Tính khử mạnh.
Phương pháp giải:
Dung dịch sulfuric acid loãng có tính acid, dung dịch sulfuric acid đặc có tính acid, tính oxi hóa mạnh và tính háo nước.
Lời giải chi tiết:
Dung dịch sulfuric acid đặc khác dung dịch sulfuric acid loãng ở tính oxi hóa mạnh và tính háo nước.
→ Chọn B .
7.4
Cách pha loãng dung dịch H 2 SO 4 đặc nào sau đây đúng?
A. Rót nhanh acid vào nước và khuấy đều.
B. Rót nhanh nước vào acid và khuấy đều.
C. Rót từ từ nước vào acid và khuấy đều.
D. Rót từ từ acid vào nước và khuấy đều.
Phương pháp giải:
Lời giải chi tiết:
Cách pha dung dịch H 2 SO 4 đặc: đổ từ từ sulfuric acid đặc vào nước rồi khuấy đều.
→ Chọn D .
7.5
Người ta thường dùng các bình bằng thép để đựng và chuyên chở dung dịch H 2 SO 4 đặc vì
A. dung dịch H 2 SO 4 đặc bị thụ động hoá trong thép.
B. dung dịch H 2 SO 4 đặc không phản ứng với sắt ở nhiệt độ thường.
C. dung dịch H 2 SO 4 đặc không phản ứng với kim loại ở nhiệt độ thường.
D. thép có chứa các chất phụ trợ không phản ứng với dung dịch H 2 SO 4 đặc.
Phương pháp giải:
Các kim loại bị thụ động bởi dung dịch H 2 SO 4 đặc, nguội là Fe, Al, Cr.
Lời giải chi tiết:
Thành phần chính của thép là Fe. Ở nhiệt độ thường Fe bị thụ động bởi dung dịch H 2 SO 4 đặc, nguội. Do đó, sắt không tác dụng với dung dịch sulfuric acid đặc nên người ta thường dùng các bình bằng thép để đựng và chuyên chở dung dịch H 2 SO 4 đặc.
→ Chọn B .
7.6
Hỗn hợp (X) gồm Mg và Fe 2 O 3 có khối lượng 20 gam tan hết trong dung dịch H 2 SO 4 loãng thoát ra a L khí H 2 (đkc) và tạo thành dung dịch (Y). Thêm dung dịch NaOH dư vào dung dịch (Y) và lọc kết tủa, tách ra nung đến khối lượng không đổi thu được 28 gam chất rắn. Phần trăm khối lượng Mg trong hỗn hợp (X) là
A. 40%. B. 60%. C. 25%. D. 75%.
Phương pháp giải:
Tính số mol oxygen tạo oxide với magnesium, từ đó tính số mol của Mg rồi tính phần trăm khối lượng Mg trong hỗn hợp (X).
Lời giải chi tiết:
Sơ đồ phản ứng:
Ta thấy khối lượng ban đầu (Mg và Fe 2 O 3 ) và khối lượng chất rắn không đổi (MgO, Fe 2 O 3 ) chênh lệch nhau ở khối lượng của nguyên tố oxygen.
\[\begin{array}{l} \Rightarrow {\rm{ }}{{\rm{m}}_{{\rm{O/MgO}}}} = {\rm{ }}28 - {\rm{ }}20{\rm{ }} = {\rm{ }}8{\rm{ }}\left( {\rm{g}} \right)\\ \Rightarrow {{\rm{n}}_{\rm{O}}}{\rm{ = }}\frac{{\rm{8}}}{{{\rm{16}}}}{\rm{ = 0,5 (mol)}}\end{array}\]
Bảo toàn nguyên tố O, ta có: n Mg = n O = 0,5 (mol)
\[\begin{array}{l} \Rightarrow {{\rm{m}}_{{\rm{Mg}}}} = 0,5 \times 24 = 12{\rm{ }}({\rm{g}})\\ \Rightarrow \% {{\rm{m}}_{{\rm{Mg}}}} = \frac{{12}}{{20}} \times 100\% = 60\% \end{array}\]
7.7
Bình đựng dung dịch H 2 SO 4 đặc để trong không khí ẩm lâu ngày thì khối lượng bình có thay đổi không? Vì sao?
Phương pháp giải:
Dung dịch sulfuric acid đặc tính háo nước.
Lời giải chi tiết:
Khối lượng bình đựng dung dịch H 2 SO 4 đặc để trong không khí ẩm lâu ngày tăng lên do H 2 SO 4 đặc hút nước trong không khí ẩm.
7.8
Trong lúc làm thí nghiệm, do bất cẩn nên một học sinh bị dung dịch H 2 SO 4 đặc rơi lên tay. Hãy nêu biện pháp xử lí trong tình huống này trước khi đưa học sinh đến cơ sở y tế gần nhất.
Phương pháp giải:
Dung dịch sulfuric acid đặc có tính háo nước và oxi hóa mạnh. Khi acid tác động lên cơ thể, acid phá hủy cấu trúc mô như da, mỡ, gân, cơ… gây hoại tử từ ngoài vào trong theo cơ chế đông vón protein của cơ thể.
Bỏng sulfuric acid có thể dẫn tới nhiễm trùng máu nếu xử lí không đúng trong bước sơ cứu. Vì vậy, chỉ nên dùng nước sạch để sơ cứu và đưa người bị bỏng đến cơ sở y tế gần nhất để được theo dõi và điều trị.
Lời giải chi tiết:
Khi bị bỏng acid, cần nhanh chóng bỏ quần áo bị dính acid, rửa ngay bằng nước sạch khoảng 20 phút. Sau đó, cần nhanh chóng chuyển người bị bỏng đến cơ sở y tế gần nhất để được theo dõi và điều trị.
7.9
Sulfuric acid là hoá chất hàng đầu trong nhiều ngành sản xuất, được mệnh danh là “máu” của các ngành công nghiệp. Trong công nghiệp, sulfuric acid được sản xuất bằng phương pháp tiếp xúc. Phương pháp này gồm 3 công đoạn chính: sản xuất SO 2 → sản xuất SO 3 → sản xuất H 2 SO 4 . Trong công đoạn sản xuất SO 3 từ SO 2 để thực hiện cần có điều kiện phản ứng thích hợp. Hãy cho biết điều kiện của phản ứng trên là gì? Biết rằng trong tự nhiên cũng có một lượng sulfuric acid sinh ra theo các công đoạn trên. Hãy giải thích quá trình hình thành.
Phương pháp giải:
Sản xuất SO
3
trong công nghiệp:
Quá trình tạo sulfuric acid trong tự nhiên:
Lời giải chi tiết:
Trong công đoạn sản xuất SO 3 từ SO 2 để thực hiện cần có điều kiện phản ứng là nhiệt độ 450 – 500 o C, xúc tác vanadium (V) oxide (V 2 O 5 ).
Với xúc tác là các ion kim loại trong khói bụi, SO 2 bị oxi hóa và hòa tan trong nước mưa tạo thành sulfuric acid
7.10
Sơ đồ quy trình dưới đây mô tả các bước trong quá trình sản xuất phân bón (Z). Hãy xác định các chất (A), (Q), (X), (Y), (Z). Viết các phản ứng hoá học xảy ra.
Phương pháp giải:
Sơ đồ mô tả các bước trong quá trình sản xuất phân bón (NH 4 ) 2 SO 4 gồm:
+ Sơ đồ tạo ra hợp chất (X) là quy trình sản xuất sulfuric acid.
+ Phương trình tạo hợp chất (Y) là ammonia.
Lời giải chi tiết:
7.11
Cho các dung dịch không màu của mỗi chất sau đây chứa trong các lọ mất nhãn riêng biệt: Na 2 CO 3 , MgSO 4 , KNO 3 , NaOH, HCl. Hãy trình bày cách phân biệt các dung dịch đã cho bằng phương pháp hóa học. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.
Phương pháp giải:
Sử dụn acid, Ba 2+ , quỳ tím để nhận biết các dung dịch trên.
Lời giải chi tiết:
Đánh số thứ tự cho từng dung dịch, trích mẫu thử sang ống nghiệm đánh số tương ứng.
- Cho lần lượt từng mẫu thử tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 :
+ Mẫu thử xuất hiện bọt khí là Na 2 CO 3 : \[{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ + N}}{{\rm{a}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}} \to {\rm{N}}{{\rm{a}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ + C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \uparrow {\rm{ + }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\]
+ Mẫu thử không có hiện tượng là MgSO 4 , KNO 3 , NaOH, HCl.
- Cho lần lượt từng mẫu thử không hiện tượng ở trên tác dụng với dung dịch Ba(NO 3 ) 2 :
+ Mẫu thử xuất hiện kết tủa trắng là MgSO 4 : \[{\rm{MgS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ + Ba(N}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}{)_2} \to {\rm{BaS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}} \downarrow {\rm{ + Mg(N}}{{\rm{O}}_3}{)_2}\]
+ Mẫu thử không có hiện tượng là KNO 3 , NaOH, HCl.
- Nhúng quỳ tím vào nhóm mẫu thử không hiện tượng (KNO 3 , NaOH, HCl):
+ Mẫu thử không hiện tượng là KNO 3 .
+ Mẫu thử làm quỳ tím hóa xanh là NaOH.
+ Mẫu thử làm quỳ tím hóa đỏ là HCl.
7.12
Đặt hai cốc (A) và (B) có khối lượng bằng nhau lên hai đĩa cân thấy cân thăng bằng. Cho 15,9 gam Na 2 CO 3 vào cốc (A) và 17,73 gam CaCO 3 vào cốc (B), sau đó thêm 18 gam dung dịch H 2 SO 4 98% vào cốc (A) và m gam dung dịch HCl 14,6% vào cốc (B) thì thấy cân thăng bằng. Tính khối lượng dung dịch HCl đã cho vào cốc (B).
Phương pháp giải:
Tính khối lượng của cốc (A) sau phản ứng để làm kết quả đối chiếu cho 2 trường hợp của cốc (B):
+ Trường hợp 1: Dư HCl.
+ Trường hợp 2: Dư CaCO 3 .
Lời giải chi tiết:
\[\begin{array}{l}{{\rm{n}}_{{\rm{N}}{{\rm{a}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{15,9}}}}{{{\rm{106}}}}{\rm{ = 0,15 (mol)}}\\{{\rm{m}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}} = 18 \times \frac{{98\% }}{{100\% }} = 17,64{\rm{ }}({\rm{g}}) \Rightarrow {{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}} = \frac{{17,64}}{{98}} = 0,18{\rm{ }}({\rm{mol}})\\{{\rm{n}}_{{\rm{CaC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{17,73}}}}{{{\rm{100}}}}{\rm{ = 0,1773 (mol)}}\end{array}\]
- Xét cốc (A): \[{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ + N}}{{\rm{a}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}} \to {\rm{N}}{{\rm{a}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ + C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \uparrow {\rm{ + }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\]
Ta có: \[\frac{{{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}}}}{{\rm{1}}}{\rm{ > }}\frac{{{{\rm{n}}_{{\rm{N}}{{\rm{a}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}}}{{\rm{1}}}{\rm{ }}\left( {\frac{{{\rm{0,18}}}}{{\rm{1}}}{\rm{ > }}\frac{{{\rm{0,15}}}}{{\rm{1}}}} \right)\]
=> H 2 SO 4 dư, Na 2 CO 3 hết. CO 2 tính theo Na 2 CO 3 .
\[ \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}}{\rm{ = }}{{\rm{n}}_{{\rm{N}}{{\rm{a}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ = 0,15 (mol)}}\]
\[{{\rm{m}}_{{\rm{(A)}}}}{\rm{ = }}{{\rm{m}}_{{\rm{N}}{{\rm{a}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ + }}{{\rm{m}}_{{\rm{dd}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}}{\rm{ - }}{{\rm{m}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}} = 15,9 + 18 - 0,15 \times 44 = 27,3{\rm{ }}({\rm{g}})\]
- Xét cốc (B): \[{\rm{2HCl + CaC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}} \to {\rm{CaC}}{{\rm{l}}_{\rm{2}}}{\rm{ + C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \uparrow {\rm{ + }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\]
Ta có: \[{{\rm{m}}_{{\rm{(B)}}}}{\rm{ = }}{{\rm{m}}_{{\rm{(A)}}}}{\rm{ = 27,3 (g)}}\]
+) Trường hợp (1): CaCO 3 hết, HCl dư.
\[\begin{array}{l} \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{HCl}}}} \ge {\rm{ 2}}{{\rm{n}}_{{\rm{CaC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}} = 2 \times 0,1773 = 0,3546{\rm{ }}({\rm{mol}})\\ \Rightarrow {{\rm{m}}_{{\rm{dd HCl}}}} \ge 0,3546 \times 36,5 \times \frac{{100\% }}{{14,6\% }} = 88,65{\rm{ }}({\rm{g}})\\ \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_2}}} = {{\rm{n}}_{{\rm{CaC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}} = 0,1773{\rm{ }}({\rm{mol}})\end{array}\]
\[\begin{array}{l} \Rightarrow {{\rm{m}}_{\rm{B}}}{\rm{ = }}{{\rm{m}}_{{\rm{ddHCl }}}}{\rm{ + }}{{\rm{m}}_{{\rm{CaC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ - }}{{\rm{m}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}}\\ \Leftrightarrow {{\rm{m}}_{\rm{B}}}{\rm{ }} \ge {\rm{ 88,65 + 17,73 - 0,45}} \times {\rm{44 = 98,5788 (g) }} \ne {\rm{27,3 (g)}}\end{array}\]
→ loại trường hợp CaCO 3 hết, HCl dư.
+) Trường hợp (2): CaCO 3 dư, HCl hết.
Đặt \[{{\rm{n}}_{{\rm{HCl}}}}{\rm{ = }}x{\rm{ (mol)}}\]
\[\begin{array}{l} \Rightarrow {{\rm{m}}_{{\rm{dd HCl}}}}{\rm{ = 36,5}}x \times \frac{{100\% }}{{14,6\% }} = 250x{\rm{ }}({\rm{g}})\\ \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}}{\rm{ = }}\frac{{\rm{1}}}{{\rm{2}}}{{\rm{n}}_{{\rm{HCl}}}}{\rm{ = }}\frac{{\rm{1}}}{{\rm{2}}}x{\rm{ (mol)}}\end{array}\]
\[\begin{array}{l} \Rightarrow {{\rm{m}}_{\rm{B}}}{\rm{ = }}{{\rm{m}}_{{\rm{ddHCl }}}}{\rm{ + }}{{\rm{m}}_{{\rm{CaC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ - }}{{\rm{m}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}}\\ \Leftrightarrow {\rm{27,3 = 250}}x{\rm{ + 17,73 - 44}} \times \frac{1}{2}x\\ \Rightarrow x \approx 0,042{\rm{ }}({\rm{mol}})\\ \Rightarrow {{\rm{m}}_{{\rm{ddHCl}}}}{\rm{ = m}} = 250 \times 0,042 = 10,5{\rm{ }}({\rm{g}})\end{array}\]
7.13
Đặt hai cốc (A), (B) có cùng khối lượng lên hai đĩa cân thấy cân thăng bằng. Cho vào cốc (A) 102 gam AgNO 3 dạng rắn; cốc (B) 124,2 gam K 2 CO 3 dạng rắn.
a) Thêm 100 gam dung dịch HCl 29,2% vào cốc (A); 100 gam dung dịch H 2 SO 4 24,5% vào cốc (B). Phải thêm bao nhiêu gam nước vào cốc (A) (hay cốc B) để cân trở lại thăng bằng?
b) Sau khi cân đã thăng bằng, lấy một nửa lượng dung dịch có trong cốc (A) cho vào cốc (B). Sau phản ứng, phải thêm bao nhiêu gam nước vào cốc (A) để cân trở lại thăng bằng?
Phương pháp giải:
a) Tính khối lượng của cốc (A) và (B) sau phản ứng. Khối lượng H 2 O cần đổ thêm chính là khối lượng chênh lệch của hai cốc.
b) Tính khối lượng của cốc (A) sau khi đã lấy ra một nửa lượng dung dịch. Tính khối lượng cốc (B) sau phả ứng khi thêm một nửa lượng dung dịch cốc (A). Khối lượng H 2 O cần đổ thêm vào cốc (A) chính là khối lượng chênh lệch của hai cốc.
Lời giải chi tiết:
a) \[{{\rm{n}}_{{\rm{AgN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{102}}}}{{{\rm{170}}}}{\rm{ = 0,6 (mol); }}{{\rm{n}}_{{{\rm{K}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{124,2}}}}{{{\rm{138}}}}{\rm{ = 0,9 (mol)}}\]
\[\begin{array}{l}{{\rm{m}}_{{\rm{HCl}}}}{\rm{ = 100 \times }}\frac{{{\rm{29,2\% }}}}{{{\rm{100\% }}}}{\rm{ = 29,2 (g)}} \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{HCl}}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{29,2}}}}{{{\rm{36,5}}}}{\rm{ = 0,8 (mol)}}\\{{\rm{m}}_{{\rm{ }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}}{\rm{ = 100 \times }}\frac{{{\rm{24,5\% }}}}{{{\rm{100\% }}}}{\rm{ = 24,5 (g)}} \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{ }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{24,5}}}}{{{\rm{98}}}}{\rm{ = 0,25 (mol)}}\end{array}\]
Xét cốc (A): \[{\rm{AgN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}{\rm{ + HCl}} \to {\rm{AgCl + HN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}\]
\[{{\rm{m}}_{{\rm{(A)}}}}{\rm{ = }}{{\rm{m}}_{{\rm{AgN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ + }}{{\rm{m}}_{{\rm{ddHCl}}}}{\rm{ = 102 + 100 = 202 (g)}}\]
Xét cốc (B): \[{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ + }}{{\rm{K}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}} \to {{\rm{K}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ + C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \uparrow {\rm{ + }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\]
Ta có: \[\frac{{{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}}}}{{\rm{1}}}{\rm{ < }}\frac{{{{\rm{n}}_{{{\rm{K}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}}}{{\rm{1}}}{\rm{ }}\left( {\frac{{{\rm{0,25}}}}{{\rm{1}}}{\rm{ < }}\frac{{{\rm{0,9}}}}{{\rm{1}}}} \right)\]
=> H 2 SO 4 hết, K 2 CO 3 dư. CO 2 tính theo H 2 SO 4 .
\[ \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}}{\rm{ = }}{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}}{\rm{ = 0,25 (mol)}}\]
\[{{\rm{m}}_{{\rm{(B)}}}}{\rm{ = }}{{\rm{m}}_{{{\rm{K}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ + }}{{\rm{m}}_{{\rm{dd}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}}{\rm{ - }}{{\rm{m}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}} = 124,2 + 100 - 0,25 \times 44 = 213,2{\rm{ }}({\rm{g}})\]
Ta thấy m (A) < m (B) , để cân trở lại thăng bằng, ta cần thêm nước vào cốc (A).
\[ \Rightarrow {{\rm{m}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}}{\rm{ = }}{{\rm{m}}_{{\rm{(B)}}}} - {{\rm{m}}_{{\rm{(A)}}}} = 213,2 - 202 = 11,2{\rm{ }}({\rm{g}})\]
b) – Xét cốc (A): \[{\rm{AgN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}{\rm{ + HCl}} \to {\rm{AgCl + HN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}\]
Ta có: \[\frac{{{{\rm{n}}_{{\rm{AgN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}}}{{\rm{1}}}{\rm{ < }}\frac{{{{\rm{n}}_{{\rm{HCl}}}}}}{{\rm{1}}}{\rm{ }}\left( {\frac{{{\rm{0,6}}}}{{\rm{1}}}{\rm{ < }}\frac{{{\rm{0,8}}}}{{\rm{1}}}} \right)\]
=> AgNO 3 hết, HCl dư. AgCl tính theo AgNO 3 .
\[ \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{AgCl}}}}{\rm{ = }}{{\rm{n}}_{{\rm{AgN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ = 0,6 (mol)}} \Rightarrow {{\rm{m}}_{{\rm{AgCl}}}} = 0,6 \times 143,5 = 86,1{\rm{ (g)}}\]
\[\begin{array}{l} \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{HN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ = }}{{\rm{n}}_{{\rm{AgN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ = 0,6 (mol)}}\\ \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{HCl(p\"o )}}}} = {{\rm{n}}_{{\rm{AgN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ = 0,6 (mol)}}\\ \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{HCl(d\"o )}}}} = 0,8 - 0,6 = 0,2{\rm{ (mol)}}\\ \Rightarrow {{\rm{n}}_{{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{/}}\frac{{\rm{1}}}{{\rm{2}}}{\rm{ddA}}}} = \frac{1}{2} \times ({{\rm{n}}_{{\rm{HN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}} + {{\rm{n}}_{{\rm{HCl(d\"o )}}}}) = \frac{1}{2} \times (0,6 + 0,2) = 0,4{\rm{ (mol)}}\end{array}\]
\[ \Rightarrow {{\rm{m}}_{{\rm{ddA}}}}{\rm{ = }}{{\rm{m}}_{{\rm{(A)}}}}{\rm{ - }}{{\rm{m}}_{{\rm{AgCl}}}} = 213,2 - 86,1 = 127,1{\rm{ (g)}}\]
\[ \Rightarrow \]Khối lượng của cốc (A) sau khi lấy một nửa lượng dung dịch có trong cốc (A):
\[{{\rm{m}}_{{\rm{(A)}}}} = 213,2 - \frac{1}{2} \times 127,1 = 149,65{\rm{ (g)}}\]
- Xét cốc (B):
\[\begin{array}{l}{{\rm{n}}_{{{\rm{K}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ = }}{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}} = 0,25{\rm{ (mol)}}\\ \Rightarrow {{\rm{n}}_{{{\rm{K}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}{\rm{(d\"o )}}}}{\rm{ = 0,9 - 0,25 = 0,65 (mol)}}\\ \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{CO}}_{\rm{3}}^{{\rm{2 - }}}}} = {{\rm{n}}_{{{\rm{K}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}{\rm{(d\"o )}}}}{\rm{ = 0,65 (mol)}}\end{array}\]
Khi trộn một nửa dung dịch (A) phản ứng với dung dịch trong cốc (B), sẽ xảy ra phản ứng:
\[\begin{array}{l}{\rm{2}}{{\rm{H}}^ + } + {\rm{CO}}_3^{2 - } \to {\rm{C}}{{\rm{O}}_2} + {{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\\{\rm{0,4 0,65 (mol)}}\end{array}\]
Ta thấy: \[\frac{{{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}^ + }}}}}{{\rm{2}}}{\rm{ < }}\frac{{{{\rm{n}}_{{\rm{CO}}_3^{2 - }}}}}{{\rm{1}}}{\rm{ }}\left( {\frac{{{\rm{0,4}}}}{{\rm{2}}}{\rm{ < }}\frac{{{\rm{0,65}}}}{{\rm{1}}}} \right)\]
\[ \Rightarrow {\rm{CO}}_3^{2 - }\]dư, H + hết \[ \Rightarrow {\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\]tính theo H +
\[\begin{array}{l} \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}} = \frac{1}{2}{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}}} = \frac{1}{2} \times 0,4 = 0,2{\rm{ (mol)}}\\ \Rightarrow {{\rm{m}}_{{\rm{(B)}}}} = \frac{1}{2}{{\rm{m}}_{{\rm{ddA}}}} + {{\rm{m}}_{{\rm{ddB}}}} - {{\rm{m}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}} = 149,65 + 213,2 - 0,2 \times 44 = 267,95{\rm{ (g)}}\end{array}\]
\[ \Rightarrow \]Khối lượng nước phải thêm vào cốc (A) để cân trở lại thăng bằng:
\[{{\rm{m}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}} = {{\rm{m}}_{{\rm{(B)}}}} - {{\rm{m}}_{{\rm{(A)}}}} = 267,95 - 149,65 = 118,3{\rm{ (g)}}\]
7.14
Bảng dưới đây cho biết độ tan của ba muối trong nước ở những nhiệt độ khác nhau:
a) Vẽ đồ thị biểu diễn độ tan của ba muối theo nhiệt độ.
|
Nhiệt độ của nước ( o C) |
Độ tan (gam/100 gam nước) |
||
|
Na 2 CO 3 |
NH 4 Cl |
K 2 SO 4 |
|
|
0 |
7,1 |
29,70 |
7,33 |
|
20 |
21,40 |
37,56 |
11,11 |
|
40 |
48,50 |
46,00 |
14,97 |
|
60 |
46,50 |
53,30 |
18,20 |
|
80 |
45,80 |
65,60 |
21,29 |
|
100 |
45,50 |
77,30 |
24,10 |
b) Độ tan của các chất rắn trong nước thường tăng theo nhiệt độ. Có nhận xét gì về độ tan của ba chất? Chất có độ tan lớn là ở nhiệt độ nào?
c) Chất nào có độ tan lớn nhất ở 30 °C và 90 °C?
Phương pháp giải:
- Vẽ ba đường đồ thị của ba chất với các điểm nằm trong bảng độ tan của ba muối theo nhiệt độ.
- Độ tan của muối tăng khi nhiệt độ tăng.
Lời giải chi tiết:
b) Độ tan của các muối tăng theo nhiệt độ. Trong đó, độ tan của NH 4 Cl tăng nhanh, độ tan của K 2 SO 4 tăng chậm khi nhiệt độ tăng.
Độ tan của muối Na 2 CO 3 tăng khi nhiệt độ tăng đến khoảng 40 °C. Sau đó độ tan của Na 2 CO 3 lại bị giảm khi nhiệt độ tăng từ 40 °C đến 100 °C.
Chất có độ tan lớn nhất là NH 4 Cl, ở nhiệt độ 100 °C có độ tan là 77,30 g/100 g H 2 O.
c) Chất có độ tan lớn nhất: ở 30 °C là NH 4 Cl, ở 90 °C là NH 4 Cl.