Tiến hành các thí nghiệm sauThí nghiệm 1 Hấp thụ hết V

Lời giải của Luyện Tập 247

Phương pháp giải:

- Biện luận suy ra sản phẩm tạo thành ở các thí nghiệm.

- Bài toán CO₂ tác dụng với dung dịch kiềm

            CO₂ + 2OH^- → CO₃^2- + H₂O

            CO₂+ OH^- → HCO₃^-

Đặt n_OH-/n_CO2 = T

+ Nếu T ≤ 1 thì phản ứng chỉ tạo muối HCO₃^-

+ Nếu 1 < T < 2 thì phản ứng sinh ra HCO₃^- và CO₃^2-

+ Nếu T = 2 thì phản ứng chỉ sinh ra CO₃^2-

+ Nếu T > 2 thì sau phản ứng thu được CO₃^2- và OH^- dư

Giải chi tiết:

Đặt n_CO2 = x mol; n_BaCO3(TN1) = y mol; n_BaCO3(TN2) = 3y mol.

Ta thấy n_BaCO3(TN1) < 0,2 (vì nếu n_BaCO3(TN1) ≥ 0,2 thì n_BaCO3(TN2) ≥ 0,6 lớn hơn cả Ba(OH)₂ ⟹ Vô lý!)

Mặt khác, m_BaCO3(TN2) > n_BaCO3(TN1) ⟹ dung dịch tạo thành có HCO₃^- ⟹ TN1 tạo BaCO₃, Ba²⁺, Na⁺, HCO₃^-

*Thí nghiệm 1:

(C{O_2}:x + left{ begin{array}{l}B{a^{2 + }}:0,2\N{a^ + }:0,3\O{H^ - }:0,7end{array} right. to BaC{{rm{O}}_3}:y + left{ begin{array}{l}N{a^ + }:0,3\B{a^{2 + }}:0,2 - yleft( {BTNT.Ba} right)\HC{O_3}^ - :x - yleft( {BTNT.C} right)end{array} right.)

BTĐT ⟹ 0,3 + 2.(0,2 - y) = x - y ⟹ x + y = 0,7 (1)

*Thí nghiệm 2:

+) TN1 tạo CO₃^2- và HCO₃^- ⟹ n_OH^-/2 < n_CO2 < n_OH^- ⟹ 0,35 < n_CO2 < 0,7 (*)

+) TN2 có tỉ lệ: (T = dfrac{{{n_{O{H^ - }}}}}{{{n_{C{O_2}}}}} = dfrac{1}{{{n_{C{O_2}}}}}) (**)

Từ (*) và (**) ⟹ 1,43 < T < 2,86 ⟹ có 2 trường hợp xảy ra như sau:

Trường hợp 1: T ≥ 2 ⟹ n_CO2 ≤ 0,5 mol ⟹ tạo BaCO₃ và Ba(OH)₂ dư

⟹ (left{ begin{array}{l}BaC{{rm{O}}_3}:3y\Ba{left( {OH} right)_2}:0,5 - 3yleft( {BTNT.Ba} right)end{array} right.) ⟹ BTNT.C: x = 3y (2)

Giải (1) (2) được x = 0,525 và y = 0,175 (loại vì số mol CO₂ không thỏa mãn n_CO2 ≤ 0,5 mol)

Trường hợp 2: 1,43 < T < 2 ⟹ 0,5 < n_CO2 < 0,699 ⟹ tạo BaCO₃ và Ba(HCO₃)₂

⟹ (left{ begin{array}{l}BaC{{rm{O}}_3}:3y\Ba{left( {HC{O_3}} right)_2}:0,5 - 3yleft( {BTNT.Ba} right)end{array} right.) ⟹ BTNT.C: x = 3y + 2.(0,5 - 3y) (2')

Giải (1) (2') được x = 0,55 và y = 0,15 (thỏa mãn điều kiện 0,5 < n_CO2 < 0,699)

*Thí nghiệm 3:

Ta thấy (1 < T = dfrac{{{n_{O{H^ - }}}}}{{{n_{C{O_2}}}}} = dfrac{{0,7}}{{0,55}} = 1,27 < 2) ⟹ Tạo CO₃^2- (u mol) và HCO₃^- (v mol)

Giải hệ (left{ begin{array}{l}u + v = {n_{C{O_2}}} = 0,55\2u + v = 0,7end{array} right. to left{ begin{array}{l}u = 0,15\v = 0,4end{array} right.)

Xét phản ứng giữa CO₃^2- (0,15 mol) với Ba²⁺ (0,1 mol) ⟹ n_BaCO3 = 0,1 mol ⟹ a = 19,7 gam.

Chọn A.