Câu hỏi/bài tập:
Đặt hai cốc (A), (B) có khối lượng bằng nhau lên 2 đĩa cân, cân ở vị trí thăng bằng. Cho 120 gam hỗn hợp potassium hydrogencarbonate và sodium hydrogencarbonate vào cốc (A); 85 gam silver nitrate vào cốc (B). Thêm từ từ 100 gam dung dịch sulfuric acid 19,6% vào cốc (A); 100 gam dung dịch hydrochloric acid 36,5% vào cốc (B). Sau thí nghiệm, cân có ở vị trí thăng bằng không? Nếu cân không ở vị trí thăng bằng thì cần thêm bao nhiêu gam dung dịch hydrochloric acid 36,5% vào cốc nào để cân trở lại vị trí thăng bằng? Giả thiết khí CO2 không tan trong nước, bỏ qua quá trình bay hơi của nước và hydrogen chloride.
- Tính khối lượng của cốc (A) và cốc (B) sau phản ứng.
- Khối lượng dung dịch hydrochloric acid 36,5% vào cốc để hai cốc cân bằng là khối lượng chênh lệch của hai cốc sau phản ứng.
- Lưu ý:
+ Khối lượng hai cốc sau phản ứng bằng tổng khối lượng của các chất bỏ vào trừ đi khối lượng các chất bay ra.
+ Chú ý, nếu cốc (A) cần cho thêm HCl thì phải tính lượng CO2 bay ra sau khi dư phản ứng với H+.
- Xét cốc (A): Đặt công thức chung của KHCO3 và NaHCO3 là RHCO3.
Ta có:
Advertisements (Quảng cáo)
\[\begin{array}{l}{{\rm{n}}_{{\rm{RHC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}(1)}} = {{\rm{n}}_{{\rm{NaHC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}} = \frac{{120}}{{84}} \approx 1,4{\rm{ (mol)}}\\{{\rm{n}}_{{\rm{RHC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}{\rm{(2)}}}} = {{\rm{n}}_{{\rm{KHC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}} = \frac{{120}}{{100}} = 1,2{\rm{ (mol)}}\end{array}\]
Đặt số mol của RHCO3 là x (1,2 < x < 1,4).
\[{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}} = 100 \times \frac{{19,6\% }}{{100\% }} = 19,6{\rm{ }}({\rm{g}}) \Rightarrow {{\rm{m}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}} = \frac{{19,6}}{{98}} = 0,2{\rm{ (mol)}}\]
Ta có: 2RHCO3 + H2SO4 → R2SO4 + 2H2O + 2CO2
Vì \[\frac{{{{\rm{n}}_{{\rm{RHC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}{\rm{(2)}}}}}}{2} > \frac{{{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}}}}{1}\left( {\frac{{1,2}}{2} > \frac{{0,2}}{1}} \right)\] nên RHCO3 dư, H2SO4 hết.
\[\begin{array}{l} \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}} = \frac{1}{2}{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}} = \frac{1}{2} \times 0,4 = 0,2{\rm{ (mol)}}\\ \Rightarrow {{\rm{m}}_{{\rm{(A)}}}} = {{\rm{m}}_{{\rm{RHC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}} + {{\rm{m}}_{{\rm{dd}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}} - {{\rm{m}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}} = 120 + 100 - 0,2 \times 44 = 211,2{\rm{ (g)}}\end{array}\]
- Xét cốc (B): AgNO3 + HCl → AgCl + HNO3
Nước và hydrogen chloride không bay hơi \[ \Rightarrow {{\rm{m}}_{{\rm{(B)}}}} = {{\rm{m}}_{{\rm{AgN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}} + {{\rm{m}}_{{\rm{ddHCl}}}}{\rm{ = 85 + 100 = 185 (g)}}\]
Để cân bằng, ta cần thêm dung dịch hydrochloric acid 36,5% vào cốc (B).
Khối lượng dung dịch hydrochloric acid 36,5% cho vào cốc (B): \[{{\rm{m}}_{{\rm{ddHCl}}}} = {{\rm{m}}_{{\rm{(A)}}}} - {{\rm{m}}_{{\rm{(B)}}}}{\rm{ = 211,2}} - {\rm{185 = 26,2 (g)}}\]