Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít CO2 (đktc) vào 300ml dung dịch NaOH 1M, thu được dung…
Chúng ta cùng phân tích đề bài và giải từng bước nhé!
Bước 1: Tính số mol các chất tham gia phản ứng.
Đề bài cho chúng ta:
– Thể tích CO2: 2,24 lít (ở điều kiện tiêu chuẩn – đktc).
– Thể tích dung dịch NaOH: 300 ml = 0,3 lít.
– Nồng độ mol của dung dịch NaOH: 1M.
Trước hết, ta tính số mol CO2. Ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc), 1 mol khí chiếm 22,4 lít.
Số mol CO2 là:
n(CO2) = Thể tích CO2 / 22,4 lít/mol
n(CO2) = 2,24 lít / 22,4 lít/mol = 0,1 mol
Tiếp theo, ta tính số mol NaOH.
Số mol NaOH là:
n(NaOH) = Thể tích dung dịch (lít) * Nồng độ mol (M)
n(NaOH) = 0,3 lít * 1 mol/lít = 0,3 mol
Bước 2: Xác định tỉ lệ mol để xét các trường hợp phản ứng.
Phản ứng của CO2 với NaOH có thể xảy ra theo hai phương trình, tùy thuộc vào tỉ lệ mol giữa CO2 và NaOH:
Trường hợp 1: Chỉ tạo muối Natri cacbonat (Na2CO3).
Phương trình phản ứng: CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O
Trường hợp 2: Chỉ tạo muối Natri hidrocacbonat (NaHCO3).
Phương trình phản ứng: CO2 + NaOH → NaHCO3
Trường hợp 3: Tạo cả hai loại muối Na2CO3 và NaHCO3.
Trong trường hợp này, phản ứng xảy ra theo hai giai đoạn:
CO2 + NaOH → NaHCO3
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O
Hoặc có thể xem là: CO2 + NaOH → NaHCO3 (nếu NaOH dư) hoặc CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (nếu CO2 dư). Tuy nhiên, cách tư duy phổ biến nhất là xem xét tỉ lệ mol ban đầu.
Để xác định xem phản ứng thuộc trường hợp nào, chúng ta lập tỉ lệ giữa số mol CO2 và số mol NaOH:
Tỉ lệ T = n(NaOH) / n(CO2)
Ta có:
T = 0,3 mol / 0,1 mol = 3
Bây giờ, chúng ta so sánh tỉ lệ T với các khoảng giá trị tương ứng với các trường hợp tạo muối:
– Nếu T ≤ 1: Chỉ tạo muối Natri hidrocacbonat (NaHCO3).
– Nếu 1 < T < 2: Tạo cả hai muối Na2CO3 và NaHCO3.
- Nếu T ≥ 2: Chỉ tạo muối Natri cacbonat (Na2CO3).
Trong bài toán này, T = 3. Vì T ≥ 2, nên phản ứng sẽ chỉ tạo ra muối Natri cacbonat (Na2CO3).
Bước 3: Viết phương trình phản ứng và tính toán theo phương trình.
Vì T ≥ 2, nên ta xét phương trình tạo muối Na2CO3:
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O
Ta có số mol ban đầu:
n(CO2) = 0,1 mol
n(NaOH) = 0,3 mol
Theo phương trình: 1 mol CO2 phản ứng với 2 mol NaOH để tạo ra 1 mol Na2CO3.
Dựa vào số mol ban đầu, ta thấy NaOH dư so với CO2. CO2 sẽ phản ứng hết.
Số mol Na2CO3 tạo thành sẽ tính theo số mol CO2 vì CO2 là chất hết.
n(Na2CO3) = n(CO2) = 0,1 mol
NaOH còn dư sau phản ứng là:
n(NaOH) phản ứng = 2 n(CO2) = 2 0,1 mol = 0,2 mol
n(NaOH) dư = n(NaOH) ban đầu – n(NaOH) phản ứng = 0,3 mol – 0,2 mol = 0,1 mol
Sau khi cô cạn dung dịch A, ta thu được muối là Na2CO3. Đề bài hỏi giá trị của A gam muối, chính là khối lượng của Na2CO3.
Bước 4: Tính khối lượng muối thu được.
Khối lượng mol của Na2CO3 là:
M(Na2CO3) = 2 M(Na) + M(C) + 3 M(O)
M(Na2CO3) = 2 23 g/mol + 12 g/mol + 3 16 g/mol
M(Na2CO3) = 46 + 12 + 48 = 106 g/mol
Khối lượng của muối Na2CO3 là:
a = m(Na2CO3) = n(Na2CO3) * M(Na2CO3)
a = 0,1 mol * 106 g/mol
a = 10,6 gam
Vậy, giá trị của a là 10,6 gam.
Chúc mừng các em đã hoàn thành bài tập! Qua bài này, chúng ta thấy rằng việc xác định đúng trường hợp phản ứng dựa vào tỉ lệ mol là vô cùng quan trọng. Các em hãy ôn tập kỹ dạng bài này nhé!
Đáp án:
\(a=10,6(g)\)
Giải thích các bước giải:
\(n_{CO_2}=\frac{2,24}{22,4}=0,1(mol)\)
\(n_{NaOH}=0,3.1=0,3(mol)\)
\(T=\frac{0,3}{0,1}=3=>\) Tạo muối trung hòa,\(NaOH\) dư
\(CO_2+2NaOH->Na_2CO_3+H_2O\)
\(n_{Na_2CO_3}=n_{CO_2}=0,1(mol)\)
\(a=m_{Na_2CO_3}=0,1.106=10,6(g)\)
\(#AkaShi\)
\(n_{CO_2}=V/(22,4)=(2,24)/(22,4)=0,1 (mol)\)
\(n_{NaOH}=C_{M}xxV(l)=1xx0,3=0,3 (mol)\)
Xét tỉ lệ tạo muối:
\((n_{NaOH})/(n_{CO_2})=(0,3)/(0,1)=3=k\)
Ta thấy \(k > 2\)
\(->\) Tạo muối trung hòa \(Na_CO_3\) và \(NaOH\) dư ; tính theo \(CO_2\)
PTHH:
\(2NaOH + CO_2 -> Na_2CO_3 + H_2O\)
\(->n_{Na_2CO_3}=n_{CO_2}=0,1 (mol)\)
Giá trị của \(a\) tương ứng với \(m_{Na_2CO_3}\)
\(->a=m_{Na_2CO_3}=0,1xx106=10,6 (g)\)
Vậy \(a=10,6 (g)\)