Chào các em học sinh lớp 9 yêu quý! Hôm nay, cô trò chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một bài tập Hóa học khá thú vị liên quan đến phản ứng của muối cacbonat và muối sulfit với axit. Các em hãy tập trung lắng nghe và ghi chép bài nhé.

Trước tiên, chúng ta cần phân tích đề bài để xác định rõ những thông tin đã cho và yêu cầu của đề bài.

Thông tin đã cho:
– Khối lượng hỗn hợp gồm Na₂CO₃ và Na₂SO₃: 55g
– Thể tích dung dịch H₂SO₄ đã dùng: 500ml = 0.5 lít
– Nồng độ mol của dung dịch H₂SO₄: 1M
– Phản ứng thu được một muối trung hòa duy nhất và hỗn hợp khí A.

Yêu cầu:
– Tính thành phần phần trăm thể tích của hỗn hợp khí A.

Bước 1: Tính số mol của axit H₂SO₄ đã dùng.

Chúng ta có công thức tính số mol từ nồng độ mol và thể tích:
\( n = C \times V \)
trong đó:
– \( n \) là số mol (đơn vị: mol)
– \( C \) là nồng độ mol (đơn vị: M)
– \( V \) là thể tích dung dịch (đơn vị: lít)

Áp dụng vào bài toán:
\( n_{H₂SO₄} = 1 \, M \times 0.5 \, L = 0.5 \, mol \)

Bước 2: Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

Khi cho hỗn hợp Na₂CO₃ và Na₂SO₃ tác dụng với axit H₂SO₄, sẽ có hai phản ứng xảy ra:

Phản ứng 1: Na₂CO₃ tác dụng với H₂SO₄
Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑

Phản ứng 2: Na₂SO₃ tác dụng với H₂SO₄
Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + SO₂↑

Đề bài cho biết thu được một muối trung hòa duy nhất. Muối trung hòa ở đây là Na₂SO₄. Điều này có nghĩa là axit H₂SO₄ đã phản ứng hết với cả Na₂CO₃ và Na₂SO₃.

Bước 3: Đặt ẩn và lập hệ phương trình.

Gọi số mol của Na₂CO₃ trong hỗn hợp là \( x \) mol.
Gọi số mol của Na₂SO₃ trong hỗn hợp là \( y \) mol.

Dựa vào khối lượng hỗn hợp, ta có phương trình thứ nhất:
Khối lượng mol của Na₂CO₃ là: 2 \times 23 + 12 + 3 \times 16 = 106 (g/mol)
Khối lượng mol của Na₂SO₃ là: 2 \times 23 + 32 + 3 \times 16 = 126 (g/mol)

Phương trình về khối lượng:
\( 106x + 126y = 55 \) (1)

Dựa vào phương trình hóa học và số mol axit đã dùng, ta có phương trình thứ hai.
Từ phương trình 1: \( n_{Na₂CO₃} = x \) mol, suy ra \( n_{H₂SO₄} \) (phản ứng với Na₂CO₃) = \( x \) mol.
Từ phương trình 2: \( n_{Na₂SO₃} = y \) mol, suy ra \( n_{H₂SO₄} \) (phản ứng với Na₂SO₃) = \( y \) mol.

Tổng số mol H₂SO₄ đã dùng là 0.5 mol, nên:
\( x + y = 0.5 \) (2)

Bước 4: Giải hệ phương trình để tìm \( x \) và \( y \).

Từ phương trình (2), ta có \( y = 0.5 – x \).
Thế \( y \) vào phương trình (1):
\( 106x + 126(0.5 – x) = 55 \)
\( 106x + 63 – 126x = 55 \)
\( 63 – 20x = 55 \)
\( 20x = 63 – 55 \)
\( 20x = 8 \)
\( x = \frac{8}{20} = 0.4 \, mol \)

Thay \( x = 0.4 \) vào phương trình (2) để tìm \( y \):
\( 0.4 + y = 0.5 \)
\( y = 0.5 – 0.4 = 0.1 \, mol \)

Vậy, số mol của Na₂CO₃ là 0.4 mol và số mol của Na₂SO₃ là 0.1 mol.

Bước 5: Tính số mol các khí thu được trong hỗn hợp A.

Hỗn hợp khí A gồm CO₂ và SO₂.
Từ phương trình 1: \( n_{CO₂} = n_{Na₂CO₃} = x = 0.4 \, mol \)
Từ phương trình 2: \( n_{SO₂} = n_{Na₂SO₃} = y = 0.1 \, mol \)

Tổng số mol của hỗn hợp khí A là:
\( n_A = n_{CO₂} + n_{SO₂} = 0.4 + 0.1 = 0.5 \, mol \)

Bước 6: Tính thành phần phần trăm thể tích của hỗn hợp khí A.

Trong một hỗn hợp khí, tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol (ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất).

Phần trăm thể tích của CO₂ trong hỗn hợp A là:
\( \%V_{CO₂} = \frac{n_{CO₂}}{n_A} \times 100\% \)
\( \%V_{CO₂} = \frac{0.4}{0.5} \times 100\% = 0.8 \times 100\% = 80\% \)

Phần trăm thể tích của SO₂ trong hỗn hợp A là:
\( \%V_{SO₂} = \frac{n_{SO₂}}{n_A} \times 100\% \)
\( \%V_{SO₂} = \frac{0.1}{0.5} \times 100\% = 0.2 \times 100\% = 20\% \)

Kiểm tra lại: \( 80\% + 20\% = 100\% \), vậy kết quả là hợp lý.

Trả lời:

Thành phần phần trăm thể tích của hỗn hợp khí A là:
– Phần trăm thể tích của CO₂: 80%
– Phần trăm thể tích của SO₂: 20%

Hy vọng bài giảng này giúp các em hiểu rõ cách giải bài tập này. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi cô nhé!