Trộn 100ml dung dịch (NH4)2CO3 1M với dung dịch Ca(OH)2 dư . Sau khi phản ứng kế…
Đề bài cho chúng ta là: Trộn 100ml dung dịch (NH4)2CO3 1M với dung dịch Ca(OH)2 dư. Sau khi phản ứng kết thúc thì thu được m gam kết tủa và V lít khí thoát ra ở đktc. Tính giá trị của m và V.
Trước hết, chúng ta cần phân tích đề bài để xác định các chất tham gia phản ứng và điều kiện của phản ứng.
Bước 1: Xác định các chất tham gia phản ứng và viết phương trình hóa học.
Chất tham gia phản ứng là dung dịch (NH4)2CO3 và dung dịch Ca(OH)2.
Đây là phản ứng trao đổi ion giữa muối amoni cacbonat và bazơ mạnh.
Muối amoni cacbonat có công thức hóa học là (NH4)2CO3.
Vôi tôi, hay canxi hiđroxit, có công thức hóa học là Ca(OH)2.
Phản ứng trao đổi ion xảy ra khi tạo thành chất kết tủa, chất khí hoặc nước.
Trong trường hợp này, chúng ta dự đoán sẽ có kết tủa và khí bay lên.
Phương trình hóa học của phản ứng là:
(NH4)2CO3 + Ca(OH)2 -> CaCO3↓ + 2NH3↑ + 2H2O
Bước 2: Tính số mol của (NH4)2CO3.
Dung dịch (NH4)2CO3 có nồng độ mol là 1M, thể tích là 100ml.
Trước tiên, chúng ta cần đổi thể tích sang lít: 100ml = 0.1 lít.
Số mol của (NH4)2CO3 được tính theo công thức:
Số mol = Nồng độ mol * Thể tích (lít)
\(n_{(NH_4)_2CO_3} = C_M \times V = 1 \, M \times 0.1 \, L = 0.1 \, mol\)
Bước 3: Dựa vào phương trình hóa học để xác định tỉ lệ mol các chất.
Từ phương trình hóa học: (NH4)2CO3 + Ca(OH)2 -> CaCO3↓ + 2NH3↑ + 2H2O
Tỉ lệ mol là 1:1:2:2.
Điều này có nghĩa là cứ 1 mol (NH4)2CO3 phản ứng sẽ tạo ra 1 mol kết tủa CaCO3, 2 mol khí NH3 và 2 mol nước.
Bước 4: Xác định chất kết tủa và khí thoát ra.
Chất kết tủa là CaCO3 (canxi cacbonat).
Chất khí thoát ra là NH3 (amoniac).
Bước 5: Tính số mol kết tủa (m) và số mol khí (V).
Đề bài cho dung dịch Ca(OH)2 dư, nghĩa là (NH4)2CO3 sẽ phản ứng hết.
Dựa vào tỉ lệ mol từ phương trình hóa học:
Số mol kết tủa CaCO3 = Số mol (NH4)2CO3 = 0.1 mol.
Số mol khí NH3 = 2 Số mol (NH4)2CO3 = 2 0.1 mol = 0.2 mol.
Bước 6: Tính khối lượng kết tủa m.
Để tính khối lượng kết tủa CaCO3, chúng ta cần biết phân tử khối của CaCO3.
Phân tử khối của Ca là 40, C là 12, O là 16.
\(M_{CaCO_3} = 40 + 12 + (16 \times 3) = 100 \, g/mol\)
Khối lượng kết tủa m được tính theo công thức:
Khối lượng = Số mol * Phân tử khối
\(m = n_{CaCO_3} \times M_{CaCO_3} = 0.1 \, mol \times 100 \, g/mol = 10 \, g\)
Bước 7: Tính thể tích khí V ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc).
Ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc), 1 mol khí chiếm thể tích 22.4 lít.
Thể tích khí V được tính theo công thức:
Thể tích = Số mol * 22.4 (lít/mol)
\(V = n_{NH_3} \times 22.4 \, L/mol = 0.2 \, mol \times 22.4 \, L/mol = 4.48 \, L\)
Vậy, giá trị của m là 10 gam và giá trị của V là 4.48 lít.
Cô giáo hy vọng với cách trình bày chi tiết từng bước như vậy, các em đã hiểu rõ bài toán này. Các em hãy xem lại các bước và thử áp dụng với những bài tập tương tự nhé. Nếu có gì chưa rõ, cứ mạnh dạn hỏi cô.
\(n_{(NH_4)_2CO_3}=0,1(mol)\)
\((NH_4)_2CO_3+Ca(OH)_2\to CaCO_3+2NH_3+2H_2O\)
\(n_{CaCO_3}=0,1(mol)\Rightarrow m=0,1.100=10g\)
\(n_{NH_3}=0,1.2=0,2(mol)\Rightarrow V=0,2.22,4=4,48l\)
Đáp án:
\(\begin{array}{l}
m = 10g\\
V = 4,48l
\end{array}\)
Giải thích các bước giải:
\(\begin{array}{l}
{(N{H_4})_2}C{O_3} + Ca{(OH)_2} \to CaC{O_3} + 2N{H_3} + 2{H_2}O\\
{n_{{{(N{H_4})}_2}C{O_3}}} = 0,1 \times 1 = 0,1\,mol\\
{n_{CaC{O_3}}} = {n_{{{(N{H_4})}_2}C{O_3}}} = 0,1\,mol\\
m = {m_{CaC{O_3}}} = 0,1 \times 100 = 10g\\
{n_{N{H_3}}} = 2{n_{{{(N{H_4})}_2}C{O_3}}} = 0,1 \times 2 = 0,2\,mol\\
V = {V_{N{H_3}}} = 0,2 \times 22,4 = 4,48l
\end{array}\)