Hấp thụ hết 8,96 lít CO2 (đktc) và...

B

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

     400 ml dd X = CO₂: 0,4 mol + {KOH: x mol; K₂CO₃: y mol}

→ 200 ml dd X = CO₂: 0,2 mol + {KOH: 0,5x mol; K₂CO₃: 0,5y mol}

và 100 ml dd X = CO₂: 0,1 mol + {KOH: 0,25x mol; K₂CO₃: 0,25y mol}

* 100 ml dd X + Ba(OH)₂ dư:

BTNT "C" → n_CO2 + n_K2CO3 = n_BaCO3 → 0,1 + 0,5y = 39,4/197 → y

* Cho từ từ 200 ml dd X + HCl (0,3 mol) thu được 0,24 mol CO₂:

Chứng minh được phản ứng tạo 2 muối CO₃^2- và HCO₃^-

Do n_CO2 < n_HCO3^- + n_CO3^2- nên H⁺ hết; HCO₃^- và CO₃^2- dư

Khi cho từ từ H⁺ vào {HCO₃^-; CO₃^2-} thì HCO₃^- và CO₃^2- phản ứng đồng thời với H⁺ theo đúng tỉ lệ mol của chúng. Như vậy:

HCO₃^- +  H⁺ → H₂O + CO₂

a              a                       a

CO₃^2- +    2H⁺ → H₂O + CO₂

b              2b                      b

Lập hệ phương trình về số mol H⁺ và số mol CO₂ tìm được a, b

→ Tỉ lệ mol của HCO₃^- và CO₃^2-

Mà trong dd X có n_HCO3^- + n_CO3^2- = n_CO2 + n_K2CO3 = ? 

→ n_HCO3^- và n_CO3^2-

Áp dụng bảo toàn điện tích để tìm x.

Giải chi tiết:

     400 ml dd X = CO₂: 0,4 mol + {KOH: x mol; K₂CO₃: y mol}

→ 200 ml dd X = CO₂: 0,2 mol + {KOH: 0,5x mol; K₂CO₃: 0,5y mol}

và 100 ml dd X = CO₂: 0,1 mol + {KOH: 0,25x mol; K₂CO₃: 0,25y mol}

* 100 ml dd X + Ba(OH)₂ dư:

BTNT "C" → n_CO2 + n_K2CO3 = n_BaCO3 → 0,1 + 0,25y = 39,4/197 → y = 0,4

* Cho từ từ 200 ml dd X + HCl (0,3 mol) thu được 0,24 mol CO₂:

+) Nếu dd X chỉ chứa ion CO₃^2- thì theo bảo toàn C → n_CO3^2- = 0,2 + 0,5y = 0,4 mol

          CO₃^2- +    2H⁺ → H₂O + CO₂

Bđ:     0,4          0,3

Pư:    0,15  ←   0,3 →             0,15

+) Nếu dd X chỉ chứa ion HCO₃^- thì theo bảo toàn C → n_HCO3^- = 0,4 mol

          HCO₃^- +  H⁺ → H₂O + CO₂

Bđ:     0,4          0,3

Pư:     0,3   ←  0,3 →              0,3

Mà theo đề bài: 0,15 < n_CO2 (= 0,24 mol) < 0,3 → Tạo 2 muối CO₃^2- và HCO₃^-

Do n_CO2 < n_HCO3^- + n_CO3^2- nên H⁺ hết; HCO₃^- và CO₃^2- dư

Khi cho từ từ H⁺ vào {HCO₃^-; CO₃^2-} thì HCO₃^- và CO₃^2- phản ứng đồng thời với H⁺ theo đúng tỉ lệ mol của chúng. Như vậy:

HCO₃^- +  H⁺ → H₂O + CO₂

a              a                       a

CO₃^2- +    2H⁺ → H₂O + CO₂

b              2b                      b

Ta có hệ: \(\left\{ \begin{array}{l}{n_{{H^ + }}} = a + 2b = 0,3\\{n_{C{O_2}}} = a + b = 0,24\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}a = 0,18\\b = 0,06\end{array} \right. \to \frac{{{n_{HC{O_3}^ - }}}}{{{n_{C{O_2}^{2 - }}}}} = \frac{{0,18}}{{0,06}} = \frac{3}{1}\)

Mà trong 200 ml dd X có n_HCO3^- + n_CO3^2- = n_CO2 + n_K2CO3 = 0,2 + 0,2 = 0,4 mol nên dễ dàng suy ra:

n_HCO3^- = 0,3 và n_CO3^2- = 0,1

BTĐT → n_K⁺ = n_HCO3^- + 2.n_CO3^2- → 0,5x + 2.0,5y = 0,3 + 2.0,1 → x = 0,2

Đáp án B