Cho 13,8 gam hỗn hợp X gồm kim loại kiềm R và Ca t...

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

1. Viết phương trình hóa học xảy ra

Lập hệ 2 ẩn,2 phương trình với số mol của H₂ và khối lượng hỗn hợp kim loại

Biện luận, chặn giá trị phân tử khối của R => từ đó tìm ra được R

2. Viết phương trình ion các phản ứng xảy ra:

CO₂ + OH^- → HCO₃^-             (1)

CO₂ + 2OH^- → CO₃^2- + H₂O  (2)

CO₃^2- + Ca²⁺ → CaCO₃↓         (3)

TH₁: CO₂ tác dụng với OH^- chỉ xảy ra phản ứng (2)

TH₂: CO₂ tác dụng với OH^- xảy ra cả phương trình (1) và (2)

Dựa vào số mol của CaCO₃ => n_CO32-

Biện luận và giải mỗi trường hợp xảy ra

Giải chi tiết:

\({n_{{H_2}}} = \frac{{5,6}}{{22,4}} = 0,25\,(mol)\)

2R + 2H₂O → 2ROH + H₂↑  (1)

a                               → 0,5a           (mol)

Ca + H₂O → Ca(OH)₂ + H₂↑  (2)

b                                 → b                (mol)

\(\left\{ \begin{gathered}
\sum {{n_{{H_2}}} = 0,5a + b = 0,25} \hfill \\
{m_{hh}} = aR + 40b = 13,8 \hfill \\
\end{gathered} \right. = > \left\{ \begin{gathered}
b = 0,25 - 0,5a(*) \hfill \\
aR + 40(0,25 - 0,5a) = 13,8 \hfill \\
\end{gathered} \right. = > a(R - 20) = 3,8(**)\)

 Vì b > 0, từ (*) => a < 0,25/0,5 = 0,5 thế vào (**)

=> R – 20 > 7,6

=> R > 27,6 (***)

Khi cho 8,58 gam R tác dụng với lượng dư HCl thì lượng H₂ thoát ra lớn hơn 2,24 (lít)

2R + 2HCl → 2RCl + H₂↑  (3)

Theo PTHH (3):

\(\begin{gathered}
{n_R} = 2{n_{{H_2}(3)}} > 2.\frac{{2,24}}{{22,4}} = 0,2\,(mol) \hfill \\
= > {M_R} < \frac{{8,58}}{{0,2}} = 42,9(****) \hfill \\
\end{gathered} \)

Từ (***) và (****) => 27, 6 < M_R < 42,9

Vậy M_R = 39 (K) thỏa mãn

2.

Ta có:

=> n_KOH = n_K = 0,2 (mol)

n_Ca(OH)2 = n_Ca = 0,15 (mol)

∑ n_OH- = n_KOH + 2n_Ca(OH)2 = 0,2 + 2.0,15 = 0,5 (mol)

Khi cho hỗn hợp Z ( N₂, CO₂) vào hỗn hợp Y  chỉ có CO₂ phản ứng

CO₂ + OH^- → HCO₃^-   (3)

CO₂ + 2OH^- → CO₃^2- + H₂O  (4)

CO₃^2- + Ca²⁺ → CaCO₃↓         (5)

n_CaCO3 = 8,5/100 = 0,085 (mol) => n_CO32-(5) = n_CaCO3 = 0,085 (mol)

Ta thấy n_CaCO3­  < n_Ca2+ => phương trình (5) Ca²⁺ dư, CO₃^2- phản ứng hết

TH₁: CO₂ tác dụng với OH^- chỉ xảy ra phản ứng (4)

Theo (4) => n_CO2 = n_CO32-(4) = n_CaCO3 = 0,085 (mol)

=> V_CO2(đktc) = 0,085.22,4 = 1,904 (lít)

\(\begin{gathered}
\% {V_{C{O_2}}} = \frac{{1,904}}{{15}}.100\% = 12,69\% \hfill \\
= > \% {N_2} = 100\% - \% C{O_2} = 87,31\% \hfill \\
\end{gathered} \)

TH₂: CO₂ tác dụng với OH^- xảy ra cả phương trình (3) và (4)

Theo (4): n_CO2 = n_CO32- = 0,085 (mol)

n_OH- ₍₄₎ = 2n_CO32- = 2. 0,085 = 0,17 (mol)

=> n_{OH- (3)}= ∑ n_OH- - n_OH-(4) = 0,5 – 0,17 = 0,33 (mol)

Theo PTHH (3): n_CO2(3) = n_OH- = 0,33 (mol)

=> ∑ n_CO2(3+4) = 0,085 + 0,33 = 0,415 (mol)

=> V_{CO2 (ĐKTC)} = 0,415.22,4 = 9,296 (lít)

\(\begin{gathered}
\% {V_{C{O_2}}} = \frac{{9,296}}{{15}}.100\% = 61,97\% \hfill \\
= > \% {N_2} = 100\% - \% C{O_2} = 38,03\% \hfill \\
\end{gathered} \)