Đốt cháy hoàn toàn m gam một mẫu cacbon chứa 4% tạp chất trơ bằng oxi thu được 11,2 lít hỗn hợp A gồm hai khí (ở đktc). Sục từ từ A vào 200ml dung dịch hỗn hợp Ba(OH)2 1M và NaOH 0,5M, sau phản ứng thu được 29,55 gam kết tủa. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Tính m và thể tích khí oxi (ở đktc) đã dùng
Phương trình phản ứng
C + O2 CO2 (1)
2C + O2 2CO (2)
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (3)
Có thể có:
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (4)
CO2 + Na2CO3 + H2O → 2NaHCO3 (5)
CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2 (6)
nA = = 0,5 (mol); = 0,2.1 = 0,2 (mol)
nNaOH = 0,2.0,5 = 0,1 (mol); = = 0,15 (mol)
A gồm 2 khí. Xảy ra 2 trường hợp:
* Trường hợp 1: A chứa CO, CO2 (theo phản ứng (1) và (2))
Ta có:
nC = nCO + = 0,5 (mol)
=> m = 0,5.12. = 6,25 gam
Mặt khác, < => khi sục A vào dung dịch (Ba(OH)2 + NaOH) có hai khả năng:
Khả năng 1: Có phản ứng (3), không có phản ứng (4), (5), (6).
theo (3):
=> = = 0,15 (mol)
=> nCO (trong A) = 0,5 – 0,15 = 0,35 (mol)
theo (1), (2): = + = 0,15 + = 0,325 (mol)
Vậy ở đktc, = 0,325.22,4 = 7,28 lít
Khả năng 2: có cả (3), (4), (5), (6)
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (3)
0,2 ← 0,2 → 0,2
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (4)
0,05 ← 0,1 → 0,05
CO2 + Na2CO3 + H2O → 2NaHCO3 (5)
0,05 ← 0,05
CO2 + BaCO3 + H2O → 2NaHCO3 (6)
0,05 ← (0,02 – 0,15)
=> = 0,2 + 0,05 + 0,05 = 0,35 (mol)
=> nCO (trong A) = 0,5 – 0,35 = 0,15 (mol)
=> = (0,35 + ).22,4 = 9,52 (lít)
* Trường hợp 2: A chứa CO2, O2 dư (có phản ứng (1), không có (2))
Ta có:
= + = 0,5 (mol)
=> = 0,5.22,4 = 11,2 lít
tương tự với trường hợp 1, ta tính số mol CO2 tương ứng với hai khả năng:
Khả năng 1: = 0,15 (mol) => m = 0,15.12. = 1,875 (gam)
Khả năng 2: = 0,35 (mol) => m = 0,35.12. = 4,375 (gam)
=> Đáp án B