hỗn hợp khí X gồm CO và CO2 đc dẫn từ từ qua dung dịch Ca(OH)2 dư thu…

Chào em, thầy/cô rất sẵn lòng giúp em giải chi tiết bài toán hóa học lớp 9 này nhé. Em hãy chú ý theo dõi từng bước để hiểu rõ bản chất và áp dụng vào các bài tập tương tự nha!

Phần a: Xác định số mol và thể tích của CO và CO2 trong hỗn hợp X

• Đầu tiên, chúng ta tính tổng số mol của hỗn hợp khí X ở điều kiện 25 độ C và 1 bar. Áp dụng công thức tính thể tích khí ở điều kiện chuẩn hiện hành: n(X) = V / 24,79 = 4,958 / 24,79 = 0,2 mol.
• Khi dẫn hỗn hợp X qua dung dịch nước vôi trong Ca(OH)2 dư, chỉ có khí carbon dioxide phản ứng tạo ra kết tủa trắng là canxi cacbonat (CaCO3), còn khí carbon monoxide không phản ứng và bay ra ngoài.
• Phương trình hóa học: CO2 + Ca(OH)2 ra CaCO3 (kết tủa) + H2O.
• Dựa vào đề bài, khối lượng kết tủa thu được là 10 gam. Số mol của kết tủa CaCO3 là: 10 / 100 = 0,1 mol.
• Theo phương trình phản ứng, số mol của CO2 bằng số mol của CaCO3, vậy số mol của CO2 là 0,1 mol.
• Vì tổng số mol hỗn hợp X là 0,2 mol và chỉ gồm hai khí CO và CO2, nên số mol của khí CO sẽ là: 0,2 trừ 0,1 bằng 0,1 mol.
• Tính thể tích của từng khí ở điều kiện 25 độ C và 1 bar:
  • Thể tích khí CO2 = 0,1 nhân 24,79 = 2,479 lít.
  • Thể tích khí CO = 0,1 nhân 24,79 = 2,479 lít.

Phần b: Tính thành phần phần trăm theo thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp X

• Vì thể tích tỉ lệ thuận với số mol trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, phần trăm thể tích của mỗi khí cũng chính là phần trăm về số mol của khí đó trong hỗn hợp.
• Phần trăm thể tích của khí CO2 = (0,1 chia 0,2) nhân 100% bằng 50%.
• Phần trăm thể tích của khí CO = 100% trừ 50% bằng 50%.

Phần c: Tính khối lượng CuO đã phản ứng

• Khí thoát ra sau dung dịch Ca(OH)2 chính là khí CO. Khi dẫn khí CO qua ống sứ chứa CuO nung nóng dư, xảy ra phản ứng khử oxit kim loại.
• Phương trình hóa học: CO + CuO (nóng) ra Cu + CO2.
• Đề bài cho biết khối lượng chất rắn trong ống giảm 3,2 gam. Bản chất của việc giảm khối lượng chất rắn chính là khối lượng của nguyên tố oxy trong CuO đã bị khí CO lấy đi để tạo thành khí CO2.
• Do đó, khối lượng của oxy trong CuO đã phản ứng chính là 3,2 gam. Số mol nguyên tử oxy (hay chính là số mol CuO phản ứng) là: 3,2 chia 16 = 0,2 mol. (Lưu ý: 16 là nguyên tử khối của O).
• Theo phương trình phản ứng, số mol CuO phản ứng bằng số mol CO tham gia phản ứng và bằng 0,2 mol. Tuy nhiên, ở phần a ta đã tính số mol khí CO đi qua ống sứ chỉ là 0,1 mol. Vậy khí CO phản ứng hết và CuO còn dư.
• Số mol CuO đã phản ứng thực tế theo số mol của CO là 0,1 mol.
• Khối lượng CuO đã phản ứng là: 0,1 nhân 80 = 8 gam. (Lưu ý: 80 là phân tử khối của CuO).

Phần d: Tính khối lượng Ca(OH)2 cần dùng khi thay bằng dung dịch vừa đủ

• Nếu thay dung dịch Ca(OH)2 dư bằng dung dịch Ca(OH)2 vừa đủ để hấp thụ hết 0,1 mol khí CO2, ta cần viết lại phương trình hóa học ở dạng vừa đủ tạo muối axit hoặc muối trung hòa tùy thuộc vào tỉ lệ mol.
• Tuy nhiên, với dung dịch vừa đủ để thu được kết tủa tối đa như lượng ban đầu (10g kết tủa tương ứng 0,1 mol CaCO3) và không làm hòa tan kết tủa, phản ứng xảy ra tạo muối trung hòa theo tỉ lệ số mol 1:1.
• Phương trình hóa học: CO2 + Ca(OH)2 ra CaCO3 + H2O.
• Theo phương trình, số mol của Ca(OH)2 vừa đủ phản ứng bằng số mol của CO2 và bằng 0,1 mol.
• Khối lượng của Ca(OH)2 cần dùng là: 0,1 nhân 74 = 7,4 gam. (Lưu ý: 74 là phân tử khối của Ca(OH)2).

Chúc em học tập thật tốt và luôn đạt kết quả cao trong môn Hóa học nhé! Nếu còn thắc mắc nào, em cứ hỏi thầy/cô thêm nha.