Bài 5 trang 162 Hóa học 10 Nâng cao: Đốt cháy hoàn toàn m gam cacbon trong V lít khí oxi (điều kiện tiêu chuẩn), thu được hỗn hợp khí A có tỉ...

Đốt cháy hoàn toàn m gam cacbon trong V lít khí oxi (điều kiện tiêu chuẩn), thu được hỗn hợp khí A có tỉ khối đối với oxi là 1,25.

a) Hãy xác định thành phần phần trăm theo thể tích các khí có trong hỗn hợp A.

b) Tính m và V. Biết rằng khi dẫn hỗn hợp khí A vào bình đựng dung dịch (Ca{left( {OH} ight)_2}) dư tạo thành 6g kết tủa trắng.

Giải

Ta có: ({d_{A/{O_2}}} = {{overline {{M_A}} } over {32}} = 1,25 Rightarrow overline {{M_A}}  = 32.1,25 = 40,,left( * ight))

Phương trình phản ứng : (eqalign{  & C + {O_2},, o ,,C{O_2},,,,,,,,,,,left( 1 ight)  cr  & C + C{O_2},, o ,,2CO,,,,,,,left( 2 ight) cr} )

Bài toán này có thể xảy ra hia trường hợp sau :

Trường hợp 1 : Oxi dư (không có phản ứng 2) : Hỗn hợp A gồm CO₂ và O₂ dư. Thành phần phần trăm các chất trong hỗn hợp về mặt toán học không ảnh hưởng đến số mol hỗn hợp. Xét 1 mol hỗn hợp A, trong đó X là số mol của CO₂ và (1-x) là số mol của O₂ dư.

Ta có (overline {{M_A}}  = {{44x + left( {1 – x} ight)32} over 1} = 40 Rightarrow x = {2 over 3})

Vậy (\% {V_{C{O_2}}} = {2 over 3}.100 = 66,67\% )

        (\% {V_{{O_2}}} = 33,33\% .)

Trường hợp 2 : O₂ thiếu (có phản ứng 2), hỗn hợp A có CO₂ và CO.

Tương tự trên, xét 1 mol hỗn hợp A, trong đó A là số mol của CO₂ và (1-a) là số mol của CO.

Ta có : (overline {{M_A}}  = {{44x + left( {1 – x} ight)28} over 1} = 40 Rightarrow x = 0,75)

Vậy (\% {V_{C{O_2}}} = {a over {a + b}}.100 = {{3b} over {4b}}.100 = 75\% )

       (\% {V_{CO}} = 25\% .)

b) Tính m, V.

(eqalign{  & C{O_2} + Ca{left( {OH} ight)_2},, o ,,CaC{O_3} downarrow  + {H_2}O  cr  & 0,06,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, leftarrow ,,,,,0,06 = {6 over {100}} cr} )

Trường hợp 1 : ({n_{C{O_2}}} = 0,06,mol Rightarrow {n_{{O_2},dư}} = 0,03,,left( {mol} ight))

Vậy ({m_c} = 0,06.12 = 0,72,gam)

({V_{{O_2}}} = left( {0,06 + 0,03} ight).22,4 = 2,016,,)(lít)

Trường hợp 2 : ({n_{C{O_2}}} = 0,06,mol,,{n_{CO}} = {1 over 3}{n_{C{O_2}}} = 0,02,left( {mol} ight))

(eqalign{  &  Rightarrow {n_C} = {n_{C{O_2}}} + {n_{CO}} = 0,06 + 0,02 = 0,08 cr&Rightarrow {m_C} = 0,08.12 = 0,96left( g ight)  cr  & {n_{{O_2}}} = {n_{C{O_2}}} + {1 over 2}{n_{CO}} = 0,06 + 0,01 = 0,07,mol,cr& Rightarrow {V_{{O_2}}} = 0,07.22,4 = 1,568,,left( {lit} ight) cr} )