Đốt cháy hoàn toàn m gam cacbon trong V lít 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 đựng dung dịch Ca(OH)2 dư tạo thành 6 gam kết tủa trắng.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

a)

d_A/O2 = M_A/32 = 1,25

=> M_A = 40 (*)

Phương trình phản ứng:

C + O₂ -> CO₂ (1)

C + CO₂ -> 2CO (2)

Bài toán này có thể xảy ra hai 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: MA = ((44x + (1 - x)32)/1) = 40 => x = 2/3

=> %V_CO2 = 2/3.100% = 66,67% => %V_O2 = 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

M_A = (44a  + 28(1 - a))/1  = 40 => a = 0,75

Vậy %V_CO2 = 0,75. 100% = 75%; %V_CO = 100% - 75% = 25%.

b) Tính m, V:

CO2       +       Ca(OH)2           ---------->    CaCO3  +   H2O

0,06                                                                0,06

Trường hợp 1: n_CO2 = 0,06 mol ⇒ n_O2 dư = 1/2 n_CO2 = 0,03 (mol)

Vậy: m_C = 0,06.12 = 0,72 gam; V_O2 = (0,06 + 0,03).22,4 = 2,016 (lít).

Trường hợp 2: n_CO2 = 0,06mol; n_CO = n_CO2/3 = 0,02(mol)

BT nguyên tố C ⇒ n_C = n_CO2 +n_CO = 0,06 + 0,02 = 0,08 mol ⇒ m_C = 0,08.12 = 0,96(g)

BT nguyên tố O ⇒ n_O2 = n_CO2 + 1/2. n_CO = 0,06 + 0,01 = 0,07 mol ⇒ V_O2 = 0,07.22,4 = 1,568 (lít).