Giải SBT Hóa 11 CTST Bài 7: Sulfuric acid và muối sulfate có đáp án

Các phản ứng hóa học xảy ra là:

2SO₂ + O₂  $\stackrel{t^o,xt}{\rightleftharpoons }$ 2SO₃ (A)

nSO₃ + H₂SO₄ → H₂SO₄.nSO₃ (Q)

H₂SO₄.nSO₃ + nH₂O → (n + 1)H₂SO₄ (X)

N₂ + 3H₂  $\stackrel{t^o,xt}{\rightleftharpoons }$2NH₃ (Y)

H₂SO₄ + 2NH₃ → (NH₄)₂SO₄ (Z)

- Trích mẫu thử, sử dụng thuốc thử, kết quả thu được theo như bảng:

Từ đề bài, ta có:  $n_{N{a}_{2}C{O}_3}=0,15mol$;  $n_{CaC{O}_3}=0,1773mol;n_{H_{2}S{O}_4}=0,18mol$ 

Xét cốc (A): Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + CO₂ ↑ + H₂O

 $n_{H_{2}S{O}_4}=0,18>n_{N{a}_{2}C{O}_3}=0,15mol\Rightarrow$   H₂SO₄ dư, tính theo Na₂CO₃

Sau phản ứng: ∆m_cốcA= 15,9 + 18 - 0,15.44 = 27,3 (g).

Xét cốc (B): 2HCl + CaCO₃ → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Giả thiết nếu CaCO₃ tan hết

  $\begin{array}{l}{n}_{C{O}_2}=n_{CaC{O}_3}=0,1773\left(mol\right)\\ n_{\text{dd\hspace{0.17em}}HCl}\ge 0,1773\times 2=0,3546\left(mol\right)HCl.\\ m_{\text{dd\hspace{0.17em}}HCl}\ge \frac{0,3546\times 36,5}{14,6\%}=88,65\left(g\right).\end{array}$ 

∆m_cốcB ≥ 17,73 + 88,65 - 0,1773.44 = 98,5788 (g) ( > 27,3 g)  $\Rightarrow$ Sai với đề, do đó để cân bằng thì CaCO₃ phải dư.

Đặt số mol HCl = y   $\Rightarrow$ $n_{C{O}_2}$ =0,5y (mol).

 $m_{\text{dd\hspace{0.17em}}HCl}=\frac{y.36,5}{14,6\%}=250y\left(g\right).$ 

 $\Rightarrow$17,73 + 250y – 0,5y.44 = 27,3 $\Rightarrow$ y ≈ 0,042 (mol).

$\Rightarrow m_{\text{dd\hspace{0.17em}}HCl}=m=\frac{0,042.36,5}{14,6\%}=10,49\left(g\right).$ 

a) Xét cốc (A):       AgNO₃ + HCl → AgCl↓ + HNO₃

Theo đề ta có:  $n_{AgN{O}_3}=0,6\left(mol\right)$.

m_HCl = 100.29,2% = 29,2 (g)  $\Rightarrow$ n_HCl = 0,8 (mol).

n_HCl = 0,8 >  $n_{AgN{O}_3}=0,6\left(mol\right)\Rightarrow$  HCl dư, tính theo AgNO₃

m_{A (sau phản ứng)} =  $m_{AgN{O}_3}$ + m_{dd HCl} = 102 + 100 = 202 (g).

Xét cốc (B):           K₂CO₃ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + H₂O + CO₂ ↑

Theo đề bài ta có:  $n_{K_{2}C{O}_3}$= 0,9 (mol).

 $m_{H_{2}S{O}_4}=100\times 24,5\%=24,5\left(g\right)$  $\Rightarrow n_{H_{2}S{O}_4}=0,25\left(mol\right).$  

 $n_{K_{2}C{O}_3}$= 0,9 >   $n_{H_{2}S{O}_4}=0,25\Rightarrow$ K₂CO₃ dư, tính theo H₂SO₄.

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

 $m_{K_{2}C{O}_3}+m_{\text{dd\hspace{0.17em}}{H}_{2}S{O}_4}$=  $m_{C{O}_2}$+  m_{dung dịch sau phản ứng}

 m_{dung dịch sau phản ứng} = 124,2 + 100 – 0,25.44 = 213,2 (g)

m_B > m_A  $\Rightarrow$ Khối lượng H₂O thêm vào cốc (A) = 213,2 - 202 = 11,2 (g)

b) Cốc (A) nặng 213,2 g, bao gồm phần rắn AgCl (0,6.143,5 = 86,1 g) và phần dung dịch (213,2 - 86,1 = 127,1 g)

 $\Rightarrow$ Khối lượng dung dịch 1/2 cốc (A) =  $\frac{1}{2}\text{. }127,1=63,55\left(g\right)$ 

Ở 1/2 cốc (A) chứa 0,1 mol HCl và 0,3 mol HNO₃ tạo thành.

          HCl → H⁺ + Cl^-                                      HNO₃ → H⁺ + NO₃^-

          0,1 → 0,1    mol                        0,3      0,3   mol

  $n_{H^{+}}=0,1+0,3=0,4\left(mol\right)$

Ở cốc (B) còn 0,65 mol K₂CO₃ và 0,25 mol K₂SO₄ tác dụng với HCl trong cốc (A).

K₂CO₃ + 2HCl → 2KCl + CO₂↑ + H₂O

K₂CO₃ + 2HNO₃ → 2KNO₃ + CO₂↑ + H₂O

Hay    CO₃^2- + 2H⁺ → CO₂↑ + H₂O

  $n_{C{O}_2}=\frac{n_{H^{+}}}{2}=0,2\left(mol\right)$

m_B = m_{dd A} + m_{dd B} - $m_{C{O}_2}$ =  $\frac{1}{2}\text{. }127,1+213,2-0,2.44=267,95\left(g\right).$

Khối lượng nước thêm vào cốc (A) = 267,95 - ($\frac{1}{2}$. 127,1 + 86,1) = 118,3 (g)

b) Độ tan của các muối tăng theo nhiệt độ. Trong đó, độ tan của NH₄Cl tăng nhanh, độ tan của K₂SO₄ tăng chậm khi nhiệt độ tăng.

Độ tan của muối Na₂CO₃ tăng khi nhiệt độ tăng đến khoảng 40 °C. Sau đó độ tan của Na₂CO₃ lại bị giảm khi nhiệt độ tăng từ 40 °C đến 100 °C.

c) Chất có độ tan lớn nhất: ở 30 °C là NH₄Cl, ở 90 °C là NH₄Cl.