Đề bài
Đốt cháy hoàn toàn 11,2 lít hỗn hợp khí metan và axetilen (các khí được đo ở điều kiện tiêu chuẩn). Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong lấy dư, thu được 60 gam kết tủa. Tính % số mol của hai khí ban đầu trong hỗn hợp.
Lời giải chi tiết
Số mol của hỗn hợp khí là: \({n_{hh\,khí}} = \dfrac{{11,2}}{{22,4}} = 0,5mol\)
Đặt số mol các chất trong hỗn hợp khí là \(C{H_4}:a\,\,\,\,mol,{C_2}{H_2}:b\,\,\,mol\)
\({n_{C{H_4}}} + {n_{{C_2}{H_2}}} = {n_{hh\,khí}} \Rightarrow a + b = 0,5\,\,(1)\)
Xét giai đoạn đốt cháy hỗn hợp khí:
Các phương trình hóa học:
\(\eqalign{ & C{H_4} + 2{O_2}\buildrel {{t^0}} \over \longrightarrow C{O_2} + 2{H_2}O\,\,\,\,(1) \cr & a \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol \cr & {C_2}{H_2} + {5 \over 2}{O_2}\buildrel {{t^0}} \over \longrightarrow 2C{O_2} + {H_2}O\,\,\,(2) \cr & b \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,2b\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol \cr & Theo\,\,\,\,(2)\,\, \Rightarrow {n_{C{O_2}}} = (a + 2b)\,\,mol \cr} \)
Sản phẩm cháy gồm CO2 và H2O.
Hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong dư thì H2O tan vào dung dịch, còn CO2 phản ứng với nước vôi trong theo phương trình sau:
\(C{O_2} + Ca{(OH)_2} \to CaC{O_3} \downarrow + {H_2}O\,\,\,(3)\)
Kết tủa thu được là CaCO3 \(\begin{array}{l} \Rightarrow {n_{CaC{O_3}}} = \dfrac{{60}}{{100}} = 0,6\,\,mol\\Theo\,\,\,(3) \Rightarrow {n_{C{O_2}}} = {n_{CaC{O_3}}}\\ \Rightarrow {n_{C{O_2}}} = 0,6\,\,mol\\ \Rightarrow a + 2b = 0,6\,\,\,\,(II)\end{array}\)
Tổ hợp (I), (II) \(\Rightarrow\) a = 0,4 mol; b = 0,1 mol.
Phần trăm số mol của các khí trong hỗn hợp ban đầu là:
\(\begin{array}{l}\% {n_{C{H_4}}} = \dfrac{{{n_{C{H_4}}}}}{{{n_{hh}}}}.100 = \dfrac{{0,4}}{{0,5}}.100 = 80\% \\ \Rightarrow \% {n_{{C_2}{H_2}}} = 100 - 80 = 20\% \end{array}\)
soanvan.me