Bài 4 trang 26 Tài liệu Dạy - học Hoá học 9 tập 2

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:

\(\begin{array}{l}\% {n_{C{H_4}}} = \dfrac{{{n_{C{H_4}}}}}{{{n_{hh}}}}.100 = \dfrac{{0,4}}{{0,5}}.100 = 80\% \\ \Rightarrow \% {n_{{C_2}{H_2}}} = 100 - 80 = 20\% \end{array}\)