Đề bài
Đốt cháy V lít khí metan, thu được 1,8 gam hơi nước. Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch bari hiđroxit [dư] thì thu được kết tủa trắng.
a. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.
b. Hãy tính V và thể tích không khí cần dùng, biết oxi chiếm 20% thể tích không khí điều kiện tiêu chuẩn.
c. Tính khối lượng kết tủa thu được.
Lời giải chi tiết
a] Số mol H2O thu được là:
\[{n_{{H_2}O}} = \dfrac{{1,8}}{{18}} = 0,1mol\]
Xét giai đoạn đốt cháy khí metan:
Phương trình hóa học:
CH4 + 2O2\[\to\] CO2 + 2H2O [1]
0,05 0,1 0,05 0,1 mol
Theo phương trình [1]: \[\left\{ \begin{array}{l}{n_{C{H_4}}} = 0,05mol\\{n_{{O_2}}} = 0,1mol\\{n_{C{O_2}}} = 0,05mol\end{array} \right.\]
Sản phẩm cháy gồm CO2 và H2O. Hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba[OH]2 dư thì H2O tan vào dung dịch và CO2 phản ứng với Ba[OH]2 theo phương trình sau:
\[\begin{array}{l}C{O_2} + Ba{[OH]_2} \to BaC{O_3} \downarrow + {H_2}O\,\,[2]\\0,05 \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,05\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\\theo[2] \Rightarrow {n_{BaC{O_3}}} = 0,05mol\\b]V = {V_{C{H_4}}} = 0,05.22,4 = 1,12\,l\\{V_{{O_2}}} = 0,1.22,4 = 2,24\,l\\\dfrac{{{V_{{O_2}}}}}{{{V_{kk}}}}.100 = 20 \\ \Rightarrow {V_{kk}} = \dfrac{{100}}{{20}}.{V_{{O_2}}} = \dfrac{{100}}{{20}}.2,24 = 11,2\,l.\end{array}\]
c]Khối lượng kết tủa thu được là:
\[{m_ \downarrow } = {m_{BaC{O_3}}} = 197.0,05 = 9,85gam.\]