Cho 42,4 gam dung dịch Na₂CO₃ 10% tác dụng với dung dịch CH₃COOH 5% thu được 0,448 lít khí (ở đktc).

a) Tính khối lượng dung dịch axit cần dùng.

b) Tính nồng độ % của dung dịch thu được sau phản ứng.

Phương trình phản ứng:

$\begin{array}{l}2C{H}_{3}COOH+N{a}_{2}C{O}_3\to 2C{H}_{3}COONa+C{O}_2\uparrow +H_{2}O\\ n_{C{O}_2}=\frac{V_{C{O}_2}}{22,4}=\frac{0,448}{22,4}=0,02\left(mol\right)\end{array}$

Theo phương trình ta có:

$\begin{array}{l}{n}_{C{H}_{3}COOH}=2n_{C{O}_2}=2.0,02=0,04\left(mol\right)\\ \Rightarrow m_{C{H}_{3}COOH}=n_{C{H}_{3}COOH}.M_{C{H}_{3}COOH}=0,04.60=2,4\left(gam\right)\end{array}$

Nồng độ % của CH₃COOH là:

$\begin{array}{l}C{\%}_{C{H}_{3}COOH}=\frac{m_{C{H}_{3}COOH}}{m_{ddC{H}_{3}COOH}}.100\%=\frac{2,4}{m_{ddC{H}_{3}COOH}}.100\%=5\left(\%\right)\\ \Rightarrow m_{ddC{H}_{3}COOH}=\frac{2,4}{5\%}.100\%=48\left(gam\right)\end{array}$

Vậy khối lượng dung dịch axit cần dùng là 48 gam

Nồng độ % của NaOH là:

$\begin{array}{l}C{\%}_{N{a}_{2}C{O}_3}=\frac{m_{N{a}_{2}C{O}_3}}{{m_{dd}}_{N{a}_{2}C{O}_3}}.100\%=\frac{m_{N{a}_{2}C{O}_3}}{42,4}.100\%=10\left(\%\right)\\ \Rightarrow m_{N{a}_{2}C{O}_3}=\frac{42,4.10\%}{100\%}=4,24\left(gam\right)\\ \Rightarrow n_{N{a}_{2}C{O}_3}=\frac{m_{N{a}_{2}C{O}_3}}{M_{N{a}_{2}C{O}_3}}=\frac{4,24}{106}=0,04\left(mol\right)\end{array}$

$2C{H}_{3}COOH+N{a}_{2}C{O}_3\to 2C{H}_{3}COONa+C{O}_2\uparrow +H_{2}O$

Ban đầu: 0,04 (mol) 0,04 (mol)

Phản ứng: 0,04 (mol) 0,02 (mol) 0,04 (mol) 0,02 (mol)

Còn lại 0 0,02 (mol) 0,04 (mol) 0,02 (mol)

Xét tỉ lệ:

$\frac{n_{C{H}_{3}COOH}}{2}=\frac{0,04}{2}<\frac{n_{N{a}_{2}C{O}_3}}{1}=\frac{0,04}{1}$

Vậy dung dịch CH₃COOH hết, dung dịch Na₂CO₃ còn dư.

Vậy dung dịch thu được sau phản ứng gồm Na₂CO₃ dư và muối CH₃COONa.

Ta có khối lượng dung dịch sau phản ứng là:

$\begin{array}{l}{m}_{ddsauphanung}=m_{ddNaOH}+m_{ddC{H}_{3}COOH}-m_{C{O}_2}=42,4+48-0,02.44=89,32\left(gam\right)\\ n_{C{H}_{3}COONa}=n_{C{H}_{3}COOH}=0,04\left(mol\right)\\ \Rightarrow m_{C{H}_{3}COONa}=\frac{m_{C{H}_{3}COONa}}{m_{ddsauphanung}}.100\%=\frac{3,28}{89,32}.100\%=3,7\left(\%\right)\\ n_{N{a}_{2}C{O}_3\left(du\right)}=n_{N{a}_{2}C{O}_3\left(bandau\right)}-n_{N{a}_{2}C{O}_3\left(phanung\right)}=0,04-0,02=0,02\left(mol\right)\\ \Rightarrow m_{N{a}_{2}C{O}_3\left(du\right)}=n_{N{a}_{2}C{O}_3\left(du\right)}.M_{N{a}_{2}C{O}_3}=0,02.106=2,12\left(gam\right)\\ \Rightarrow C{\%}_{N{a}_{2}C{O}_3\left(du\right)}=\frac{m_{N{a}_{2}C{O}_3\left(du\right)}}{m_{ddsauphanung}}.100\%=\frac{2,12}{89,32}.100\%=2,4\left(\%\right)\end{array}$