Đặt hai cốc (A), (B) có khối lượng bằng nhau lên 2 đĩa cân, cân ở vị trí thăng bằng

Giải SBT Hóa học 11 Ôn tập chương 2 trang 31

Bài OT2.9* trang 32 SBT Hóa học 11: Đặt hai cốc (A), (B) có khối lượng bằng nhau lên 2 đĩa cân, cân ở vị trí thăng bằng. Cho 120 gam hỗn hợp potassium hydrogencarbonate và sodium hydrogencarbonate vào cốc (A); 85 gam silver nitrate vào cốc (B). Thêm từ từ 100 gam dung dịch sulfuric acid 19,6% vào cốc (A); 100 gam dung dịch hydrochloric acid 36,5% vào cốc (B). Sau thí nghiệm, cân có ở vị trí thăng bằng không? Nếu cân không ở vị trí thăng bằng thì cần thêm bao nhiêu gam dung dịch hydrochloric acid 36,5% vào cốc nào để cân trở lại vị trí thăng bằng? Giả thiết khí CO₂ không tan trong nước, bỏ qua quá trình bay hơi của nước và hydrogen chloride.

Lời giải:

- Xét cốc (A): Đặt công thức chung của KHCO₃ và NaHCO₃ là RHCO₃.

Ta có:

$\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{RHCO}}_3\left(1\right)}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{NaHCO}}_3}=\frac{120}{84}\approx 1,4\left(\mathrm{mol}\right)\\ {\mathrm{n}}_{{\mathrm{RHCO}}_3\left(2\right)}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{KHCO}}_3}=\frac{120}{100}=1,2\left(\mathrm{mol}\right)\end{array}$

Đặt số mol của RHCO₃ là x (1,2 < x < 1,4).

$$\begin{gathered} {\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4}=100\times \frac{19,6\mathrm{\%}}{100\mathrm{\%}}=19,6\left(\mathrm{g}\right) \\ \Rightarrow {\mathrm{m}}_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4}=\frac{19,6}{98}=0,2\left(\mathrm{mol}\right) \end{gathered}$$

Ta có: 2RHCO₃ + H₂SO₄ → R₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂

Vì $\frac{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{RHCO}}_3\left(2\right)}}{2}>\frac{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4}}{1}\left(\frac{1,2}{2}>\frac{0,2}{1}\right)$ nên RHCO₃ dư, H₂SO₄ hết.

$\begin{array}{l}\Rightarrow {\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}=\frac{1}{2}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4}=\frac{1}{2}\times 0,4=0,2\left(\mathrm{mol}\right)\\ \Rightarrow {\mathrm{m}}_{\left(\mathrm{A}\right)}={\mathrm{m}}_{{\mathrm{RHCO}}_3}+{\mathrm{m}}_{{\mathrm{ddH}}_2{\mathrm{SO}}_4}-{m_{CO}}_2\\ =120+100-0,2\times 44=211,2\left(\mathrm{g}\right)\end{array}$

- Xét cốc (B): AgNO₃ + HCl → AgCl + HNO₃

Nước và hydrogen chloride không bay hơi

$\Rightarrow {\mathrm{m}}_{\left(\mathrm{B}\right)}={\mathrm{m}}_{{\mathrm{AgNO}}_3}+{\mathrm{m}}_{\mathrm{ddHCl}}=85+100=185\left(\mathrm{g}\right)$

Để cân bằng, ta cần thêm dung dịch hydrochloric acid 36,5% vào cốc (B).

Khối lượng dung dịch hydrochloric acid 36,5% cho vào cốc (B):$${\mathrm{m}}_{\mathrm{d}\mathrm{d}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}}={\mathrm{m}}_{(\mathrm{A})}-{\mathrm{m}}_{(\mathrm{B})}=211,2-185=26,2(\mathrm{g})$$