Cho 27,4 gam kim loại Ba vào 400 gam dung dịch CuSO4 3,2% thu được khí A, kết tủa B và dung dịch C . Cho 27,4 gam kim loại Ba vào 400 gam dung dịch CuSO4 3,2% thu được khí A, kết tủa B và dung dịch C.
a) Tính thể tích khí A (ở điều kiện chuẩn)
b) Nung kết tủa B ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thì thu được bao nhiêu gam chất rắn?
c) Tính nồng độ phần trăm các chất tan có trong dung dịch C.
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi Để giải bài toán, chúng ta sẽ thực hiện từng phần một: ### Data đã cho: - Khối lượng barium (Ba): \( m_{Ba} = 27,4 \, \text{g} \) - Khối lượng dung dịch CuSO4: \( m_{Dung\_dịch} = 400 \, \text{g} \) - Nồng độ phần trăm dung dịch CuSO4: \( C_{CuSO4} = 3,2\% \) ### Phần a) Tính thể tích khí A (ở điều kiện chuẩn) 1. Tính khối lượng CuSO4 trong dung dịch: \[ m_{CuSO4} = \frac{C_{CuSO4}}{100} \times m_{Dung\_dịch} = \frac{3,2}{100} \times 400 = 12,8 \, \text{g} \] 2. Tính số mol CuSO4: - Khối lượng mol của CuSO4: \( M_{CuSO4} = 63,5 + 32 + 4 \times 16 = 159,5 \, \text{g/mol} \) \[ n_{CuSO4} = \frac{m_{CuSO4}}{M_{CuSO4}} = \frac{12,8}{159,5} \approx 0,0802 \, \text{mol} \] 3. Phản ứng giữa Ba và CuSO4: \[ Ba + CuSO4 \rightarrow BaSO4 + Cu \] Từ phản ứng trên, 1 mol Ba sẽ phản ứng với 1 mol CuSO4 để tạo ra 1 mol BaSO4 và 1 mol Cu. 4. Tính số mol Ba: - Khối lượng mol của Ba: \( M_{Ba} = 137 \, \text{g/mol} \) \[ n_{Ba} = \frac{m_{Ba}}{M_{Ba}} = \frac{27,4}{137} \approx 0,200 \, \text{mol} \] 5. Xác định số mol CuSO4 phản ứng: Ta có số mol CuSO4 (0,0802 mol) nhỏ hơn số mol Ba (0,200 mol), cho nên CuSO4 là chất hạn chế. 6. Khí A được sinh ra là khí H2 (từ phản ứng phụ xảy ra): \[ \text{Ba} + 2\text{H}^+ \rightarrow \text{Ba}^{2+} + \text{H}_2 \uparrow \] Số mol H2 = Số mol BaSO4 tạo thành = 0,0802 mol. 7. Tính thể tích khí H2: \[ V_{H2} = n_{H2} \times V_{mol} = 0,0802 \, \text{mol} \times 22,4 \, \text{l/mol} \approx 1,796 \, \text{l} \] => Thể tích khí A (H2) ở điều kiện chuẩn: **1,796 l**. ### Phần b) Nung kết tủa B ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thì thu được bao nhiêu gam chất rắn? Kết tủa B là BaSO4: \[ m_{BaSO4} = n_{CuSO4} \times M_{BaSO4} = 0,0802 \, \text{mol} \times (137 + 32 + 4 \times 16) = 0,0802 \times 233 \approx 18,693 \, \text{g} \] => Khối lượng chất rắn thu được (BaSO4): **18,693 g**. ### Phần c) Tính nồng độ phần trăm các chất tan có trong dung dịch C. 1. Tính khối lượng của dung dịch C sau phản ứng: \[ m_{Dung\_dịch\_C} = m_{Dung\_dịch} - m_{BaSO4} = 400 - 18,693 \approx 381,307 \, \text{g} \] 3. Chất tan còn lại trong dung dịch C: - ion Cu (sinh ra từ phản ứng) - ion Ba (được sinh ra từ BaSO4) 4. Tính số mol Cu trong dung dịch: Số mol Cu tạo thành là bằng số mol CuSO4 phản ứng (0,0802 mol): \[ m_{Cu} = n_{Cu} \cdot M_{Cu} = 0,0802 \times 63,5 \approx 5,09 \, \text{g} \] 5. Tính nồng độ phần trăm: - Chất tan: Cu + Ba = 5,09 g + 27,4 g = 32,49 g - Khối lượng dung dịch C: 381,307 g \[ C_{C} = \frac{m_{Cu} + m_{Ba}}{m_{Dung\_dịch\_C}} \times 100 \approx \frac{32,49}{381,307} \times 100 \approx 8,52\% \] => Nồng độ phần trăm chất tan trong dung dịch C: **8,52%**. Tóm lại: - a) Thể tích khí A: **1,796 l** - b) Khối lượng chất rắn thu được: **18,693 g** - c) Nồng độ phần trăm dung dịch C: **8,52%**.