Đáp án đúng: C
Phương pháp giải:
Nhận thấy cùng lượng dung dịch X, với lượng CO2 tăng lên ở (2) thì khối lượng kết tủa (2) giảm so với (1)
⟹ Ở thí nghiệm 2 có sự hòa tan kết tủa.
* Xét thí nghiệm 2:
\(C{O_2}(0,4) + \left\{ \begin{array}{l}Ca{(OH)_2}(0,5x)\\NaOH(0,5y)\end{array} \right. \to CaC{O_3}(0,1) + \left\{ \begin{array}{l}C{a^{2 + }}\\N{a^ + }\\HC{O_3}^ - \end{array} \right.\)
Bảo toàn nguyên tố và bảo toàn điện tích ⟹ Phương trình liên hệ giữa x và y.
* Xét thí nghiệm 1:
- TH1: Kết tủa đã tan 1 phần.
\(C{O_2}(0,22) + \left\{ \begin{array}{l}Ca{(OH)_2}(0,5x)\\NaOH(0,5y)\end{array} \right. \to CaC{O_3}(0,2) + \left\{ \begin{array}{l}C{a^{2 + }}\\N{a^ + }\\HC{O_3}^ - \end{array} \right.\)
- TH2: Kết tủa chưa tan
\(C{O_2}(0,22) + \left\{ \begin{array}{l}Ca{(OH)_2}(0,5x)\\NaOH(0,5y)\end{array} \right. \to CaC{O_3}(0,2) + \left\{ \begin{array}{l}N{a^ + }\\C{O_3}^{2 - }\\O{H^ - }_{(du)}\end{array} \right.\)
Bảo toàn nguyên tố và bảo toàn điện tích ⟹ Phương trình liên hệ giữa x và y ⟹ x và y.Giải chi tiết:Nhận thấy cùng lượng dung dịch X, với lượng CO2 tăng lên ở (2) thì khối lượng kết tủa (2) giảm so với (1)
⟹ Ở thí nghiệm 2 có sự hòa tan kết tủa.
* Xét thí nghiệm 2:
\(C{O_2}(0,4) + \left\{ \begin{array}{l}Ca{(OH)_2}(0,5x)\\NaOH(0,5y)\end{array} \right. \to CaC{O_3}(0,1) + \left\{ \begin{array}{l}C{a^{2 + }}\\N{a^ + }\\HC{O_3}^ - \end{array} \right.\)
Bảo toàn nguyên tố C ⟹ nHCO3- = nCO2 – nCaCO3 = 0,3 mol.
Bảo toàn nguyên tố Ca ⟹ nCa2+ = nCa(OH)2 – nCaCO3 = 0,5x – 0,1 (mol).
Bảo toàn nguyên tố Na ⟹ nNa+ = nNaOH = 0,5y mol.
Bảo toàn điện tích ⟹ 2nCa2+ + nNa+ = nHCO3-
⟹ 2.(0,5x – 0,1) + 0,5y = 0,3
⟹ x + 0,5y = 0,5 (1).
* Xét thí nghiệm 1:
- TH1: Kết tủa đã tan 1 phần.
\(C{O_2}(0,22) + \left\{ \begin{array}{l}Ca{(OH)_2}(0,5x)\\NaOH(0,5y)\end{array} \right. \to CaC{O_3}(0,2) + \left\{ \begin{array}{l}C{a^{2 + }}(0,5x - 0,2)\\N{a^ + }(0,5y)\\HC{O_3}^ - (0,02)\end{array} \right.\)
Bảo toàn điện tích ⟹ 2nCa2+ + nNa+ = nHCO3-
⟹ 2.(0,5x – 0,2) + 0,5y = 0,02
⟹ x + 0,5y = 0,42 ⟹ Vô lí (Do (1)) ⟹ Loại.
- TH2: Kết tủa chưa tan
\(C{O_2}(0,22) + \left\{ \begin{array}{l}Ca{(OH)_2}(0,5x)\\NaOH(0,5y)\end{array} \right. \to CaC{O_3}(0,2) + \left\{ \begin{array}{l}N{a^ + }(0,5y)\\C{O_3}^{2 - }(0,02)\\O{H^ - }_{(du)}\end{array} \right.\)
PTHH: 2OH- + CO2 → CO32- + H2O
⟹ nOH-(pứ) = 2nCO2 = 0,44 mol.
⟹ nOH-(dư) = x + 0,5y – 0,44 mol.
Bảo toàn điện tích ⟹ nNa+ = 2nCO32- + nOH-
⟹ 0,5y = 2.0,02 + x + 0,5y – 0,44
⟹ x = 0,4 (2) ⟹ (1): y = 0,2.
Vậy giá trị x và y lần lượt là 0,4 và 0,2.
Chọn C.
