Cho 100(g) dung dịch NaOH 10% tác dụng với 150(g) dung dịch H2SO4 19,6%, sau phản ứng thu được dung dịch A. Tính C% các chất trong dung dịch A.

Question

chirin mikenco · Accepted Answer

1. Tính khối lượng NaOH và H2SO4

mNaOH = (10% * 100g) = 10g
mH2SO4 = (19.6% * 150g) = 29.4g
2. Tính số mol NaOH và H2SO4

nNaOH = mNaOH / M_NaOH = 10g / 40 g/mol = 0.25 mol
nH2SO4 = mH2SO4 / M_H2SO4 = 29.4g / 98 g/mol = 0.3 mol
3. Viết phương trình phản ứng

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O

4. Xác định chất dư

Từ phương trình phản ứng, ta thấy cứ 2 mol NaOH phản ứng với 1 mol H2SO4.

Tỉ lệ mol NaOH/H2SO4 = 0.25/0.3 = 5/6 < 2/1 => NaOH phản ứng hết, H2SO4 dư.
5. Tính số mol các chất sau phản ứng

nH2SO4 phản ứng = nNaOH/2 = 0.25/2 = 0.125 mol
nH2SO4 dư = nH2SO4 ban đầu - nH2SO4 phản ứng = 0.3 - 0.125 = 0.175 mol
nNa2SO4 = nNaOH/2 = 0.25/2 = 0.125 mol
6. Tính khối lượng các chất sau phản ứng

mH2SO4 dư = nH2SO4 dư * M_H2SO4 = 0.175 mol * 98 g/mol = 17.15g
mNa2SO4 = nNa2SO4 * M_Na2SO4 = 0.125 mol * 142 g/mol = 17.75g
7. Tính khối lượng dung dịch A

Giả sử khối lượng dung dịch thay đổi không đáng kể sau phản ứng:

m_A = m_ddNaOH + m_ddH2SO4 = 100g + 150g = 250g

8. Tính nồng độ phần trăm các chất trong dung dịch A

C%_H2SO4 = (mH2SO4 dư / m_A) * 100% = (17.15g / 250g) * 100% = 6.86%
C%_Na2SO4 = (mNa2SO4 / m_A) * 100% = (17.75g / 250g) * 100% = 7.1%

Timi · Answer

Để giải bài toán này, trước tiên chúng ta cần tính số mol của NaOH và H2SO4 trong các dung dịch.

1. **Tính số mol NaOH:**
   - Khối lượng dung dịch NaOH = 100 g
   - Nồng độ NaOH = 10% → Khối lượng NaOH = 10% * 100 g = 10 g
   - Khối lượng mol của NaOH = 40 g/mol
   - Số mol NaOH = 10 g / 40 g/mol = 0,25 mol

2. **Tính số mol H2SO4:**
   - Khối lượng dung dịch H2SO4 = 150 g
   - Nồng độ H2SO4 = 19,6% → Khối lượng H2SO4 = 19,6% * 150 g = 29,4 g
   - Khối lượng mol của H2SO4 = 98 g/mol
   - Số mol H2SO4 = 29,4 g / 98 g/mol = 0,3 mol

3. **Phản ứng giữa NaOH và H2SO4:**
   Phương trình phản ứng:
   $$
   2 \text{NaOH} + \text{H2SO4} \rightarrow \text{Na2SO4} + 2 \text{H2O}
   $$

Từ phương trình phản ứng, ta thấy 2 mol NaOH phản ứng với 1 mol H2SO4.

- Số mol NaOH cần để phản ứng với 0,3 mol H2SO4 là: 
     $$
     2 \times 0,3 = 0,6 \text{ mol NaOH}
     $$
   - Nhưng chúng ta chỉ có 0,25 mol NaOH, do đó NaOH là chất giới hạn.

4. **Tính số mol H2SO4 đã phản ứng:**
   - Số mol H2SO4 phản ứng với 0,25 mol NaOH là:
     $$
     \frac{0,25}{2} = 0,125 \text{ mol H2SO4}
     $$

5. **Tính số mol H2SO4 còn lại:**
   - Số mol H2SO4 ban đầu là 0,3 mol, sau phản ứng còn lại:
     $$
     0,3 - 0,125 = 0,175 \text{ mol H2SO4}
     $$

6. **Tính khối lượng các chất trong dung dịch A:**
   - Khối lượng NaOH đã phản ứng: 
     $$
     0,25 \text{ mol} \times 40 \text{ g/mol} = 10 \text{ g}
     $$
   - Khối lượng H2SO4 đã phản ứng: 
     $$
     0,125 \text{ mol} \times 98 \text{ g/mol} = 12,25 \text{ g}
     $$
   - Khối lượng Na2SO4 tạo thành:
     $$
     0,125 \text{ mol} \times 142 \text{ g/mol} = 17,75 \text{ g}
     $$
   - Khối lượng H2O tạo thành:
     $$
     0,25 \text{ mol} \times 18 \text{ g/mol} = 4,5 \text{ g}
     $$

7. **Tính tổng khối lượng dung dịch A:**
   - Tổng khối lượng dung dịch A = Khối lượng dung dịch ban đầu - Khối lượng NaOH đã phản ứng - Khối lượng H2SO4 đã phản ứng + Khối lượng Na2SO4 + Khối lượng H2O
   - Tổng khối lượng = 100 g + 150 g - 10 g - 12,25 g + 17,75 g + 4,5 g = 250 g

8. **Tính nồng độ phần trăm các chất trong dung dịch A:**
   - C% Na2SO4:
     $$
     C_{\text{Na2SO4}} = \frac{17,75 \text{ g}}{250 \text{ g}} \times 100\% = 7,1\%
     $$
   - C% H2SO4 còn lại:
     $$
     C_{\text{H2SO4}} = \frac{17,15 \text{ g}}{250 \text{ g}} \times 100\% = 6,86\%
     $$
   - C% H2O:
     $$
     C_{\text{H2O}} = \frac{4,5 \text{ g}}{250 \text{ g}} \times 100\% = 1,8\%
     $$

**Kết quả:**
- C% Na2SO4 = 7,1%
- C% H2SO4 = 6,86%
- C% H2O = 1,8%