Cho carbon (C) tác dụng với hơi nước ở nhiệt độ cao, làm ngưng tụ hết hơi nước, thu được hỗn hợp X gồm CO, CO2, H2. Cho X từ từ qua 100 mL dung dịch NaOH 0,20 M và Ba(OH)2, thu được 5,91 g kết tủa, dung dịch Y và còn lại 13,44 L (đktc) hỗn hợp Z gồm 02 khí. Để thu được kết tủa lớn nhất từ Y, cần thêm vào Y ít nhất 150 mL dung dịch KOH 0,10 M. Tính %V(CO2) trong X.

Question

Accepted Answer

Để giải bài toán này, ta sẽ đi từng bước.

1. **Xác định lượng kết tủa**:
   Kết tủa trong dung dịch NaOH và Ba(OH)2 chủ yếu là BaCO3, vì CO2 sẽ phản ứng với Ba(OH)2 để tạo ra BaCO3.

Ta có khối lượng kết tủa là 5,91 g. Tính số mol BaCO3:
   $$
   \text{Khối lượng mol của BaCO3} = 137 + 12 + 3 \times 16 = 197 \text{ g/mol}
   $$
   $$
   \text{Số mol BaCO3} = \frac{5,91}{197} \approx 0,02993 \text{ mol}
   $$

2. **Phản ứng với CO2**:
   Từ phản ứng trên, ta biết rằng số mol CO2 trong hỗn hợp X là:
   $$
   n_{CO2} = n_{BaCO3} = 0,02993 \text{ mol}
   $$

3. **Tính lượng CO2 trong hỗn hợp khí Z**:
   Hỗn hợp Z gồm 2 khí còn lại sau khi phản ứng, theo bài toán, ta có:
   $$
   V_{Z} = 13,44 \text{ L}
   $$
   Tính số mol khí:
   $$
   n_{Z} = \frac{V_{Z}}{V_{m}} = \frac{13,44}{22,4} = 0,6 \text{ mol}
   $$

Lượng khí Z bao gồm CO và H2 (vì CO2 đã phản ứng tạo kết tủa). Ta có:
   $$
   n_{Z} = n_{CO} + n_{H2} = 0,6 \text{ mol}
   $$

4. **Số mol khí tổng cộng**:
   Tổng số mol khí trong hỗn hợp X là:
   $$
   n_{X} = n_{CO} + n_{CO2} + n_{H2} = n_{CO} + 0,02993 + n_{H2}
   $$

Gọi số mol CO là $ n_{CO} $ và số mol H2 là $ n_{H2} $.

5. **Lập phương trình cho phản ứng**:
   Ta có từ phản ứng carbon với hơi nước:
   $$
   C + H2O \rightarrow CO + H2
   $$
   hoặc
   $$
   C + 2H2O \rightarrow CO2 + 2H2
   $$

Giả sử có $ x $ mol CO2, $ y $ mol CO và $ z $ mol H2:
   $$
   x + y + z = n_{X}
   $$
   Thay vào phương trình:
   $$
   n_{X} = y + 0,02993 + z
   $$
   Với $ n_{X} = n_{Z} + n_{CO2} = 0,6 + 0,02993 \approx 0,62993 $
   $$
   y + z = 0,62993 - 0,02993 = 0,6
   $$

6. **Tính %V(CO2) trong X**:
   Từ các số mol, ta có thể tính được % thể tích CO2 trong hỗn hợp X. 
   Khí CO2 có thể tích là:
   $$
   V_{CO2} = n_{CO2} \cdot 22,4 = 0,02993 \cdot 22,4 \approx 0,6707 \text{ L}
   $$

Tổng thể tích khí X là:
   $$
   V_{X} = V_{CO2} + V_{CO} + V_{H2} = V_{CO2} + V_{Z} = 0,6707 + 13,44 = 14,1107 \text{ L}
   $$

Tính %V(CO2):
   $$
   \%V(CO2) = \left( \frac{V_{CO2}}{V_{X}} \right) \times 100\% = \left( \frac{0,6707}{14,1107} \right) \times 100 \approx 4,75\%
   $$

**Kết luận**: 
%V(CO2) trong X khoảng 4,75%.

Cho carbon (C) tác dụng với hơi nước ở nhiệt độ cao, làm ngưng tụ hết hơi nước, thu được hỗn hợp X gồm CO, CO2, H2. Cho X từ từ qua 100 mL dung dịch NaOH 0,20 M và Ba(OH)2, thu được 5,91 g kết tủa, dun...