Câu $\rm 5.$ Câu 5. (2 điểm),Nhỏ từ từ 1 lít dung dịch X gồm $H_2SO_40,1M$ và HCl 0,3M vào 1 lít dung dịch Y gồm $NaHCO_3~0,3M$,và $K_2CO_3~0,3M,$ thu được V lít khí $CO_2$ (đktc) và dung dịch Z. Cho dung dịch $Ba(OH)_2$ tới dư vào Z,,thu được m gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.,1) Viết các phương trình phản ứng hoá học đã xảy ra.,2) Tính các giá trị của V và m.

Question

Accepted Answer

Để giải bài toán này, chúng ta sẽ tiến hành từng bước.

### Bước 1: Xác định số mol của các chất có trong dung dịch X và dung dịch Y.

**Dung dịch X:**
- $H_2SO_4$ có nồng độ 0,1M và thể tích 1L:
$$
n_{H_2SO_4} = C \times V = 0,1 \text{ mol/L} \times 1 \text{ L} = 0,1 \text{ mol}
$$
- HCl có nồng độ 0,3M và thể tích 1L:
$$
n_{HCl} = 0,3 \text{ mol/L} \times 1 \text{ L} = 0,3 \text{ mol}
$$

**Dung dịch Y:**
- $NaHCO_3$ có nồng độ 0,3M và thể tích 1L:
$$
n_{NaHCO_3} = 0,3 \text{ mol/L} \times 1 \text{ L} = 0,3 \text{ mol}
$$
- $K_2CO_3$ có nồng độ 0,3M và thể tích 1L:
$$
n_{K_2CO_3} = 0,3 \text{ mol/L} \times 1 \text{ L} = 0,3 \text{ mol}
$$

### Bước 2: Phản ứng giữa các acid và bazơ.

**Phản ứng giữa $H_2SO_4$ và $NaHCO_3$:**
$$
H_2SO_4 + 2NaHCO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + 2CO_2 + 2H_2O
$$
Số mol $NaHCO_3$ cần để phản ứng hết với 0,1 mol $H_2SO_4$:
$$
n_{NaHCO_3} = 0,1 \text{ mol} \times 2 = 0,2 \text{ mol} 
$$
Vậy, còn lại 0,1 mol $NaHCO_3$ chưa phản ứng.

**Phản ứng giữa $HCl$ và $NaHCO_3$:**
$$
HCl + NaHCO_3 \rightarrow NaCl + CO_2 + H_2O
$$
Số mol $NaHCO_3$ cần để phản ứng với 0,3 mol $HCl$ là:
$$
n_{NaHCO_3} = 0,3 \text{ mol} 
$$
Số mol $NaHCO_3$ phản ứng với $HCl$:
$$
n_{NaHCO_3} = 0,3 \text{ mol} 
$$
Tổng số mol $NaHCO_3$ ban đầu là 0,3 mol, nhưng chỉ có 0,2 mol là phản ứng với $H_2SO_4$, còn lại 0,1 mol là phản ứng với $HCl$.

### Tổng số khí CO₂ sinh ra:
- Từ $H_2SO_4$: 0,1 mol $H_2SO_4$ cho ra 0,2 mol CO₂.
- Từ $HCl$: 0,3 mol $HCl$ cho ra 0,3 mol CO₂.
$$
V = 0,2 + 0,3 = 0,5 \text{ mol CO}_2
$$

### Bước 3: Tính m (khối lượng kết tủa BaSO4)

**Phản ứng giữa dung dịch Z và $Ba(OH)_2$:**
Trong dung dịch Z, ta có:
- $Na_2SO_4$ từ $H_2SO_4$, tạo ra $BaSO_4$ kết tủa:
$$
Ba^{2+} + SO_4^{2-} \rightarrow BaSO_4 \downarrow
$$
Số mol $BaSO_4$ tạo ra:
$$
n_{BaSO_4} = n_{Na_2SO_4} = 0,1 \text{ mol}
$$

**Tính khối lượng m:**
Khối lượng của $BaSO_4$:
$$
m_{BaSO_4} = n_{BaSO_4} \times M_{BaSO_4} = 0,1 \text{ mol} \times 233 \text{ g/mol} = 23,3 \text{ g}
$$

### Kết quả cuối cùng:
1) Các phương trình phản ứng:
- $H_2SO_4 + 2NaHCO_3 \rightarrow Na_2SO_4 + 2CO_2 + 2H_2O$
- $HCl + NaHCO_3 \rightarrow NaCl + CO_2 + H_2O$

2) Giá trị của V và m:
$$
V = 0,5 \text{ lít} \quad và \quad m = 23,3 \text{ g}
$$