Điện phân 29,25g dung dịch NaCl (có màng ngăn ). Cho NaOH thu được tác dụng với 6,72 lít khí CO2 ở đktc. Tính khối lượng muối thu được.

Question

minhthu_ · Accepted Answer

{"userId":5183859,"userName":"Bùi Ngọc Diễm"}

$$n_{NaCl}=\frac{29,25}{58,5}=0,5\left(mol\right)$$

$$n_{CO_2}=\frac{6,72}{22,4}=0,3\left(mol\right)$$

$$2NaCl+2H_2O$$ → $$2NaOH+H_2+Cl_2\left(1\right)$$

Từ (1) ⇒ $$n_{NaOH}=n_{NaCl}=0,5\left(mol\right)$$

Đặt $$T=\frac{n_{NaOH}}{n_{CO_2}}=\frac{0,5}{0,3}=\frac{5}{3}$$ ⇒ Tạo 2 muối

$$5NaOH+3CO_2$$ → $$2Na_2CO_3+NaHCO_3+2H_2O\left(2\right)$$

Từ (2) ⇒ $$n_{Na_2CO_3}=\frac{2}{5}n_{NaOH}=0,2;n_{NaHCO_3}=\frac{1}{5}n_{NaOH}=0,1$$

⇒ $$m_{Muối}=178,08\left(g\right)$$

Timi · Answer

Để giải bài toán này, ta thực hiện theo các bước sau:

1. **Tính số mol NaCl trong dung dịch**:
   - Khối lượng mol của NaCl = 23 (Na) + 35.5 (Cl) = 58.5 g/mol.
   - Số mol NaCl trong 29.25g:
     $$
     n_{NaCl} = \frac{29.25 \, g}{58.5 \, g/mol} = 0.5 \, mol.
     $$

2. **Điện phân dung dịch NaCl**:
   - Trong quá trình điện phân, NaCl sẽ phân ly thành Na⁺ và Cl⁻.
   - 1 mol NaCl sẽ tạo ra 1 mol Na⁺ và 1 mol Cl⁻.

3. **Số mol NaOH được tạo ra**:
   - Na⁺ sẽ tác dụng với nước để tạo ra NaOH:
     $$
     Na^+ + H_2O \rightarrow NaOH + H^+.
     $$
   - Do đó, số mol NaOH sẽ bằng số mol NaCl, tức là 0.5 mol NaOH.

4. **Tính số mol CO2**:
   - Theo đề bài, ta có 6.72 lít CO2 ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc).
   - 1 mol khí ở đktc có thể tích khoảng 22.4 lít, vậy số mol CO2 là:
     $$
     n_{CO2} = \frac{6.72 \, l}{22.4 \, l/mol} = 0.3 \, mol.
     $$

5. **Phản ứng giữa NaOH và CO2**:
   - Phản ứng giữa NaOH và CO2:
     $$
     2 NaOH + CO2 \rightarrow Na2CO3 + H2O.
     $$
   - Từ phương trình phản ứng, 2 mol NaOH cần 1 mol CO2. 
   - Do đó, số mol NaOH cần cho 0.3 mol CO2 là:
     $$
     n_{NaOH\_cần} = 2 \times n_{CO2} = 2 \times 0.3 = 0.6 \, mol.
     $$

6. **Xác định số mol NaOH có sẵn**:
   - Ta đã có 0.5 mol NaOH từ điện phân, nhưng cần 0.6 mol NaOH cho phản ứng với CO2.
   - Vậy phản ứng chỉ sử dụng 0.5 mol NaOH có sẵn, và số mol CO2 phản ứng sẽ là:
     $$
     n_{CO2\_phản\ ứng} = \frac{0.5}{2} = 0.25 \, mol.
     $$

7. **Tính khối lượng muối thu được**:
   - Từ phản ứng, 0.25 mol CO2 sẽ tạo ra 0.25 mol Na2CO3.
   - Khối lượng mol của Na2CO3 = 2 \times 23 (Na) + 12 (C) + 3 \times 16 (O) = 46 + 12 + 48 = 106 g/mol.
   - Khối lượng muối Na2CO3 thu được là:
     $$
     m_{Na2CO3} = n_{Na2CO3} \times M_{Na2CO3} = 0.25 \, mol \times 106 \, g/mol = 26.5 \, g.
     $$

**Kết luận**: Khối lượng muối thu được là 26.5 g.