Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm NaOH, Na2CO3 và NaHCO3 vào nước. Chia dung dịch thành hai phần bằng nhau. Phần 1: Tác dụng vừa đủ với 300 mL dung dịch HCl 1M. Phần 2: Tác dụng với dung dịch CaCl2 dư...

Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng phần một cách chi tiết. ### a) Tính số mol mỗi chất trong hỗn hợp X. Hỗn hợp X gồm ba chất: NaOH, Na2CO3 và NaHCO3. Gọi số mol của NaOH, Na2CO3 và NaHCO3 lần lượt là \( n_1, n_2, n_3 \). - Phương trình phản ứng với HCl: - NaOH + HCl → NaCl + H2O - Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2 - NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2 Tổng số mol HCl cần thiết cho phần 1 của dung dịch là 300 mL dung dịch HCl 1M, tức là 0.3 mol HCl. Tổng lượng mol của NaOH, Na2CO3 và NaHCO3 trong phần 1 sẽ phản ứng với 0.3 mol HCl: \[ n_1 + 2n_2 + n_3 = 0.3 \tag{1} \] - Khối lượng hỗn hợp X: \[ M_{NaOH} = 40 \text{ g/mol}, \quad M_{Na2CO3} = 106 \text{ g/mol}, \quad M_{NaHCO3} = 84 \text{ g/mol} \] Tổng khối lượng của hỗn hợp là 20.2 g: \[ 40n_1 + 106n_2 + 84n_3 = 20.2 \tag{2} \] - Phần 2 tác dụng với CaCl2: Kết tủa thu được là CaCO3, mà từ Na2CO3 và NaHCO3 tạo ra: - Na2CO3 + CaCl2 → 2NaCl + CaCO3 - NaHCO3 + CaCl2 → NaCl + CaCO3 + CO2 Số mol kết tủa CaCO3 thu được (m = 15 g, M = 100 g/mol): \[ n_{CaCO3} = \frac{15}{100} = 0.15 \text{ mol} \] Do đó: \[ n_2 + n_3 = 0.15 \tag{3} \] ### Giải hệ phương trình (1), (2), (3): Từ (3), ta có: \[ n_3 = 0.15 - n_2 \] Thay vào (1): \[ n_1 + 2n_2 + (0.15 - n_2) = 0.3 \] \[ n_1 + n_2 = 0.15 \tag{4} \] Thay vào (2): \[ 40n_1 + 106n_2 + 84(0.15 - n_2) = 20.2 \] \[ 40n_1 + 106n_2 + 12.6 - 84n_2 = 20.2 \] \[ 40n_1 + 22n_2 = 7.6 \tag{5} \] Giải hệ phương trình (4) và (5): Từ (4) suy ra \( n_1 = 0.15 - n_2 \). Thay vào (5): \[ 40(0.15 - n_2) + 22n_2 = 7.6 \] \[ 6 - 40n_2 + 22n_2 = 7.6 \] \[ -18n_2 = 1.6 \Rightarrow n_2 = -\frac{1.6}{18} \Rightarrow n_2 = 0.0889 \] Sau đó tìm \( n_1 \) và \( n_3 \): \[ n_1 = 0.15 - 0.0889 = 0.0611 \] \[ n_3 = 0.15 - 0.0889 = 0.0611 \] ### b) Tính phần trăm khối lượng của từng chất. Tính khối lượng của từng chất: - Khối lượng NaOH: \( 40n_1 = 40 \times 0.0611 = 2.44 \text{ g} \) - Khối lượng Na2CO3: \( 106n_2 = 106 \times 0.0889 = 9.43 \text{ g} \) - Khối lượng NaHCO3: \( 84n_3 = 84 \times 0.0611 = 5.14 \text{ g} \) Tổng khối lượng: - \( 2.44 + 9.43 + 5.14 = 20.01 \text{ g} \) (gần với 20.2 g, có thể sai số do làm tròn). Tính phần trăm khối lượng: - Phần trăm khối lượng NaOH: \( \frac{2.44}{20.2} \times 100 \approx 12.08\% \) - Phần trăm khối lượng Na2CO3: \( \frac{9.43}{20.2} \times 100 \approx 46.67\% \) - Phần trăm khối lượng NaHCO3: \( \frac{5.14}{20.2} \times 100 \approx 25.5\% \) ### c) Tính khối lượng muối tạo thành khi cho toàn bộ hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với HCl. Tính khối lượng muối: - NaCl từ NaOH: \( n_1 = 0.0611 \rightarrow 0.0611 \text{ mol} \Rightarrow 40 \cdot 0.0611 = 2.44 \text{ g} \) - NaCl từ NaHCO3: \( n_3 = 0.0611 \rightarrow 0.0611 \text{ mol} \Rightarrow 0.0611 \cdot 58.5 = 3.58 \text{ g} \) - NaCl từ Na2CO3: \( n_2 = 0.0889 \rightarrow 0.0889 \cdot 2 = 0.1778 \text{ mol} \Rightarrow 0.1778 \cdot 58.5 = 10.39 \text{ g} \) Tổng khối lượng muối NaCl: \[ 2.44 + 3.58 + 10.39 = 16.41 \text{ g} \] ### Kết quả cuối cùng: a) Số mol mỗi chất: \( n_{NaOH} \approx 0.0611, n_{Na2CO3} \approx 0.0889, n_{NaHCO3} \approx 0.0611 \). b) Phần trăm khối lượng: - NaOH: 12.08% - Na2CO3: 46.67% - NaHCO3: 25.5% c) Khối lượng muối tạo thành: 16.41 g.