Bài toán hấp thụ khí CO2 vào dung dịch kiềm như KOH là một dạng bài tập quan trọng và thường gặp trong chương trình Hóa học THPT. Bài viết này sẽ đi sâu vào một ví dụ cụ thể, phân tích chi tiết cách giải quyết bài toán hấp thụ hoàn toàn 0.672 lít khí CO2 vào dung dịch KOH, từ đó giúp các bạn học sinh nắm vững phương pháp và tự tin giải các bài tập tương tự.
Đề bài: Hấp thụ hoàn toàn 6,72 lít khí CO2 (đktc) vào dung dịch chứa a mol KOH, thu được dung dịch chứa 33,8g hỗn hợp muối. Giá trị của a là:
A. 0,5.
B. 0,6.
C. 0,4.
D. 0,3.
Phân tích đề bài:
- Dữ kiện: Thể tích CO2, khối lượng muối thu được.
- Yêu cầu: Tìm số mol KOH (a).
- Mấu chốt: Xác định được các muối tạo thành sau phản ứng.
Lời giải chi tiết:
-
Tính số mol CO2:
Số mol CO2 = V / 22.4 = 6.72 / 22.4 = 0.3 mol
-
Xác định muối tạo thành:
Do hấp thụ hoàn toàn CO2 và thu được hỗn hợp muối, nên dung dịch sau phản ứng chứa cả K2CO3 (kali cacbonat) và KHCO3 (kali bicacbonat).
-
Đặt ẩn và lập hệ phương trình:
Gọi x là số mol K2CO3 và y là số mol KHCO3.
- Phương trình theo khối lượng muối: 138x + 100y = 33.8
- Phương trình theo số mol CO2: x + y = 0.3 (do toàn bộ CO2 chuyển vào 2 muối này)
-
Giải hệ phương trình:
Giải hệ phương trình trên, ta được: x = 0.1 và y = 0.2
-
Tính số mol KOH:
Số mol KOH (a) = 2x + y = 2 * 0.1 + 0.2 = 0.4 mol
Vậy, giá trị của a là 0.4.
Đáp án đúng: C
Hình ảnh minh họa quá trình phản ứng giữa CO2 và KOH, biểu diễn sự hình thành của muối kali cacbonat (K2CO3) và kali bicacbonat (KHCO3) trong dung dịch.
Lưu ý quan trọng:
- Điều kiện phản ứng: Bài toán thường cho điều kiện phản ứng (ví dụ: hấp thụ hoàn toàn) để xác định các sản phẩm.
- Tỉ lệ mol: Cần nắm vững tỉ lệ mol giữa CO2 và KOH để xác định sản phẩm chính.
- Phương pháp giải: Thường sử dụng phương pháp đặt ẩn và giải hệ phương trình.
Mở rộng và nâng cao:
Bài toán có thể biến đổi bằng cách thay đổi:
- Loại kiềm: NaOH, Ca(OH)2,…
- Khối lượng hoặc thể tích CO2.
- Yêu cầu tính toán khác: Tính nồng độ muối, pH dung dịch,…
Để giải quyết các bài toán phức tạp hơn, cần kết hợp thêm kiến thức về:
- Định luật bảo toàn nguyên tố.
- Phản ứng trung hòa.
- Tính chất của các chất.
Hy vọng bài viết này đã giúp các bạn hiểu rõ hơn về dạng bài toán hấp thụ hoàn toàn 0.672 lít khí CO2 vào dung dịch KOH và cách giải quyết chúng một cách hiệu quả. Chúc các bạn học tốt!
