Câu 4. Hòa tan 0,4 gam SO3 vào a gam dung dịch H2SO4 10% thu được dung dịch H2SO4 12,25%. a) Tính a b) Thêm 10 ml dung dịch Ba(OH)2 0,5 M vào dung dịch thu được ở trên lọc kết tủa thêm tiếp 50 ml dung dịch NaOH 0,8 M

a) Để tính a, trước tiên ta xác định số mol của SO3.

Khối lượng mol của SO3 = 80 g/mol.

Số mol SO3 = 0,4 g / 80 g/mol = 0,005 mol.

Khi SO3 hòa tan vào dung dịch H2SO4, nó sẽ tạo ra H2S2O7 (axit disulfuro), và số mol H2SO4 sau khi hòa tan sẽ tăng lên.

Để tìm số mol H2SO4 ban đầu có trong dung dịch, ta sử dụng dữ liệu về nồng độ 10%:

- 10% có nghĩa là 10 g H2SO4 trong 100 g dung dịch.
- Cần biết số gam H2SO4 trong a gam dung dịch:
Gam H2SO4 = (10/100) * a = 0,1a.

Khối lượng tổng H2SO4 sau khi hòa tan SO3 = H2SO4 ban đầu + SO3.

Khối lượng H2SO4 sau phản ứng là (0,1a + 0,4 g).

Tính nồng độ dung dịch sau phản ứng là 12,25%. Vậy:

12,25% = (Khối lượng H2SO4 sau phản ứng / khối lượng dung dịch tổng) * 100.

Giả sử khối lượng dung dịch tổng là a + 0,4.

Phương trình là:

12,25 = [(0,1a + 0,4) / (a + 0,4)] * 100.

Giải phương trình tìm a sẽ xác định được khối lượng dung dịch.

b) Đầu tiên, chúng ta sẽ tính số mol của Ba(OH)2 0,5 M trong dung dịch.

10 ml dung dịch Ba(OH)2 = 0,01 L.

Số mol Ba(OH)2 = 0,5 mol/L * 0,01 L = 0,005 mol.

Ba(OH)2 sẽ tạo ra BaSO4 kết tủa với tỷ lệ mol 1:1. Số mol BaSO4 = 0,005 mol.

Khối lượng BaSO4 = số mol khối lượng mol = 0,005 mol 233 g/mol = 1,165 g.

Tiếp theo, ta thêm 50 ml dung dịch NaOH 0,8 M vào nước lọc.

Số mol NaOH = 0,8 mol/L * 0,05 L = 0,04 mol.

NaOH sẽ phản ứng với H2SO4 còn lại sau khi loại bỏ BaSO4.

Tổng số mol H2SO4 sau phản ứng là số mol ban đầu (từ a gam H2SO4) + số mol từ SO3 đã hòa tan.

Giả định, sau cùng khối lượng chất rắn X thu được là 6,44 g. X gồm Na2SO4 và Na2BaSO4.

Số mol Na2SO4 tương ứng với khối lượng mol là 142 g/mol.

c) Cho X có khối lượng 48,3 g hòa tan trong v ml H2O tạo ra dung dịch H2SO4 có nồng độ 8%.

Khối lượng H2SO4 trong dung dịch = 8% * (48,3 + v).

Nó tương đương với:

0,08 * (48,3 + v) = 48,3.

Giải phương trình sẽ cho ra giá trị v.

Ta có thể tính v từ phương trình trên để tìm ra lượng nước cần thiết để hòa tan 48,3 g chất X cho dung dịch đạt nồng độ 8%.