Nhiệt phân hoàn toàn 15g muối cacbonat của 1 kim loại hóa trị II. Dẫn toàn bộ khí sinh ra vào 200g dung dịch NaOH 4% vừa đủ thì thu được dung dịch chứa hai muối có nồng độ các chất tan là 6,63%. Xác định công thức muối đem nhiệt phân.

Các phương trình hóa học xảy ra:

$MC{O}_3\stackrel{t^o}{\to }MO+C{O}_2\uparrow$

$x \leftarrow x$ 

$C{O}_2+2NaOH\to N{a}_{2}C{O}_3+H_{2}O$

$C{O}_2+NaOH\to NaHC{O}_3$

Khối lượng NaOH là: $m_{NaOH}=\frac{C{\%}_{NaOH}.m_{dd}}{100\%}=\frac{4\%.200}{100\%}=8\left(g\right)$ 

Số mol NaOH là: $n_{NaOH}=\frac{m_{NaOH}}{M_{NaOH}}=\frac{8}{40}=\mathrm{0,2}\left(mol\right)$ 

Gọi x là số mol của CO₂ thu được

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho C, ta có:

$n_{C{O}_2}=n_{N{a}_{2}C{O}_3}+n_{NaHC{O}_3}=x\left(1\right)$ 

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho Na, ta có:

$n_{NaOH}=2n_{N{a}_{2}C{O}_3}+n_{NaHC{O}_3}=\mathrm{0,2}\left(mol\right)\left(2\right)$ 

Từ (1) và (2) $\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}{n}_{N{a}_{2}C{O}_3}=\mathrm{0,2}-x\\ n_{NaHC{O}_3}=2x-\mathrm{0,2}\end{array}\right.$ 

Khối lượng dung dịch sau phản ứng là:

$m_{dd\left(2\right)}=m_{dd\left(NaOH\right)}+m_{C{O}_2}=200+44x$ 

Tổng nồng độ các muối trong dung dịch sau phản ứng là:

$C\%=\frac{m_{N{a}_{2}C{O}_3}+m_{NaHC{O}_3}}{m_{dd\left(2\right)}}.100\%=\mathrm{6,63}\%$

$\iff \frac{\left(\mathrm{0,2}-x\right).106+\left(2x-\mathrm{0,2}\right).84}{200+44x}=\mathrm{0,0663}$

$\iff x=\mathrm{0,15}\left(mol\right)$ 

Theo phương trình $\Rightarrow n_{MC{O}_3}=x=\mathrm{0,15}\left(mol\right)$ 

$\Rightarrow M_{MC{O}_3}=\frac{m_{MC{O}_3}}{n_{MC{O}_3}}=\frac{15}{\mathrm{0,15}}=100\left(g/mol\right)$

$\iff M_M+60=100\Rightarrow M_M=40$ 

Vậy kim loại M là Ca, muối ban đầu là CaCO₃.