Cho hỗn hợp chất rắn gồm CaC₂, Al₄C₃, Ca vào nước dư thu được hỗn hợp X gồm 3 khí (trong đó có 2 khí có cùng số mol). Lấy 8,96 lít hỗn hợp X (đktc) chia làm 2 phần bằng nhau. Phần 1 cho vào dung dịch AgNO₃ trong NH₃ (dư), sau phản ứng thu được 24 gam kết tủa. Phần 2 cho qua Ni (đun nóng) thu được hỗn hợp Y. Thể tích O₂ (đktc) cần dùng để đốt cháy hoàn toàn Y là

Đáp án D

Phương pháp giải:

CaC₂, Al₄C₃, Ca tác dụng với H₂O thu được hỗn hợp X gồm 3 khí lần lượt là C₂H₂; CH₄ và H₂.

Phần 1: Chỉ có C₂H₂ pư

PTHH: C₂H₂ + AgNO₃ + NH₃ → Ag₂C₂↓ + NH₄NO₃

Từ số mol kết tủa Ag₂C₂ suy ra số mol C₂H₂.

Hỗn hợp X có 2 khí có số mol bằng nhau ⟹ n_CH4 = n_H2.

Phần 2: Thành phần nguyên tố của hỗn hợp X và Y giống nhau nên đốt Y cũng như đốt X.

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{C_2}{H_2}}\\{C{H_4}}\\{{H_2}}\end{array}} \right. + {O_2} \to \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{C{O_2}}\\{{H_2}O}\end{array}} \right.\)

BTNT.C ⟹ n_CO2 = 2n_C2H2 + n_CH4

BTNT.H ⟹ n_H2O = n_C2H2 + 2n_CH4 + n_H2

BTNT.O ⟹ n_{O2 pư} = n_CO2 + ½ n_H2O ⟹ V_{O2 (đktc)}.

Giải chi tiết:

CaC₂, Al₄C₃, Ca tác dụng với H₂O thu được hỗn hợp X gồm 3 khí lần lượt là C₂H₂; CH₄ và H₂.

n_X = 8,96/22,4 = 0,4 (mol) ⟹ n_{X trong mỗi phần} = 0,2 (mol)

Phần 1: Chỉ có C₂H₂ pư

PTHH: C₂H₂ + AgNO₃ + NH₃ → Ag₂C₂↓ + NH₄NO₃

⟹ n_C2H2 = n_Ag2C2 = 24/240 = 0,1 (mol)

⟹ (n_CH4 + n_H2) = n_X - n_C2H2 = 0,2 - 0,1 = 0,1 (mol)

Hỗn hợp X có 2 khí có số mol bằng nhau ⟹ n_CH4 = n_H2 = 0,1/2 = 0,05 (mol) (vì nếu C₂H₂ bằng với mol 1 chất khí còn lại thì vô lí).

Phần 2: Thành phần nguyên tố của hỗn hợp X và Y giống nhau nên đốt Y cũng như đốt X.

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{C_2}{H_2}:0,1}\\{C{H_4}:0,05}\\{{H_2}:0,05}\end{array}} \right. + {O_2} \to \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{C{O_2}:0,25\left( {BTNT.C} \right)}\\{{H_2}O:0,25\left( {BTNT.H} \right)}\end{array}} \right.\)

BTNT.O ⟹ n_{O2 pư} = n_CO2 + ½ n_H2O = 0,25 + ½.0,25 = 0,375 mol

⟹ V_{O2 (đktc)} = 0,375.22,4 = 8,4 (lít).