Một mẫu vôi (CaO) để trong không khí một thời gian, sau đó đem sấy khô đến khi khối lượng không đổi, thu được chất rắn H có khối lượng 47,72 gam. Hoà tan hoàn toàn 47,72 gam H trong 185 cm³ dung dịch nitric acid (D = 1138 g/dm³), thu được dung dịch X. Lấy gấp đôi khối lượng dung dịch X đem cô đặc và làm lạnh đến 0°C, thu được dung dịch Y và thấy tách ra 47,20 gam chất A. Lấy một phần tư khối lượng dung dịch Y đem cô đặc và sau đó làm lạnh cho đến khi toàn bộ lượng muối tách hết khỏi dung dịch, thu được 23,60 gam chất A. Các phần chất A thu được được gộp lại và giữ trong thời gian dài ở lò sấy 220°C, thấy khối lượng giảm 30,50% so với ban đầu và tạo thành chất B. Thực hiện thí nghiệm đối với chất B như sau:
– Thí nghiệm 1: Lấy một nửa lượng chất B cho vào ống thạch sứ nung nóng đến 400°C và giữ ở nhiệt độ này cho đến khi khối lượng không thay đổi, thu được chất C và 4,80 gam khí.
– Thí nghiệm 2: Lấy một nửa còn lại của chất B thực hiện thí nghiệm tương tự, nhưng nhiệt độ cuối cùng là 600°C, thu được chất D có khối lượng bằng 34,20% khối lượng ban đầu
a) Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra khi hoà tan mẫu H trong dung dịch nitric acid.
b) Xác định công thức hoá học của A, B, C và D.
c) Tính phần trăm khối lượng tạp chất trong chất rắn H. Biết rằng 70% lượng CaO đã chuyển thành tạp chất trong H.
(a) CaCO3 + 2HNO3 —> Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
Ca(OH)2 + 2HNO3 —> Ca(NO3)2 + 2H2O
CaO + 2HNO3 —> Ca(NO3)2 + H2O
(b) A là Ca(NO3)2.xH2O; B là Ca(NO3)2. Quá trình sấy:
Ca(NO3)2.xH2O —> Ca(NO3)2 + xH2O↑
—> %H2O = 18x/(164 + 18x) = 30,50%
—> x = 4: A là Ca(NO3)2.4H2O
C là Ca(NO2)2 và D là CaO:
½B nung ở 400°C: Ca(NO3)2 —> Ca(NO2)2 + O2
½B nung ở 600°C: 2Ca(NO3)2 —> 2CaO + 4NO2 + O2
(c)
nCaO ban đầu = nCa(NO3)2 = ½(47,20 + 23,60.4)/236 = 0,3 mol
70% CaO chuyển thành tạp chất nên còn lại 30% CaO, ứng với 30%.0,3 = 0,09 mol
—> % tạp chất = (47,72 – 0,09.56)/47,72 = 89,44%
Nếu tính số mol cụ thể thì có nghiệm âm:
H gồm CaO (x), CaCO3 (y) và Ca(OH)2 (z)
mH = 56x + 100y + 74z = 47,72
nCa(NO3)2 = x + y + z = 0,3
%CaO ban đầu bị chuyển hóa = (y + z)/0,3 = 70%
—> Nghiệm âm.