Hỗn hợp Z gồm một hiđrocacbon A và oxi (lượng oxi trong Z gấp đôi lượng oxi cần thiết để đốt cháy hết A). Bật tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp Z, đến khi kết thúc phản ứng thì thể tích khí và hơi sau khi đốt không đổi so với ban đầu. Nếu cho ngưng tụ hơi nước của hỗn hợp sau khi đốt thì thể tích giảm đi 40% (biết rằng các thể tích khí và hơi đều đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Trong một thí nghiệm khác đốt cháy hoàn toàn 8,96 lít khí A (đo ở đktc) rồi cho toàn bộ sản phẩm vào dung dịch chứa 22,2 gam Ca(OH)2 thì khối lượng của dung dịch tăng hay giảm, bao nhiêu gam?

Đây là dạng câu hỏi tính toán hóa học cơ bản. Trước hết cần xác định dữ kiện đề bài đang cho dưới dạng khối lượng, số mol hoặc thể tích khí, sau đó chọn công thức phù hợp để tìm kết quả.

Tìm công thức phân tử của A. Khối lượng dung dịch tăng hoặc giảm bằng (m CO2+ m H2O )- m kết tủa 1. Đặt công thức của A là: C_xH_y (trong đó x và y chỉ nhận giá trị nguyên, dương) và thể tích của A đem đốt là a (lít), (a>o). Phản ứng đốt cháy A. C_xH_y+ (x+ (y)/(4))O2→+ (y)/(2)H2O (1) a a(x+y/4) ax ay/2 (lít)

Theo giả thiết lượng oxi đã dùng gấp đôi lượng cần thiết và đến khi kết thúc phản ứng thì thể tích khí và hơi sau khi đốt không đổi so với ban đầu nên ta có phương trình: a+ 2a(x+ (y)/(4)) = ax+ a(y)/(2)+ a(x+ (y)/(4)) ⇔ y = 4 (I) Sau khi ngưng tụ hơi nước thì thể tích giảm 40% do vậy: V_H2O = (40)/(100)[a+ 2a(x+ (y)/(4))] Mặt khác theo (1) thì V_H2O = a(y)/(2). Nên ta có phương trình: a(y)/(2) = (40)/(100)[a+ 2a(x+ (y)/(4))) (II) Thay (I) vào (II) ta có ⇔ x = 1 ⇒ Công thức phân tử của A là CH 4 2. n_CH4 = (8,96)/(22,4) = 0,4(mol);n_Ca(OH)_2 = (22,2)/(74) = 0,3(mol) Các phản ứng có thể xảy ra: CH4+ 2O2→+ 2H2O (2) 0,4 0,4 0,8 (mol) Ca(OH)_2+ CO2 → CaCO3 ↓+ H2O (3) 0,3 0,3 0,3 (mol) CaCO3+ CO2+ H2O → Ca(HCO3)_2 (4) 0,1 0,1 0,1 (mol)

Theo (2) ⇒ n_CO2 = n_CH4 = 0,4(mol). Xét tỷ lệ n_CO2n_Ca(OH)_2 ta thấy 1 leqslant (0,4)/(0,3) leqslant 2. Do vậy xảy ra cả (3) và (4). Lượng sinh ra cực đại ở (3) sau đó hòa tan một phần theo (4). Theo(3) n_CaCO3 = n_CO2 = n_Ca(OH)_2 = 0,3(mol) Số mol tham gia phản ứng ở (4) là: (0,4− 0,3) = 0,1 (mol)

Theo (4) ⇒ n_CaCO3 = n_CO2 = 0,1(mol)

Vậy số mol không bị hòa tan sau phản ứng (4) là:

Ta có:(m_CO2+ m_H2O)− m_CaCO3 = 0,4.44+ 0,8.18− 0,2.100 = 12(gam)

Vậy khối lượng dung dịch tăng lên 12 gam

Đáp án C

Từ phân tích trên, đáp án đúng là C. Tăng 12 gam.