Trong các nồi hơi công nghiệp thường có đóng cặn CaSO. Lớp cặn này thường được tẩy bỏ bằng soda theo phương trình hóa học
CaSO(s) + NaCO(aq) CaCO(s) + NaSO(aq) (I)
Một nhóm học sinh đã muốn kiểm chứng lại phản ứng này trong phòng thí nghiệm, từ đó nhóm đã lập kế hoạch và tiến hành thí nghiệm như sau:
Bước 1: Thêm 1,00 g CaSO vào 100,0 mL dung dịch NaCO 0,10 M ở 25 °C.
Bước 2: Khuấy đều hỗn hợp đồng thời đo pH của dung dịch bằng máy đo pH. Kết quả sự thay đổi pH được thể hiện như hình bên.
[Hình cần kiểm tra lại: p3_f1]
Dựa trên thực tế là pH không thay đổi sau thời gian t, học sinh A đưa ra giả thuyết: phản ứng (I) đã đạt đến cân bằng. Còn học sinh B đưa ra hai giả thuyết:
• Giả thuyết 1: Chất rắn CaSO đã được chuyển đổi hoàn toàn.
• Giả thuyết 2: Chất rắn CaSO vẫn còn, nhưng được bao quanh bởi kết tủa CaCO.
Để kiểm chứng giả thuyết của học sinh B, nhóm tiếp tục làm thí nghiệm và thu được kết quả như sau:
Thao tác Hiện tượng Bước 3 Tách lấy kết tủa, rửa sạch, làm khô – Bước 4 Thêm lượng dư dung dịch HCl 0,1 M Có bọt khí, kết tủa tan hoàn toàn Bước 5 Thêm dung dịch BaCl 0,1 M Không xuất hiện kết tủa trắng
Trong các nồi hơi công nghiệp thường có đóng cặn CaSO. Lớp cặn này thường được tẩy bỏ bằng soda theo phương trình hóa học
CaSO(s) + NaCO(aq) CaCO(s) + NaSO(aq) (I)
Một nhóm học sinh đã muốn kiểm chứng lại phản ứng này trong phòng thí nghiệm, từ đó nhóm đã lập kế hoạch và tiến hành thí nghiệm như sau:
Bước 1: Thêm 1,00 g CaSO vào 100,0 mL dung dịch NaCO 0,10 M ở 25 °C.
Bước 2: Khuấy đều hỗn hợp đồng thời đo pH của dung dịch bằng máy đo pH. Kết quả sự thay đổi pH được thể hiện như hình bên.
[Hình cần kiểm tra lại: p3_f1]
Dựa trên thực tế là pH không thay đổi sau thời gian t, học sinh A đưa ra giả thuyết: phản ứng (I) đã đạt đến cân bằng. Còn học sinh B đưa ra hai giả thuyết:
• Giả thuyết 1: Chất rắn CaSO đã được chuyển đổi hoàn toàn.
• Giả thuyết 2: Chất rắn CaSO vẫn còn, nhưng được bao quanh bởi kết tủa CaCO.
Để kiểm chứng giả thuyết của học sinh B, nhóm tiếp tục làm thí nghiệm và thu được kết quả như sau:
CaSO(s) + NaCO(aq) CaCO(s) + NaSO(aq) (I)
Một nhóm học sinh đã muốn kiểm chứng lại phản ứng này trong phòng thí nghiệm, từ đó nhóm đã lập kế hoạch và tiến hành thí nghiệm như sau:
Bước 1: Thêm 1,00 g CaSO vào 100,0 mL dung dịch NaCO 0,10 M ở 25 °C.
Bước 2: Khuấy đều hỗn hợp đồng thời đo pH của dung dịch bằng máy đo pH. Kết quả sự thay đổi pH được thể hiện như hình bên.
[Hình cần kiểm tra lại: p3_f1]
Dựa trên thực tế là pH không thay đổi sau thời gian t, học sinh A đưa ra giả thuyết: phản ứng (I) đã đạt đến cân bằng. Còn học sinh B đưa ra hai giả thuyết:
• Giả thuyết 1: Chất rắn CaSO đã được chuyển đổi hoàn toàn.
• Giả thuyết 2: Chất rắn CaSO vẫn còn, nhưng được bao quanh bởi kết tủa CaCO.
Để kiểm chứng giả thuyết của học sinh B, nhóm tiếp tục làm thí nghiệm và thu được kết quả như sau:
| Thao tác | Hiện tượng | |
|---|---|---|
| Bước 3 | Tách lấy kết tủa, rửa sạch, làm khô | – |
| Bước 4 | Thêm lượng dư dung dịch HCl 0,1 M | Có bọt khí, kết tủa tan hoàn toàn |
| Bước 5 | Thêm dung dịch BaCl 0,1 M | Không xuất hiện kết tủa trắng |
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Cặn CaSO được tẩy bỏ nhờ vào độ tan của CaSO cao hơn so với CaCO.
b)
pH trong thí nghiệm giảm dần do nồng độ của NaCO trong dung dịch giảm dần.
c)
Kết quả của thí nghiệm ở bước 2 cho thấy hiệu suất của quá trình tẩy cặn CaSO phụ thuộc vào pH của dung dịch.
d)
Từ kết quả thí nghiệm ở bước 4 và 5 kết luận được giả thuyết 1 là đúng, giả thuyết 2 là sai.
Đáp án chính thức: a:Đ,b:Đ,c:S,d:Đ
Hướng dẫn giải chi tiết
a) Đúng. CaCO ít tan hơn CaSO. Khi Ca tạo CaCO kết tủa, cân bằng hòa tan CaSO bị kéo theo chiều làm tan thêm CaSO, nhờ đó tẩy được cặn CaSO.
b) Đúng. NaCO tạo môi trường base. Khi CO bị tiêu thụ để tạo CaCO, nồng độ CO giảm nên pH dung dịch giảm dần.
c) Sai. Kết quả ở bước 2 chỉ cho thấy pH thay đổi rồi ổn định sau thời gian t. Nó chưa chứng minh hiệu suất tẩy cặn phụ thuộc vào pH, vì thí nghiệm chưa khảo sát các giá trị pH khác nhau.
d) Đúng. Sau khi tách kết tủa, thêm HCl dư thấy có bọt khí và kết tủa tan hoàn toàn: Sau đó thêm BaCl không xuất hiện kết tủa trắng, chứng tỏ không còn SO, tức là không còn CaSO trong phần rắn. Vậy giả thuyết 1 đúng, giả thuyết 2 sai.
a) CaCO ít tan hơn CaSO. Khi Ca tạo CaCO kết tủa, cân bằng hòa tan CaSO bị kéo theo chiều làm tan thêm CaSO, nhờ đó tẩy được cặn CaSO.
b) NaCO tạo môi trường base. Khi CO bị tiêu thụ để tạo CaCO, nồng độ CO giảm nên pH dung dịch giảm dần.
c) Kết quả ở bước 2 chỉ cho thấy pH thay đổi rồi ổn định sau thời gian t. Nó chưa chứng minh hiệu suất tẩy cặn phụ thuộc vào pH, vì thí nghiệm chưa khảo sát các giá trị pH khác nhau.
d) Sau khi tách kết tủa, thêm HCl dư thấy có bọt khí và kết tủa tan hoàn toàn:
Sau đó thêm BaCl không xuất hiện kết tủa trắng, chứng tỏ không còn SO, tức là không còn CaSO trong phần rắn.
Vậy giả thuyết 1 đúng, giả thuyết 2 sai.
b) Đúng. NaCO tạo môi trường base. Khi CO bị tiêu thụ để tạo CaCO, nồng độ CO giảm nên pH dung dịch giảm dần.
c) Sai. Kết quả ở bước 2 chỉ cho thấy pH thay đổi rồi ổn định sau thời gian t. Nó chưa chứng minh hiệu suất tẩy cặn phụ thuộc vào pH, vì thí nghiệm chưa khảo sát các giá trị pH khác nhau.
d) Đúng. Sau khi tách kết tủa, thêm HCl dư thấy có bọt khí và kết tủa tan hoàn toàn: Sau đó thêm BaCl không xuất hiện kết tủa trắng, chứng tỏ không còn SO, tức là không còn CaSO trong phần rắn. Vậy giả thuyết 1 đúng, giả thuyết 2 sai.
a) CaCO ít tan hơn CaSO. Khi Ca tạo CaCO kết tủa, cân bằng hòa tan CaSO bị kéo theo chiều làm tan thêm CaSO, nhờ đó tẩy được cặn CaSO.
b) NaCO tạo môi trường base. Khi CO bị tiêu thụ để tạo CaCO, nồng độ CO giảm nên pH dung dịch giảm dần.
c) Kết quả ở bước 2 chỉ cho thấy pH thay đổi rồi ổn định sau thời gian t. Nó chưa chứng minh hiệu suất tẩy cặn phụ thuộc vào pH, vì thí nghiệm chưa khảo sát các giá trị pH khác nhau.
d) Sau khi tách kết tủa, thêm HCl dư thấy có bọt khí và kết tủa tan hoàn toàn:
Sau đó thêm BaCl không xuất hiện kết tủa trắng, chứng tỏ không còn SO, tức là không còn CaSO trong phần rắn.
Vậy giả thuyết 1 đúng, giả thuyết 2 sai.