Câu IV.1
Đề bài
a) Vì sao gắn chặt các tấm Zn vào phần vỏ tàu bằng thép ngâm trong nước biển có thể bảo vệ vỏ tàu?
b) Trộn 200 mL dung dịch Ba(OH)₂ 0,1 M với 300 mL dung dịch NaHCO₃ 0,1 M. Sau phản ứng hoàn toàn, lọc bỏ kết tủa, thu dung dịch X. Nhỏ từ từ HCl 0,25 M vào X, khuấy đều; tính thể tích acid đã dùng khi bắt đầu xuất hiện CO₂. Trình bày các bước tính.
Hướng dẫn giải
**Đáp án**:
Tự đối chiếu lời giải.
**Giải thích**:
a) Zn và Fe tiếp xúc điện với nhau, cùng tiếp xúc nước biển là môi trường điện li, tạo cặp ăn mòn điện hóa. Zn hoạt động mạnh hơn Fe và đóng vai trò anode:
$$\ce{Zn -> Zn^{2+} + 2e-}.$$
Zn bị oxi hóa trước, còn thép được bảo vệ ở vai trò cathode. Cần duy trì tiếp xúc điện và thay tấm Zn khi đã hao mòn.
b) Số mol ban đầu:
$$n_{\ce{Ba^{2+}}}=0{,}200(0{,}1)=0{,}020,$$
$$n_{\ce{OH-}}=2(0{,}020)=0{,}040\ \mathrm{mol},$$
$$n_{\ce{HCO3-}}=0{,}300(0{,}1)=0{,}030\ \mathrm{mol}.$$
Các phản ứng:
$$\ce{HCO3- + OH- -> CO3^{2-} + H2O},$$
$$\ce{Ba^{2+} + CO3^{2-} -> BaCO3 v}.$$
Sau phản ứng, 0,030 mol carbonate được tạo thành; 0,020 mol kết tủa cùng Ba²⁺. Dung dịch X còn 0,010 mol OH⁻ và 0,010 mol CO₃²⁻.
Acid trước hết trung hòa OH⁻, rồi chuyển carbonate thành hydrogencarbonate:
$$\ce{H+ + OH- -> H2O},$$
$$\ce{CO3^{2-} + H+ -> HCO3-}.$$
Khi bắt đầu có CO₂, lượng H⁺ đã dùng ở ngưỡng là
$$n_{\ce{H+}}=0{,}010+0{,}010=0{,}020\ \mathrm{mol}.$$
Suy ra $V=0{,}020/0{,}25=0{,}080$ L = 80 mL. Không dùng lượng acid để chuyển hết HCO₃⁻ thành CO₂ vì đề chỉ hỏi lúc khí bắt đầu xuất hiện.