Đề bài

Sodium sulfate (Na₂SO₄) được ứng dụng trong sản xuất giấy, thủy tinh, chất tẩy rửa. Trong công nghiệp, Na₂SO₄ được sản xuất bằng cách đun H₂SO₄ với NaCl. Người ta dùng một lượng H₂SO₄ vừa đủ, nồng độ 75% đun với NaCl. Sau phản ứng thu được sản phẩm có tỉ lệ như sau: 91,48% Na₂SO₄; 4,79% NaHSO₄; 1,98% NaCl; 1,35% H₂O; 0,40% HCl.

a. Viết các phản ứng hóa học xảy ra. Tính tỉ lệ % NaCl đã chuyển hóa thành Na₂SO₄.

b. Tính khối lượng hỗn hợp rắn thu được nếu dùng một tấn NaCl.

c. Tính thành phần % khối lượng mỗi khí và hơi thoát ra khi sản xuất được 1 tấn hỗn hợp rắn.

Phương pháp giải

Dựa vào tính chất hóa học nhóm IA.

Lời giải của GV Loigiaihay.com

a. Phương trình hóa học:

                        H₂SO₄ + 2NaCl → Na₂SO₄ + 2HCl

H₂SO₄ + NaCl → NaHSO₄ + HCl

Giả sử có 100g khối lượng sản phẩm

Bảo toàn nguyên tố Na ta có: n_{NaCl (ban đầu)} =\(2.\frac{{91,48}}{{142}} + \frac{{4,79}}{{120}} + \frac{{1,98}}{{58,5}} = 1,36mol\)

               m_{NaCl (ban đầu)} = 1,36.58,5 = 79,69 gam

Tỉ lệ % NaCl đã chuyển hóa thành Na2SO4 là: \(\frac{{2.{n_{Na2SO4}}}}{{{n_{NaCl}}}}\)=\(\frac{{2.\frac{{91,48}}{{142}}}}{{1.36}}.100 = 94,58\% \)

b. Ta có: tỉ lệ 79,69 gam NaCl tạo ra 91,48 gam Na₂SO₄

Vậy 1 tấn NaCl sẽ tạo ra 1,148 tấn Na₂SO₄

c. Theo bài ra, ta có % hỗn hợp rắn là

100% - % H₂O - % HCl = 100 – 1,35 – 0,4 = 98,25%

Khi sản xuất được 1 tấn hỗn hợp rắn thì trong đó:

m_H2O = 1,35 : 98,25 = 0,0137 tấn

m_HCl = 0,4 : 98,25 = 0,0041 tấn

Tổng khối lượng khí và hơi thoát ra là: m_H2O + m_HCl = 0,0178 tấn

%m_H2O = (0,0137 : 0,0178 ) x 100 = 76,97%

%m_HCl = (0,0041 : 0,0178) x 100 = 23,03%