Đề bài
Thuốc súng là một trong 4 phát minh vĩ đại của nước Trung Hoa cổ. Trong chữ Hán, thuốc súng có nghĩa là “hoả dược”. Thuốc súng đen bao gồm ba thành phần cơ bản về khối lượng như sau: Sulfur (10%), potassium nitrate (75,75%) và than củi (14,25%). Hỗn hợp ba loại này cháy rất mạnh, chính vì vậy nó được gọi là “hỏa dược” (thuốc bốc lửa). Phản ứng cháy của thuốc súng xảy ra theo phương trình hoá học sau :
$\left. 2KNO_{3} + 3C + S\rightarrow N_{2}\uparrow + 3CO_{2}\uparrow + K_{2}S\ (*) \right.$
Biết 1 mol khí ở điều kiện chuẩn có thể tích là 24,79 lít. Khi đốt 1 kg thuốc súng với thành phần như trên giải phóng ra bao nhiêu lít khí CO2 ở điều kiện chuẩn, giả sử rằng khi đốt chỉ xảy ra phản ứng (*)? (Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị).
Phương pháp giải
Tính số mol mỗi chất trong 1kg thuốc nổ và so sánh số mol để xác định chất dư, chất hết.
Tính theo PTHH được số mol ${{C{{O}_{2}}}}$ và từ đó tính thể tích ${{C{{O}_{2}}}}$
Lời giải chi tiết
Với 1kg thuốc súng:
${{n}_{KN{{O}_{3}}}}=\frac{1000.75,75%}{101}=7,5mol$
${{n}_{S}}=\frac{1000.10%}{32}=3,125mol$
${{n}_{C}}=\frac{1000.14,25%}{12}=11,875mol$
PTHH: $2KN{{O}_{3}}+3C+S\to {{N}_{2}}\uparrow +3C{{O}_{2}}\uparrow +{{K}_{2}}S$
Ta thấy: $\frac{11,875}{3}>\frac{7,5}{2}>\frac{3.125}{1}$ nên số mol phản ứng tính theo số mol của S.
Do đó, ${{n}_{C{{O}_{2}}}}=3{{n}_{S}}=9,375$
Vậy ${{V}_{C{{O}_{2}}}}=9,375.24,79\approx 232L$