Trong công nghiệp sản xuất sulfuric acid, người ta dùng dung dịch H_2SO_4 98% để hấp thụ hoàn toàn SO_3 tạo ra sản phẩm là oleum. Lấy 5,0 gam oleum sinh ra ở trên pha loãng với nước cất thu được 1000 mL dung dịch H_2SO_4 loãng (dung dịch X). Để xác định nồng độ H_2SO_4 trong X, người ta tiến hành chuẩn độ như sau:

• Bước 1: Rửa sạch burette loại 25 mL bằng nước cất, tráng lại bằng dung dịch chuẩn NaOH 0,1M rồi lắp burette lên giá đỡ, cho dung dịch chuẩn NaOH 0,1M vào burette, điều chỉnh dung dịch trong burette đến vạch 0 .

• Bước 2: Hút chính xác 10,0 mL dung dịch X cho vào bình tam giác 250 mL. Thêm 3-4 giọt phenolphthalein, lắc đều.

• Bước 3: Mở khóa burette để dung dịch NaOH được nhỏ từ từ xuống bình tam giác, lắc đều cho đến khi dung dịch chuyển từ không màu sang màu hồng bền trong khoảng 30 giây thì dừng lại, ghi thể tích dung dịch NaOH đã dùng. Kết quả của 3 lần chuẩn độ như bảng. Để sản xuất được 15 tấn oleum ở trên cần dùng m tấn dung dịch H_2SO_4 98%. Tính giá trị của m .

😎 Cùng DOL xem qua cách giải câu này nhé!

📃 Thông tin đề bài cho:

• Dung dịch H₂SO₄ 98% hấp thụ hoàn toàn SO₃ tạo ra oleum (H₂S₂O₇).

• Lấy 5,0 g oleum pha loãng thành 1000 mL dung dịch X.

• Chuẩn độ 10,0 mL dung dịch X bằng dung dịch NaOH 0,10 M, thu được thể tích NaOH dùng lần lượt là 11,7 mL; 11,8 mL; 11,7 mL.

• Muốn sản xuất 15 tấn oleum, cần dùng m (tấn) dung dịch H₂SO₄ 98%.

❓ Hiểu câu hỏi:

• Tìm khối lượng m (tấn) dung dịch H₂SO₄ 98% cần dùng để sản xuất 15 t oleum.

• Áp dụng kiến thức: • Tính thể tích trung bình trong chuẩn độ. • Tính số mol H₂SO₄ từ phản ứng với NaOH. • Quan hệ mol giữa H₂SO₄ và oleum: 1 mol H₂SO₄ + 1 mol SO₃ → 1 mol H₂S₂O₇.

🔎 Hướng dẫn cách làm:

• Bước 1. Phân tích số liệu chuẩn độ và tính thể tích trung bình: V₁ = 11,7 mL; V₂ = 11,8 mL; V₃ = 11,7 mL V_{tb} = \frac{11{,}7 + 11{,}8 + 11{,}7}{3} = \frac{35{,}2}{3}\approx11{,}73\text{ mL}

• Bước 2. Tính số mol H₂SO₄ trong 10,0 mL dung dịch X: Phương trình trung hòa: H₂SO₄ + 2 OH⁻ → SO₄²⁻ + 2 H₂O n_{\mathrm{H_2SO_4}} = \frac{C_{\mathrm{NaOH}}\times V_{tb}}{2} = \frac{0{,}10\ (\mathrm{mol/L})\times 11{,}73\times10^{-3}\,L}{2} =5{,}865\times10^{-4}\,\mathrm{mol}

• Bước 3. Số mol H₂SO₄ trong 1000 mL X: n_X = n_{\mathrm{H_2SO_4}}\times\frac{1000}{10} =5{,}865\times10^{-4}\times100 =0{,}05865\ \mathrm{mol}

• Bước 4. Khối lượng H₂SO₄ có trong 5,0 g oleum mẫu: m_{\mathrm{H_2SO_4}} = n_X\times M_{\mathrm{H_2SO_4}} =0{,}05865\ \mathrm{mol}\times98\ \mathrm{g/mol} \approx5{,}75\ \mathrm{g}

• Bước 5. Tỉ lệ khối lượng H₂SO₄ trên oleum: \frac{m_{\mathrm{H_2SO_4}}}{m_{\text{oleum}}} =\frac{5{,}75}{5{,}00}\approx1{,}15

• Bước 6. Khối lượng H₂SO₄ nguyên chất cho 15 t oleum: m_{\text{pure}} =1{,}15\times15\ \mathrm{t}=17{,}25\ \mathrm{t}

• Bước 7. Khối lượng dung dịch H₂SO₄ 98% cần dùng: m = \frac{m_{\text{pure}}}{0{,}98} =\frac{17{,}25}{0{,}98}\approx17{,}6\ \mathrm{t}

✅ Đáp án: m ≈ 17,6 tấn.