Phương pháp giải:

Bài toán CO₂ + dung dịch kiềm

Công thức giải nhanh :

+) TH₁ : nOH ≥ 2.nCO₂ => OH^- dư

=>n_CO3 = n_CO2

+) TH₂ : nCO₂< nOH < 2.nCO₂ => Sinh ra 2 muối CO₃^2- và HCO₃^-

=>n_CO3 = n_OH – n_CO2

+) TH₃ : nCO₂> nOH => CO₂ dư => sinh ra muối HCO₃^-.

            =>n_HCO3 = n_OH

Lời giải chi tiết:

Ta có:

n_CO2 = 0,325 mol

n_OH- = n_NaOH + 2n_Ca(OH)2 = 0,4 mol

n_Ca2+ = n_Ca(OH)2 = 0,1 mol

n_Na+ = n_NaOH = 0,2 mol

Tính được tỉ lệ: k = n_OH-/n_CO2 = 0,4/0,325 = 1,23

Ta thấy: 1 < k < 2 ⟹ Tạo muối CO₃^2- và HCO₃^-

PT ion:

CO₂ + 2OH^- → CO₃^2- + H₂O

x    →   2x →       x

CO₂ + OH^- → HCO₃^-

y →      y →        y

Ta có hệ pt: \(\left\{ \begin{array}{l}{n_{C{O_2}}} = x + y = 0,325\\{n_{O{H^ - }}} = 2{\rm{x}} + y = 0,4\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}x = 0,075\\y = 0,25\end{array} \right.\)

Xét phản ứng giữa 0,1 mol Ca²⁺ và 0,075 mol CO₃^2- thì dễ thấy Ca²⁺ dư, CO₃^2- hết

Ca²⁺   +   CO₃^2- → CaCO₃

0,075 ← 0,075

→ n_{Ca2+ dư} = 0,1 - 0,075 = 0,025 mol

Sau khi lọc bỏ kết tủa CaCO₃ thì thu được nước lọc có chứa:

Na⁺: 0,2 mol

Ca²⁺: 0,025 mol

HCO₃^-: 0,25

Xét các phản ứng của nước lọc với các chất HNO₃, NaCl, Ca(OH)₂, NaHSO₄, Mg(NO₃)₂:

- HNO₃ phản ứng được do: H⁺ + HCO₃^- → H₂O + CO₂ ↑

- NaCl không phản ứng

- Ca(OH)₂ phản ứng được do: OH^- + HCO₃^- → CO₃^2- + H₂O sau đó Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃ ↓

- NaHSO₄ phản ứng được do: HSO₄^- + HCO₃^- → SO₄^2- + H₂O + CO₂ ↑

- Mg(NO₃)₂ không phản ứng

Vậy có 3 trường hợp có phản ứng.

 Đáp án C