$\text{n$_{CH_4}$ = $\frac{8,96}{22,4}$ = 0,4 (mol)}$

$\text{n$_{Ca(OH)_2}$ = $\frac{22,4}{74}$ = 0,3 (mol)}$

$\text{Các phản ứng có thể xảy ra:}$

$\text{CH$_4$    + 2O$_2$     CO$_2$ + 2H$_2$O    (2)}$

$0,4$         $0,8$       $0,4$

$\text{Ca(OH)$_2$ + CO$_2$  → CaCO$_3$ + H$_2$O  (3)}$

$0,3$            $0,3$             $0,3$

$\text{CaCO$_3$ + CO$_2$ + H$_2$O    →   Ca(HCO$_3$)$_2$  (4)}$

$0,1$        $0,1$      $0,1$

$\text{Theo (2) ⇒ n$_{CO_2}$ = n$_{CH4}$ = 0,4 (mol)}$

$\text{Xét tỷ lệ, ta thấy:}$

$\text{Do vậy xảy ra cả (3) và (4)}$

$\text{Lượng CaCO3 sinh ra cực đại ở (3) sau đó hòa tan một phần theo (4)}$

$\text{Theo (3) n$_{CaCO_3}$  = nCO2 = nCa(OH)2 = 0,3 (mol)}$

$\text{Số mol CO2 tham gia phản ứng ở (4) là: (0,4 – 0,3) = 0,1 (mol)}$

$\text{Theo (4) ⇒ nCaCO3  = nCO2 = 0,1 (mol)}$

$\text{Vậy số mol CaCO3 không bị hòa tan sau phản ứng (4) là:}$

$\text{nCaCO3 = 0,3 – 0,1 = 0,2 (mol)}$

$\text{Ta có: (m$_{CO_2}$ + m$_{H_2O}$) – m$_{CaCO_3}$ = 0,4 · 44 + 0,8 · 18 – 0,2 · 100 = 12 (gam)}$

$\text{Vậy khối lượng dung dịch tăng lên 12 gam.}$

Đáp án:

Giải thích các bước giải:

có : $n_{CH_4} = \frac{8,96}{22,4} = 0,4(mol)$

$CH_4 + 2O_2 \xrightarrow{t^o} CO_2 + 2H_2O$

$⇒ n_{CO_2} = 0,4(mol) ; n_{H_2O} = 2n_{CH_4} = 0,8(mol)$

có : $n_{Ca(OH)_2} = \frac{22,2}{74} = 0,3(mol)$

Vì $1 < \frac{n_{CO_2}}{n_{Ca(OH)_2}} = \frac{0,4}{0,3} = 1,3 < 2$
nên sản phẩm tạo $CaCO_3$( a mol) và $Ca(HCO_3)_2$ ( b mol)$

Bảo toàn nguyên tố với C : 

$n_{CO_2} = n_{CaCO_3} + 2n_{Ca(HCO_3)_2} = a + 2b = 0,4$

Bảo toàn nguyên tố với Ca :

$n_{Ca(OH)_2} = n_{CaCO_3} + n_{Ca(HCO_3)_2} = a+b = 0,3$

$⇒ a = 0,2 ; b = 0,1$

Ta thấy :

$m_{CaCO_3} = 0,2.100 = 20 < n_{H_2O} + m_{CO_2} = 0,4.44 + 0,8.18 = 32$

⇒ khối lượng dung dịch tăng

$⇒ m_{tăng} = m_{H_2O} + m_{CO_2} - m_{CaCO_3} = 32 - 20 = 12(gam)$