Giải Hóa học 9 Bài 28: Các oxit của cacbon

Ánh Ngày: 12-05-2022 Lớp 9

1.6 K

Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Hóa học 9 Bài 28: Các oxit của cacbon chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Các oxit của cacbon lớp 9.

Giải bài tập Hóa học 9 Bài 28: Các oxit của cacbon

Bài 1 trang 87 SGK Hóa học 9: Hãy viết phương trình hoá học của CO với:

a) khí O₂ ;

b) CuO.

Cho biết: loại phản ứng ; điều kiện phản ứng ; vai trò của CO và ứng dụng của mỗi phản ứng đó.

Lời giải:

Bài 2 trang 87 SGK Hóa học 9: Hãy viết phương trình hoá học của CO₂ với dung dịch NaOH, dung dịch Ca(OH)₂ trường hợp:

a) Tỉ lệ số mol $n_{C O_{2}}$ : n_Na0H = 1:1;

b) Tỉ lệ số mol $n_{C O_{2}}$ : n_Ca(0H)2 = 2:1

Lời giải:

a) Sản phẩm của phản ứng là : NaHCO₃

Phương trình hóa học: CO₂ + NaOH -> NaHCO₃

b) Sản phẩm của phản ứng là: Ca(HCO₃)₂

Phương trình hóa học: 2CO₂ + Ca(OH)₂ -> Ca (HCO₃)₂

Bài 3 trang 87 SGK Hóa học 9: Có hỗn hợp hai khí CO và CO₂. Nêu phương pháp hoá học để chứng minh sự có mặt của hai khí đó. Viết các phương trình hoá học.

Phương pháp giải:

Gợi ý: Dùng nước vôi trong và CuO

Lời giải:

Chứng minh sự có mặt của CO₂ và CO bằng cách: Cho hỗn hợp khí lội qua bình chứa dung dịch nước vôi trong dư, nếu nước vôi trong vẩn đục, chứng tỏ trong hỗn hợp có khí CO₂. Khí đi ra từ bình nước vôi trong được dẫn qua ống thủy tinh đựng CuO (màu đen), nung nóng, nếu thấy có chất rắn màu đỏ (là Cu) xuất hiện và khí sinh ra làm đục nước vôi trong, chứng tỏ trong hỗn hợp có khí CO.

Phương trình hóa học:

CO₂ + Ca(OH)₂ -> CaCO₃ + H₂O

CO + CuO (màu đen) $\overset{t^{0}}{\to}$ CO₂ + Cu (màu đỏ)

Bài 4 trang 87 SGK Hóa học 9: Trên bề mặt các hố nước vôi tôi lâu ngày thường có lớp màng chất rắn. Hãy giải thích hiện tượng này và viết phương trình hoá học.

Phương pháp giải:

Màng rắn đó chính là kết tủa CaCO₃

Lời giải:

Màng rắn đó là: CaCO₃ vì trong nước vôi tôi có chứa Ca(OH)₂dưới dạng hòa tan vào nước (nước vôi trong) và trong không khí có khí CO₂ nên xảy ra phản ứng tạo kết tủa CaCO₃

PTHH: CO₂ + Ca(OH)₂ -> CaCO₃ + H₂O.

Bài 5 trang 87 SGK Hóa học 9: Hãy xác định thành phần % về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp CO và CO₂, biết các số liệu thực nghiệm sau :

- Dẫn 16 lít hỗn hợp CO và CO₂ qua nước vôi trong dư thu được khí A.

- Để đốt cháy hoàn toàn khí A cần 2 lít khí oxi.

Các thể tích khí được đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

Phương pháp giải:

- Đối với chất khí, khi đo cùng điều kiện về nhiệt độ, áp suất thì trong phương trình hóa học, tỉ lệ về số mol cũng là tỉ lệ về thể tích khí.

- Khi dẫn hỗn hợp CO, CO₂ qua nước vôi trong dư, toàn bộ CO₂ bị hấp thụ hết do phản ứng với Ca(OH)₂. Khí A là khí CO.

- Viết PTHH khi đốt cháy CO trong oxi. Đặt thể tích oxi vào và suy ra thể tích CO, từ đó tính được thể tích CO₂ và tính phần trăm thể tích mỗi khí trong hỗn hợp.

Lời giải:

Dẫn hỗn hợp khí CO và CO₂ qua nước vôi trong dư thu được khí A là khí CO, trong cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất thì tỷ lệ thể tích cũng bằng tỷ lệ về số mol

Phương trình phản ứng đốt cháy khí A:

$2 C O + O_{2} \overset{t^{0}}{\to} 2 C O_{2}$

Từ phương trình trên ta nhận thấy: $n_{C O} = 2 n_{O_{2}}$

$\to V_{C O} = 2 V_{O_{2}} = 2.2 = 4$ (lít) (tỷ lệ về số mol cũng chính là tỷ lệ về thể tích)

$\to % V_{C O} = \frac{4}{16} .100 % = 25 %$

$\to % V_{C O_{2}} = 100 % - 25 % = 75 %$

Lý thuyết Bài 28: Các oxit của cacbon

I. CACBON OXIT

- Công thức phân tử: CO

- Phân tử khối: 28

1. Tính chất vật lí

CO là chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước, hơi nhẹ hơn không khí, rất độc.

2. Tính chất hóa học

a) CO là oxit trung tính

- Ở nhiệt độ thường, CO không phản ứng với nước, kiềm và axit.

b) CO là chất khử

- Ở nhiệt độ cao, CO khử được nhiều oxit kim loại

+ CO khử CuO theo phương trình: CuO_(đen)+ CO $\overset{t^{o}}{\to}$ CO₂ + Cu_(đỏ)

+ CO khử oxit sắt trong lò cao: 4CO + Fe₃O₄ $\overset{t^{o}}{\to}$ 4CO₂ + 3Fe

+ CO cháy trong oxi hoặc trong không khí với ngọn lửa xanh, tỏa nhiều nhiệt:

2CO + O₂ $\overset{t^{o}}{\to}$ 2CO₂

3. Ứng dụng

- Làm nhiên liệu, chất khử, nguyên liệu trong công nghiệp hóa học.

II. CACBON ĐIOXIT

- Công thức phân tử: CO₂

- Phân tử khối: 44

1. Tính chất vật lí

- CO₂ là chất khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí, không duy trì sự cháy. CO₂ bị nén và làm lạnh thì hóa rắn, tạo thành “nước đá khô”

2. Tính chất hóa học: CO₂có tính chất của một oxit axit.

a) Tác dụng với nước

CO₂ + H₂O $\overset{}{⇆}$ H₂CO₃

Khí CO₂ phản ứng với nước tạo thành dung dịch axit yếu là H₂CO₃ làm quỳ chuyển đỏ, H₂CO₃ không bền nên khi đun nóng dung dịch sẽ làm quỳ chuyển lại màu tím.

b) Tác dụng với dung dịch bazơ

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

CO₂ + NaOH → NaHCO₃

Tùy thuộc vào tỉ lệ giữa số mol CO₂ và NaOH mà có thể tạo ra muối trung hòa, muối axit hay cả 2 muối.

c) Tác dụng với oxit bazơ

CO₂ + CaO → CaCO₃

3. Ứng dụng

Người ta sử dụng CO₂ để chữa cháy, bảo quản thực phẩm. CO₂ còn được dùng trong sản xuất nước giải khát có gas, sản xuất sođa, phân đạm,...

Sơ đồ tư duy: Các oxit của cacbon

Phương pháp giải một số dạng bài tập về các oxit của cacbon có lời giải:

Dạng 1: Lý thuyết về oxit của cacbon

* Một số ví dụ điển hình

Câu 1: Phát biểu nào dưới đây đúng:

A. CO là chất khí không màu, không mùi, tan nhiều trong nước.

B. CO có tính khử mạnh, ở nhiệt độ cao, khí CO khử được hầu hết các oxit kim loại trước Al

C. CO là oxit không tạo muối( oxit trung tính).

D. Khí CO rất độc, nó được dùng để khử oxit nhôm.

Hướng dẫn giải chi tiết:

A sai: CO tan ít trong nước

B sai: CO chỉ khử được các oxit sau Al

D sai: CO không khử được oxit Al

Đáp án C

Câu 2: Không dùng khí CO₂ để dập tắt đám cháy nào sau đây:

A. CH₄

B. Mg

C. Al

D. H₂

Hướng dẫn giải chi tiết:

Lưu ý: Mg cháy được trong CO₂

2Mg + CO₂ →2MgO + C

Đáp án B

Câu 3: Một chất khí X có tính chất sau:

- Nặng hơn không khí

- Không duy trì sự cháy

- Làm đục nước vôi trong

Vậy chất X có thể là:

A. CO₂

B. Cl₂

C. O₂

D. N₂

Hướng dẫn giải chi tiết

Dựa vào đặc điểm tính chất đã biết của các khí trên, chất phù hợp với đề bài là CO2

Đáp án A

Câu 4: Khi dẫn từ từ khí CO₂ vào dung dịch nước vôi trong cho đến dư. Hiện tượng có thể quan sát được là:

A. Xuất hiện kết tủa keo trắng

B. Dung dịch vẩn đục

C. Dung dịch vẩn đục, sau đó trong trở lại

D. Không thấy hiện tượng gì xảy ra

Hướng dẫn giải chi tiết:

Khi sục khí CO₂ xảy ra phản ứng tạo kết tủa

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓+ H₂O

Khi sục khí CO₂ dư xảy ra phản ứng hòa tan kết tủa

CaCO₃+ H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂

Đáp án C

Dạng 2: Bài toán về CO khử oxit kim loại

* Một số lưu ý cần nhớ

CO có thể khử oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học

Sản phẩm sinh ra gồm CO₂ và kim loại tương ứng.

Ta có phương trình tổng quát

CO + M₂O_n →2M + nCO₂ (1)

Để làm được dạng bài tập này, người ta thường áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố oxi

(1) n O trong oxit kim loại = n CO phản ứng = n CO₂ sinh ra

* Một số ví dụ điển hình

Câu 1: Tính thể tích khí CO cần để khử hoàn toàn 24 g hỗn hợp CuO và Fe₂O₃ có tỉ lệ mol 1 : 1

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_CuO : n_Fe2O3 = 1: 1

=> Gọi số mol của CuO là x thì số mol của Fe₂O₃ = x (mol)

Tổng khối lượng hỗn hợp: 80x + 160x = 24 => x = 0,1 (mol)

CuO + CO → Cu + CO₂

0,1 → 0,1

3CO + Fe₂O₃ → 2Fe + 3CO₂

0,3 ← 0,1

=> n_CO = 0,1 + 0,3 = 0,4 mol

=> V_{CO cần}= 0,4 . 22,4 = 8,96 lít

Câu 2: Nung nóng 38,3 g hỗn hợp PbO và CuO với một lượng CO vừa đủ. Toàn bộ lượng khí sinh ra được dẫn qua dung dịch Ca(OH)₂ dư, phản ứng xong người ta thu được 30 g kết tủa màu trắng. Khối lượng của mỗi oxit kim loại trong hỗn hợp ban đầu là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

Gọi x, y lần lượt là số mol của PbO và CuO

Ta có m_hh = m_PbO + m_CuO = 223x + 80y = 38,3 (1)

n _{kết tủa} = m _{kết tủa} : M _{kết tủa} = 30 : 100 = 0,3mol

PbO + CO → CO₂ + Pb

x x

CuO + CO → CO₂ + Cu

y y

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

x + y x + y

ta có n kết tủa = x + y = 0,3 mol (2)

Giải hệ (1) và (2) ta có x = 0,1 và y = 0,2

=> m_PbO = n_PbO . M_PbO = 0,1 . (207 + 16) = 22,3g

m_CuO = m_hh– m_PbO = 38,3 – 22,3 = 16g

Câu 3: Khử hoàn toàn 28 gam hỗn hợp gồm CuO và Fe₂O₃ cần vừa đủ 10,08 lít khí CO (đktc) thu được a gam hỗn hợp rắn. Xác định giá trị của a ?

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_CO = 10,08/22,4 = 0,45 mol

Bảo toàn nguyên tố C ta có:

CO → CO₂

0,45→0,45 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m _oxit+ m_CO = m _{chất rắn}+ m_CO2

=> 28 + 0,45.28 = m_{chất rắn}+ 0,45.44

=> m _{chất rắn} = 20,8 gam

Vậy a = 20,8 gam

Dạng 3: Bài toán CO₂ tác dụng với dung dịch kiềm

* Một số lưu ý cần nhớ

Ta có phương trình hóa học:

CO₂ + NaOH^- → NaHCO₃(Natri hidrocacbonat)

CO₂ + 2NaOH^- → Na₂CO₃+ H₂O

Natri cacbonat

Đặt T = $\frac{n_{O H^{-}}}{n_{C O_{2}}}$

Ta có:

Giá trị của T	Chất thu được sau phản ứng
T = 1	Muối hidro cacbonat
T = 2	Muối cacbonat
T < 1	Muối hidro cacbonatvà CO₂ dư
T > 2	Muối cacbonatvà dung dịch kiềm dư
1 < T < 2	Muối hidro cacbonat và muối cacbonat

Một số ví dụ điển hình:

Câu 1: Sục 5,6 lít khí CO₂(đktc) vào V lít dung dịch NaOH 0,04M. Kết thúc phản ứng thu được muối trung hòa Na₂CO₃. Giá trị của V và nồng độ mol/l của muối thu được là: (Giả sử thể tích sau phản ứng không thay đổi)

Hướng dẫn giải chi tiết:

PTHH: CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃+ H₂O

n_CO2 = 0,25 mol → n_NaOH = 0,5 mol → V = 0,5 : 0,04 = 12,5 lít

Nồng đô mol/l của dung dịch muối là 0,25 : 12,5 = 0,02 lít

Câu 2: Dẫn V lít khí CO₂ (đktc) đi qua 200 ml dung dịch Ca(OH)₂ 1M. Sau khi phản ứng kết thúc thu được 10 gam kết tủa. Giá trị của V là

Hướng dẫn giải chi tiết:

So sánh $n_{C a C O_{3}}$ < $n_{C a {(O H)}_{2}}$ xác định có 2 trường hợp.

TH1: Chỉ xảy ra một phản ứng tạo CaCO₃ từ đó tính $n_{C O_{2}}$ .

TH2: Xảy ra cả hai phản ứng tạo muối CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂ từ đó tính $n_{C O_{2}}$ .

Lời giải chi tiết:

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

0,1 0,1 ← 0,1 (mol)

⟹ $n_{C O_{2}} = 0, 1$ mol.

⟹ V = 0,1.22,4 = 2,24 lít.

TH2: Xảy ra cả hai phản ứng tạo muối CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + CO₂.

0,1 0,1 ← 0,1 (mol)

2CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂.

0,2 ← 0,1 (mol)

⟹ $n_{C O_{2}} = 0, 3$ mol

⟹ V= 0,3.22,4 = 6,72 lít.

Câu 3: Dẫn 15,68 lít khí CO₂ (đktc) qua V ml dung dịch Ca(OH)₂ 2M thu được dung dịch A và kết tủa B với tổng khối lượng muối 62,4 gam. Giá trị của V là

Hướng dẫn giải chi tiết:

Sau phản ứng thu được dung dịch A và kết tủa B ⟹ Phản ứng tạo hai muối Ca(HCO₃)₂ và CaCO₃.

Gọi số mol của CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂ lần lượt là a và b (mol).

Phương trình tổng khối lượng muối (1).

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

Ca(OH)₂ + CO₂ → Ca(HCO₃)₂

Theo PTHH tính được số mol CO₂ (2)

Từ (1) và (2) tính được số mol Ca(OH)₂. ⟹ V.

Sau phản ứng thu được dung dịch A và kết tủa B ⟹ Phản ứng tạo hai muối Ca(HCO₃)₂ và CaCO₃.

Lời giải chi tiết:

Gọi số mol của CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂ lần lượt là a và b (mol).

$m_{m u o i} = m_{C a C O_{3}} + m_{C a {(H C O_{3})}_{2}} = 62, 4$