Lời giải:

*  H₂CO₃ là axit yếu hơn axit HCl:  axit cacbonic bị axit HCl mạnh hơn đẩy ra khỏi muối. 

Phương trình hóa học:  Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O

*  H₂СO₃ là axit không bền: Axit H₂СO₃ tạo thành bị phân hủy ngay thành khí CO₂ và H₂O 

Phương trình hóa học: Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O

Lời giải:

Tính chất của muối MgCO₃ : xét điều kiện phản ứng, MgCO₃ có các tính chất sau:

a) Tác dụng với dung dịch axit mạnh hơn tạo thành axit cacbonic:  MgCO₃ + 2HNO₃  → Mg(NO₃)₂ + CO₂+ H₂O

b) Bị nhiệt phân hủy: MgCO₃  $\stackrel{t^0}{\to }$  MgO + CO₂

MgCO₃ không tan trong nước nên không có phản ứng với dung dịch muối và dung dịch bazơ 

C $\to$ CO₂ $\to$ CaCO₃ $\to$ CO₂

Viết các phương trình hóa học biểu diễn chuyển đổi hóa học:

a)  С + O₂ $\stackrel{t^0}{\to }$ CO₂

b) CO₂ + CaO $\stackrel{t^0}{\to }$ CaCO₃

c CaCO₃ $\stackrel{t^0}{\to }$ CaO + CO₂

a)  H₂SO₄ và KHCO₃ ;    d) CaCl₂ và Na₂CO₃ ;

b  K₂CO₃ và NaCl;         e) Ba(OH)₂ và K₂CO₃.

c)  MgCO₃ và HCl;

Giải thích và viết các phương trinh hoá học.

Lời giải:

Các cặp chất có thể tác dụng với nhau vì tạo sản phẩm là chất khí hoặc chất không tan.

a) H₂SO₄ + 2KHCO₃ $\to$ K₂SO₄ + 2CO₂ ↑ + 2H₂O

c)  MgCO₃ + 2HCl $\to$ MgCl₂ + CO₂ ↑ + Н₂О

d) CaCl₂ + Na₂CO₃ $\to$ 2NaCl + CaCO_3↓

e)  Ba(OH)₂ + K₂CO₃ $\to$ BaCO₃ ↓+ 2KOH

- Cặp không xảy ra phản ứng là b) K₂CO₃ và NaCl, vì không có kết tủa hay chất khí nào tạo thành.

Lưu ý: Điều kiện của phản ứng trao đổi dung dịch chỉ xảy ra nếu sản phẩm có chất kết tủa (không tan) hoặc có chất khí tạo thành.

Lời giải:

Số mol H₂SO₄ trong bình chữa cháy là:  980 : 98 = 10 mol

 Phương trình hóa học : H₂SO₄ + 2NaHCO₃ -> Na₂SO₄ + 2CO₂ + 2H₂O

Theo pt, số mol CO₂ tạo thành = 2.số mol H₂SO₄ phản ứng = 20 mol.

Thể tích khí CO₂ tạo thành ở đktc = 20 x 22,4 = 448 lít.

I. AXIT CACBONIC (H₂CO₃)

1. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí

- Trong nước tự nhiên và nước mưa có hòa tan khí cacbonic: 1000m³ nước hòa tan được 90 m³ khí CO₂.

- Một phần khí CO₂ tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit cacbonic, phần lớn vẫn tồn tại ở dạng phân tử CO₂

2.  Tính chất hóa học

- H₂CO₃ là một axit yếu, dung dịch H₂CO₃ chỉ làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ nhạt, bị axit mạnh đẩy ra khỏi muối.

- H₂CO₃ là một axit không bền: H₂CO₃ tạo thành trong các phản ứng hóa học bị phân hủy ngay thành CO₂ và H₂O.

II.   MUỐI CACBONAT

1. Phân loại:

- Muối trung hòa: Không còn nguyên tố H trong thành phần gốc axit.

Thí dụ:  Na₂CO₃, CaCO₃,..

- Muối axit: Có nguyên tố H trong thành phần gốc axit.

Thí dụ: NaHCO₃, Ca(HCO₃)₂...

2. Tính chất

- Tính tan: Chỉ có một số muối cacbonat tan được, như Na₂CO₃, K₂CO₃... và muối axit như Ca(HCO₃)₂,...

- Hầu hết muối cacbonat trung hòa không tan, như CaCO₃, BaC0₃, MgC0₃...

3. Tính chất hóa học

- Muối cacbonat + dd axit mạnh hơn (HCl, HNO₃, H,SO₄,...) → muối mới + CO₂.

Phương trình hóa học: 

NaHCO₃ + HCl -> NaCl + CO₂ + H₂O

- Một số dung dịch muối cacbonat + dung dịch bazơ → muối mới + bazơ mới.

Phương trình hóa học:

 K₂CO₃ + Ca(OH)₂ -> 2KOH + CaC0₃

-  Dung dịch muối cacbonat + một số dung dịch muối → 2 muối mới

Phương trình hóa học:  

Na₂CO₃ + CaCl₂ -> 2NaCl + CaCO₃

-  Nhiều muối cacbonat (trừ Na₂CO₃, K,CO₃,... )dễ bị nhiệt phân hủy giải phóng khí CO₂

Phương trình hóa học: 

CaCO_{3  $\stackrel{t^0}{\to }$} CaO + CO₂

4. Ứng dụng:

-  CaCO₃ là thành phần chính của đá vôi, được dùng để sản xuất vôi, xi măng_r..

-  Na₂CO₃ được dùng để nấu xà phòng, sản xuất thủy tinh,..

-  NaHCO₃ được dùng làm dược phẩm, hóa chất trong bình cứu hỏa,...

III.  CHU TRÌNH CACBON TRONG TỰ NHIÊN

- Hô hấp của động vật, thực vật, đốt cháy thực vật, các thức ăn bị thối rữa do vi khuẩn và vi sinh…tạo ra lượng lớn CO₂ trong khí quyển.

- Cây xanh quang hợp lấy CO₂ trong khí quyển để tổng hợp diệp lục.

Sơ đồ tư duy: Axit cacbonic và muối cacbonat

Dạng 1: Lý thuyết về axit hidro cabonic và muối cacbonat

* Một số lưu ý cần nhớ:

1. Phân loại:

- Muối trung hòa. Không còn nguyên tố H trong thành phần gốc axit.

Thí dụ:  Na₂CO₃, CaCO₃,..

- Muối axit: Có nguyên tố H trong thành phần gốc axit.

Thí dụ: NaHCO₃, Ca(HCO₃)₂...

2. Tính chất

- Tính tan: Chỉ có một số muối cacbonat tan dược, như Na₂CO₃, K₂CO₃... và muối axit như Ca(HCO₃)₂,... Hầu hết muối cacbonat trung hòa không tan, như CaCO₃, BaC0₃, MgC0₃...

c) Tính chất hóa học

- Muối cacbonat tác dụng với dd axit mạnh hơn (HCl, HNO₃, H,SO₄,...) tạo thành muối mới và CO₂.

Phương trình hóa học: 

NaHCO₃ + HCl -> NaCl + CO₂ + H₂O

- Một số dung dịch muối cacbonat tác dụng với dung dịch bazơ tạo thành muối mới và bazơ mới.

Phương trình hóa học: 

K₂CO₃ + Ca(OH)₂ -> 2KOH + CaC0₃

-  Dung dịch muối cacbonat tác dụng với một số dung dịch muối tạo thành 2 muối mới

Phương trình hóa học:  

Na₂CO₃ + CaCl₂ -> 2NaCl + CaCO₃

-  Nhiều muối cacbonat (trừ Na₂CO₃,... )dễ bị nhiệt phân hủy giải phóng khí CO₂

Thí dụ: CaCO_{3  $\stackrel{t^0}{\to }$} CaO + CO₂

* Một số ví dụ điển hình

Câu 1: Có các chất rắn màu trắng, đựng trong các lọ riêng biệt không nhãn : CaCO₃, NaCl, NaOH. Nếu dùng quỳ tím và nước thì có thể nhận ra

A. 1 chất

B. 2 chất

C. 3 chất

D. không nhận được

Hướng dẫn giải chi tiết:

- Cho nước vào các mẫu chất rắn, mẫu không tan trong nước là CaCO_­3, 2 mẫu tan trong nước là NaCl và NaOH

- Dùng quỳ tím để nhận biết 2 dung dịch của 2 mẫu tan, dung dịch không làm đổi màu quỳ là NaCl, dung dịch làm đổi màu quỳ là NaOH

Đáp án C

Câu 2: Có 4 chất rắn: NaCl, Na₂CO₃, CaCO₃, BaSO₄ chỉ dùng thêm một cặp chất nào dưới đây để nhận biết ?

A. H₂O và CO₂

B. H₂O và NaOH

C. H₂O và HCl        

D. H₂O và BaCl₂

Hướng dẫn giải chi tiết:

- Cho nước cất vào cả 4 mẫu chất rắn trên, mẫu không tan trong nước là CaCO₃ và BaSO₄ (nhóm I), 2 mẫu tan trong nước là NaCl và Na₂CO₃ (nhóm II)

- Cho dung dịch HCl vào các mẫu ở cả 2 nhóm.

+ Nhóm I: mẫu xuất hiện khí thoát ra là CaCO₃, mẫu không hiện tượng là BaSO₄  

PTHH: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

+ Nhóm II: mẫu xuất hiện khí thoát ra là Na₂CO₃, mẫu không hiện tượng là NaCl

PTHH: Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O

Đáp án C

Câu 3: Hãy cho biết trong các cặp chất sau đây, cặp nào không thể tác dụng với nhau?

A. H₂SO₄ và KHCO₃

B. K₂CO₃ và NaCl

C. MgCO₃ và HCl

D. CaCl₂ và Na₂CO₃

Hướng dẫn giải chi tiết:

Những cặp chất tác dụng với nhau:

A. H₂SO₄+ 2KHCO₃ → K₂SO₄ + 2CO₂ ↑ + 2H₂O

C. MgCO₃+ 2HCl → MgCl₂ + CO₂ ↑ + H₂O

D. CaCl₂+ Na₂CO₃ → CaCO₃ ↓ + 2NaCl

Cặp chất không tác dụng với nhau là B. K₂CO₃ và NaCl

Đáp án B

Dạng 2:  Nhiệt phân muối cacbonat

* Một số lưu ý cần nhớ

- Hầu hết các muối cacbonat đều bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao (trừ Na₂CO₃, K₂CO₃…)

- Tất cả các muối hidro cacbonat đều bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

* Một số ví dụ điển hình

Câu 1: Nhiệt phân một thời gian 28,4 gam hỗn hợp X gồm MgCO₃, CaCO₃ thu được m gam chất rắn Y và 3,36 lít khí CO₂ (đktc). Giá trị của m là

Hướng dẫn giải chi tiết:

$X\stackrel{t^0}{\to }Y+C{O}_2$

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

⟹ $m_X=m_Y+m_{C{O}_2}$.

⟹ m = 28,4 – 0,15.44 = 21,8 gam.

Câu 2: Nung nóng m gam MgCO₃ đến khi khối lượng không đổi thì thu được V lít khí CO₂ ( ở đktc). Hấp thụ hoàn toàn V lít CO₂ vào 400 ml dung dịch Ca(OH)₂ 0,1 M thì thu được 2,5 gam kết tủa và dung dịch X. Cho dung dịch NaOH dư vào X thì thu được a gam kết tủa. Giá trị của V và a là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_Ca(OH)2=0,04 mol

n_CaCO3 = 0,025 mol

Bảo toàn số mol Ca ta có n_Ca(OH)2 = n_CaCO3 + n_Ca(HCO3)₂

→ n_Ca(HCO3)2 = 0,015 mol

Bảo toàn số mol C ta có n_CO2 = n_CaCO3 + 2n_Ca(HCO3)2 → n_CO2= 0,025 + 0,015.2=0,055 mol

→ V =1,232 lít

Theo PTHH thì n_CaCO3(4) = n_Ca(HCO3)2 =0,015 mol → a =1.5g

Câu 3: Nung 4,84 gam hỗn hợp gồm NaHCO₃ và KHCO₃ tạo ra 0,56 lít CO₂(đktc). Khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp đã cho lần lượt là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

$n_{CO2(\text{user}1ktc)}=\frac{0,56}{22,4}=0,025(mol)$

2NaHCO₃ $\stackrel{t^0}{\to }$ Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑ (1)

2KHCO₃ $\stackrel{t^0}{\to }$ K₂CO₃ + H₂O + CO₂↑   (2)

Gọi số mol CO₂ ở phương trình (1) và (2) lần lượt là x và y (mol)

Theo (1): n_NaHCO3=2n_CO2(1)= 2x(mol)

Theo (2): n_KHCO3=2n_CO2(2)= 2y(mol)

Ta có: 

$\{\begin{array}{c}\sum n_{C{O}_2}=x+y=0,025\\ \sum m_{hh}=84\times 2x+100\times 2y=4,84\end{array}\Rightarrow \{\begin{array}{c}x=0,005\\ y=0,02\end{array}$

=>  m_NaHCO3= 84×2×0,005=0,84(g)

=>  m_KHCO3= 4,84- 0,84 = 4 (g)

Dạng 3: Muối cacbonat tác dụng với dung dịch axit

* Một số ví dụ điển hình

Câu 1: Cho 19 g hỗn hợp Na₂CO₃ và NaHCO₃ tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch HCl sinh ra 4,48 lít khí (đktc). Khối lượng muối trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_CO2(ĐKTC) = 4,48 : 22,4 = 0,2 (mol)

Gọi x, y lần lượt là số mol của Na₂CO₃ và NaHCO₃ trong hỗn hợp ban đầu

Ta có phản ứng:

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O (1)

x                                             x                      (mol)

NaHCO₃ + HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O (1)

y                                              y                      (mol)

Giải hệ phương trình:

$\{\begin{array}{c}{m}_{hh}=m_{N{a}_{2}C{O}_3}+m_{NaHC{O}_3}=106x+84y=19\\ n_{C{O}_2}=x+y=0,2\end{array}\Rightarrow \{\begin{array}{c}x=0,1\\ y=0,1\end{array}$

m_Na2CO3 = 0,1 × 106 = 10,6 (g)

m_NaHCO3 = 0,1 ×84 = 8,4 (g)

Câu 2: Hòa tan 2 gam muối YCO₃ bằng dung dịch HCl dư thu được dung dịch A và 0,224 lít CO₂(đktc). Khối lượng muối trong dung dịch A là (H=1, Cl=35,5, C=12, O=16)

Hướng dẫn giải chi tiết:

PTHH: YCO₃ + 2HCl →  YCl₂ + CO₂↑ + H₂O

$n_{C{O}_2}(dktc)=\frac{V_{C{O}_2}}{22,4}=\frac{0,224}{22,4}=0,01(mol)$

Cách 1:

Theo PTHH: n_HCl = 2n_CO2 = 2.0,01 = 0,02 (mol)

                     n_H2O = n_CO2 = 0,01 (mol)

áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_YCO3 + m_HCl = m_YCl2 + m_CO2­ + m_H2O

→ 2 + 0,02×36,5 = m_YCl2 + 0,01×44 + 0,01×18

→ m_YCl2 = 2,11 (g)

Cách 2: Theo PTHH: n_YCO3 = n_YCl2 = n_CO2 = 0,01 (mol)

Ta có: cứ 1 mol YCO₃ sinh ra 1 mol YCl₂ thì khối lượng tăng là (Y+71)- (Y+60) = 11 (g)

Vậy cứ  0,01 mol YCO₃ sinh ra 0,01 mol YCl₂ thì khối lượng tăng là x = ? gam

→ x = 0,01.11/1 = 0,11 (g)

→ Khối lượng muối YCl­₂ thu được = m_YCO3 + m_tăng­ = 2 + 0,11 = 2,11 (g).

Câu 3: Cho 2,44 gam hỗn hợp muối Na₂CO₃ và K₂CO₃ tác dụng vừa đủ với dung dịch H₂SO₄ , sau phản ứng thu được 0,448 lít khí CO₂ ở đktc. Tổng khối lượng muối sunfat thu được là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

PTHH :  Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ +H₂O + CO₂

               K₂CO₃+ H₂SO₄ → Na₂SO₄ +H₂O + CO₂

Đặt số mol của Na₂CO₃ và K₂CO₃ lần lượt là x và y mol → 106x + 138y = 2,44

Theo PTHH n_CO2 = x+ y =0,02 mol

→ x =y = 0,01 mol

→m_muối =m_K2SO4 + m_Na2SO4 =3,16