Ba(OH)2 + CO2 → H2O + BaCO3

Ba(OH)2 + CO2 → H2O + BaCO3 | Ba(OH)2 ra BaCO3

Lê Thị Thúy Hằng Ngày: 23-06-2024 Lớp 12

1.9 K

Tailieumoi.vn xin giới thiệu phương trình Ba(OH)₂ + CO₂ → H₂O + BaCO₃ gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học của Bari. Mời các bạn đón xem:

Phương trình Ba(OH)₂ + CO₂ → H₂O + BaCO₃↓

1. Phương trình phản ứng hóa học:

Ba(OH)₂ + CO₂ → H₂O + BaCO₃

2. Hiện tượng nhận biết phản ứng

- Xuất hiện kết tủa trắng BaCO₃ trong dung dịch

3. Điều kiện phản ứng

Phản ứng xảy ra ngay điều kiện thường.

4. Cách tiến hành phản ứng cho CO₂ tác dụng với dung dịch Ba(OH)₂

Sục khí CO₂ qua ống nghiệm hoặc bình chứa dung dịch Ba(OH)₂.

5. Hiện tượng hóa học CO₂ tác dụng với dung dịch Ba(OH)₂

Xuất hiện kết tủa trắng bari cacbonat (BaCO₃). Tuy nhiên nếu sục đến dư CO₂ thì kết tủa này sẽ tan dần theo phản ứng:

BaCO₃↓ + CO₂ + H₂O → Ba(HCO₃)₂

6. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

a. Bản chất của CO₂ (Cacbon dioxit)

CO₂ là oxit axit tác dụng được với dung dịch bazo tạo thành muối và nước.

b. Bản chất của Ba(OH)₂ (Bari hidroxit)

Ba(OH)₂ là một bazo mạnh mang đầy đủ tính chất hoá học của một bazo nên phản ứng được với các oxit axit.

7. Mở rộng bài toán CO₂ tác dụng với kiềm

Xét bài toán sục CO₂ sục vào dung dịch kiềm.

- Phương trình hóa học:

CO₂ + 2OH^- → $C O_{3}^{2 -}$ + H₂O (1)

CO₂ + OH^- → $H C O_{3}^{-}$ (2)

- Xét tỉ lệ: $T = \frac{n_{O H^{-}}}{n_{C O_{2}}}$

+ Nếu T ≥ 2 : chỉ tạo muối $C O_{3}^{2 -}$

Bảo toàn nguyên tố C → $n_{C O_{2}} = n_{C O_{3}^{2 -}}$

+ Nếu T ≤ 1 : chỉ tạo muối $H C O_{3}^{-}$

Bảo toàn nguyên tố H → $n_{O H^{-}} = n_{H C O_{3}^{-}}$

+ Nếu 1 < T < 2 : tạo cả muối $H C O_{3}^{-}$ và $C O_{3}^{2 -}$

Bảo toàn nguyên tố → $n_{C O_{3}^{2 -}} = n_{O H^{-}} - n_{C O_{2}}; n_{H C O_{3}^{-}} = n_{C O_{2}} - n_{C O_{3}^{2 -}}$

- Để giải tốt bài toán này cần phối hợp thuần thục bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng:

+ m_muối = $m_{K L} + m_{C O_{3}^{2 -}} + m_{H C O_{3}^{-}}$ = m_{muối cacbonat} + m_{muối hidrocacbonat} (muối nào không có thì cho bằng 0).

- Nếu cation của dung dịch kiềm là $B a^{2 +}, C a^{2 +}$ thì so sánh với số mol $C O_{3}^{2 -}$ với số mol cation $B a^{2 +}, C a^{2 +}$ để suy ra số mol kết tủa.

+ Trường hợp: $n_{C O_{3}^{2 -}} > n_{M^{2 +}} \Rightarrow n_{↓} = n_{M^{2 +}}$

+ Trường hợp: $n_{C O_{3}^{2 -}} < n_{M^{2 +}} \Rightarrow n_{↓} = n_{C O_{3}^{2 -}}$

- Nếu sau phản ứng, tiến hành cô cạn dung dịch thu được kết tủa thì dung dịch chứa hỗn hợp muối $H C O_{3}^{-}$ và $C O_{3}^{2 -}$ .

Ví dụ: $B a {(H C O_{3})}_{2} \overset{t^{o}}{\to} B a C O_{3} ↓ + C O_{2} + H_{2} O$

8. Tính chất hóa học

8.1. Tính chất hóa học của Ba(OH)₂ (Bari hidroxit)

– Mang đầy đủ tính chất hóa học của một bazơ mạnh.

Phản ứng với các axit:

Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2+ 2H2O

Phản ứng với oxit axit: SO2, CO2…

Ba(OH)2 + SO2 → BaSO3 + H2O

Ba(OH)2 + 2SO2 → Ba(HSO3)2

Phản ứng với các axit hữu cơ tạo thành muối

2CH3COOH + Ba(OH)2 → (CH3COO)2Ba + 2H2O

Phản ứng thủy phân este

2CH3COOC2H5 + Ba(OH)2 → (CH3COO)2Ba + 2 C2H5OH

Phản ứng với muối:

Ba(OH)2 + CuCl2 → BaCl2 + Cu(OH)2↓

Tác dụng một số kim loại mà oxit, hidroxit của chúng có tính lưỡng tính (Al, Zn…):

Ba(OH)2 + 2Al + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2↑

Tác dụng với hợp chất lưỡng tính:

Ba(OH)2 + 2Al(OH)3 → Ba(AlO2)2 + 4H2O

Ba(OH)2 + Al2O3 → Ba(AlO2)2 + H2

8.2. Tính chất hóa học của CO₂ (Cacbon dioxit)

Cacbon dioxit (CO2) mang tính chất hóa học tiêu biểu của một oxit axit.

- CO2 tan trong nước tạo thành axit cacbonic (là một điaxit rất yếu)

- CO2 + H2O ↔ H2CO3

- CO2 tác dụng với oxit bazơ → muối.

- CaO + CO2 → CaCO3 (t0)

- CO2 tác dụng với dung dịch bazơ → muối + H2O

- NaOH + CO2→NaHCO3
- 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

CO2 bền, ở nhiệt độ cao thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh

- CO2+ 2Mg → 2MgO+ C
- CO2 + C → 2CO

Lưu ý: Được dùng để giải thích CO2 không dùng để dập tắt các đám cháy kim loại.

9. Cách thực hiện phản ứng

- Sục khí CO₂ qua dung dịch Ba(OH)₂

10. Bạn có biết

- Tương tự như Ba(OH)₂, NaOH, KOH, Ca(OH)₂ cũng có khả năng phản ứng với CO₂.

- Do ta không biết sản phẩm thu được là muối nào nên phải tính tỉ lệ T:

Ba(OH)₂ + CO₂ → BaCO₃↓ + H₂O (1)

Ba(OH)₂ + 2CO₂ → Ba(HCO₃)₂ (2)

Đặt T = n_CO2 : n_Ba(OH)2

Nếu T ≤ 1: chỉ tạo muối BaCO₃

Nếu T = 2: chỉ tạo muối Ba(HCO₃)₂

Nếu 1 < T < 2: tạo cả muối BaCO₃ và Ba(HCO₃)₂

Hấp thụ CO₂ vào nước vôi trong thấy có kết tủa, thêm Ba(OH)₂ dư vào thấy có kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả BaCO₃ và Ba(HCO₃)₂

Hấp thụ CO₂ vào nước vôi trong thấy có kết tủa, lọc bỏ kết tủa rồi đun nóng nước lọc lại thấy kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả BaCO₃và Ba(HCO₃)₂.

Nếu không có các dữ kiện trên ta phải chia trường hợp để giải.

* Khi những bài toán không thể tính T ta dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối.

Hấp thụ CO₂ vào nước vôi dư thì chỉ tạo muối BaCO₃.

* Sự tăng giảm khối lượng dung dịch : Khi cho sản phẩm cháy vào bình Ca(OH)₂ hay Ba(OH)₂.

m_{bình tăng} = m_{hấp thụ}

m_{dd tăng} = m_{hấp thụ} - m_{kết tủa}

m_{dd giảm} = m_{kết tủa} – m_{hấp thụ}

11. Bài tập liên quan

Ví dụ 1: Hiện tượng xảy ra khi sục từ từ khí CO₂ đến dư vào dung dịch Ba(OH)₂ là:

A. Xuất hiện kết tủa trắng.

B. Ban đầu tạo kết tủa trắng, sau đó tan dần.

C. Sau 1 thời gian mới xuất hiện kết tủa trắng.

D. Không xuất hiện kết tủa.

Đáp án: B

Hướng dẫn giải

CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃↓ + H₂O (Lúc đầu OH^- rất dư so với CO₂)

BaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ba(HCO₃)₂

Ví dụ 2: Cho V lít khí CO₂ tác dụng với 300 ml dung dịch Ba(OH)₂ 1M, sau phản ứng thu được 31,52 gam kết tủa và dung dịch X. Đun sôi dung dịch X lại thấy có thêm kết tủa xuất hiện. Giá trị của V là

A. 4,928 lít.

B. 9,856 lít.

C. 1,792 lít hoặc 9,856 lít.

D. 1,792 lít hoặc 4,928 lít.

Đáp án B

Hướng dẫn giải

n_BaCO3 = 31,52/197 = 0,16 mol.

n_Ba(OH)2 = 0,3 mol.

Đun nóng dung dịch X xuất hiện kết tủa

⟹ Dung dịch X có chứa Ba(HCO₃)₂.

⟹ Phản ứng tạo ra 2 muối BaCO₃ và Ba(HCO₃)₂.

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

Ba(OH)₂ + CO₂ → Ba(HCO₃)₂

Ba(OH)₂+ CO₂ → BaCO₃ + H₂O

Bảo toàn nguyên tố Ba:

n_Ba(HCO3)2 = n_Ba(OH)2 − n_BaCO3 = 0,3 – 0,16 = 0,14 mol.

Bảo toàn nguyên tố C:

n_CO2 = n_BaCO3+ 2n_Ba(HCO3)2 = 0,16 + 0,14.2 = 0,44 mol.

⟹ V = 0,44.22,4 = 9,856 lít.

Ví dụ 3: V lít khí CO₂ (đktc) vào 3 lít Ba(OH)₂ 0,1M được 39,4 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V là?

A. 8,96

B. 2,24

C. 4,48

D. 6,72

Đáp án A

Hướng dẫn giải

Khi sục CO₂ vào 0,3 mol Ba(OH)₂ thu được 0,2 mol kết tủa BaCO₃

Thì có thể xảy ra 2 trường hợp có kết tủa.

Trường hợp 1:

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃ + H₂O.

→ n_(CO2) = n_(BaCO3) = 0,2. → V = 4,48 lít.

Trường hợp 2:

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃ + H₂O

0,2

2CO₂ + Ba(OH)₂ → Ba(HCO₃)₂.

0,2 0,1

→ n_(CO2) = 0,2 + 0,2 = 0,4. → V = 8,96 lít

Nên V max = 4,48 lít.

Ví dụ 4: Dãy các chất đều phản ứng được với dung dịch Ba(OH)₂ là:

A. Al, SO₂, H₂SO₄ , CuCl₂

B. Al₂O₃, CO₂, HCl, KCl

C. MgO, CO₂, H₂SO₄ , CuCl₂

D. MgO, SO₂, H₂SO₄, CuCl₂

Đáp án A

Hướng dẫn giải

A đúng

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

2 Al + Ba(OH)₂ + 2 H₂O → Ba(AlO₂)₂ + 3 H₂

Ba(OH)₂ + SO₂ → H₂O + BaSO₃↓

Ba(OH)₂ + H₂SO₄ → BaSO₄+ 2H₂O

CuCl₂ + Ba(OH)₂ → Cu(OH)₂ + BaCl₂

B sai vì KCl không phản ứng

C sai vì MgO không phản ứng

D sai vì MgO không phản ứng

Ví dụ 5: Sục 2,24 lít CO₂ (đktc) vào 1 lít dung dịch hỗn hợp Ba(OH)₂ 0,06M, NaOH 0,03M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được a gam kết tủa . Gía trị của a là

A. 19,7

B. 9,85

C. 7,88

D. 13,79

Đáp án B

Hướng dẫn giải

Ta có :

n_CO2 = 0,1 mol ;

n_OH- = 1.0,06.2 + 1.0,03.1 = 0,15 mol

n_Ba²⁺= 0,06.1 = 0,06 mol

Mà 1 < n_OH^- / n_CO2 = 0,3/0,2 = 1,5 < 2

=> Phản ứng tạo 2 muối

=> n_CO3^2-= n_OH- - n_CO2 = 0,15 mol < 0,06 mol

=> n_BaCO3 = 0,05 mol

=> m = 197.0,05 = 9,85 gam

Ví dụ 6: Cho các dung dịch sau: Ba(OH)₂, NaHSO₄, K₂CO₃, Ba(HCO₃)₂. Đổ lần lượt các dung dịch vào nhau. Số phản ứng xảy ra là

A. 8

B. 6

C. 4

D. 5

Đáp án B

Hướng dẫn giải

+) Ba(OH)₂ phản ứng với NaHSO₄, K₂CO₃, Ba(HCO₃)₂

2NaHSO₄ + Ba(OH)₂→ BaSO₄+ Na₂SO₄ + 2H₂O

Ba(OH)₂ + K₂CO₃ → BaCO₃ + 2KOH

Ba(HCO₃)₂ + Ba(OH)₂ → 2BaCO₃ + 2H₂O

+) NaHSO₄ phản ứng với K₂CO₃, Ba(HCO₃)₂

2NaHSO₄ + K₂CO₃ → K₂SO₄ + Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

Ba(HCO₃)₂ + 2NaHSO₄→ Na₂SO₄ + BaSO₄ + 2CO₂ + 2H₂O

+) K₂CO₃ phản ứng với Ba(HCO₃)₂

Ba(HCO₃)₂ + K₂CO₃ → BaCO₃ + 2KHCO₃

=> có tất cả 6 phản ứng

Ví dụ 7: Hoà tan 2,8 gam CaO vào nước ta được dung dịch A. Nếu cho khí CO₂ sục qua dung dịch A và sau khi kết thúc thí nghiệm thấy có 1 gam kết tủa thì có bao nhiêu lít CO₂ đã tham gia phản ứng. Các thể tích khí đo ở đktc.

A. 0,224 lít.

B. 3,360 lít.

C. 2,016 lít hoặc 0,224 lít.

D. 2,24 lít hoặc 3,36 lít.

Đáp án C

Hướng dẫn giải

n_CaO = 0,05 mol

1 gam kết tủa thu được là CaCO₃ : 0,01 mol

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

0,05 → 0,05 mol

TH1: CO₂ phản ứng hết, Ca(OH)₂ dư => phản ứng chỉ tạo muối CaCO₃

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

0,01 ← 0,01

=> n_CO2 = 0,01 mol => V = 0,224 lít

TH2: cả CO₂ và Ca(OH)₂ phản ứng hết tạo 2 muối CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

0,01 ← 0,01 ← 0,01

2CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂

0,08 ← 0,04

=> n_CO2 = 0,01 + 0,08 = 0,09 mol => V_CO2 = 2,016 lít

Ví dụ 8: Nhận định nào sau đây về muối cacbonat là đúng?

A. Tất cả các muối cacbonat đều tan trong nước.

B. Tất cả các muối cacbonat đều bị nhiệt phân tạo ra oxit kim loại và cacbon dioxit.

C. Tất cả các muối cacbonat đều bị nhiệt phân trừ muối cacbonat của kim loại kiềm.

D. Tất cả các muối cacbonat đều không tan trong nước.\

Đáp án C

C. Tất cả các muối cacbonat đều bị nhiệt phân trừ muối cacbonat của kim loại kiềm.

Ví dụ 9: Cho cacbon lần lượt tác dụng với Al, H₂O, CuO, HNO₃ đặc , H₂SO₄ đặc, KClO₃, CO₂ ở điều kiện thích hợp. Số phản ứng mà trong đó cacbon đóng vai trò chất khử là

A. 6.

B. 4.

C. 7.

D. 5.

Đáp án A: C thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa → H₂O, CuO, HNO_{3 đặc}, H₂SO₄ đặc, KClO₃ , CO₂

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

C + 2H₂O → CO₂+ 2H₂

2CuO + C → 2Cu + CO₂

C + 4HNO₃ → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

C + 2H₂SO₄→ 2SO₂ + CO₂ + 2H₂O

2KClO₃+ 3C → 2KCl + 3CO₂

C + CO₂→ 2CO

Ví dụ 10: Dẫn từ từ CO₂ đến dư vào dung dịch Ba(OH)₂, hiện tượng quan sát được là

A. có kết tủa, lượng kết tủa tăng dần, kết tủa không tan

B. không có hiện tượng gì trong suốt quá trình thực hiện

C. lúc đầu không thấy hiện tượng, sau đó có kết tủa xuất hiện

D. có kết tủa, lượng kết tủa tăng dần, sau đó kết tủa tan

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Dẫn từ từ CO₂ đến dư vào dung dịch Ba(OH)₂xảy ra phản ứng:

CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃↓ + H₂O

CO₂ + BaCO₃ ↓ + H₂O → Ba(HCO₃)₂

Hiện tượng quan sát được: Dung dịch xuất hiện kết tủa trắng tăng dần đến cực đại, sau đó kết tủa tan dần đến hết.

Ví dụ 11: Cho hỗn hợp gồm Na₂O, BaO, MgO, Al₂O₃ vào một lượng nước dư, thu được
dung dịch X và chất rắn Y. Sục khí CO₂ đến dư vào dung dịch X, thu được kết tủa là

A. MgO.

B. Mg(OH)₂.

C. Al(OH)₃.

D. BaCO₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Phương trình phản ứng minh họa

Na₂O + H₂O → 2Na⁺ + 2OH^–

BaO + H₂O → Ba²⁺ + 2OH^–

Al₂O₃ + 2OH^– →2AlO₂^– + H₂O

Vậy dung dịch X có chứa Na⁺, Ba²⁺, AlO₂^–, OH^– (có thể dư)

Khi sục CO₂ dư vào dd X:

CO₂ + OH^– → HCO₃^–

CO₂+ AlO₂^– + H₂O → Al(OH)₃↓ + HCO₃^–

Vậy kết tủa thu được sau phản ứng là Al(OH)₃

Ví dụ 12: Để nhận biết 2 dung dịch chứa: NaOH và Ba(OH)₂ đựng trong 2 lọ mất nhãn, có thể dùng hóa chất nào sau đây?

A. Al₂O₃

B. BaCl₂

C. HCl

D. CO₂

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Dùng CO₂nhận biết NaOH và Ba(OH)₂.

+ Xuất hiện kết tủa trắng: Ba(OH)₂;

+ Không hiện tượng: NaOH.

Phương trình phản ứng xảy ra

CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃↓ + H₂O

Ví dụ 13: Quá trình tạo thành thạch nhũ trong các hang động đá vôi kéo dài hàng triệu năm. Quá trình này được giải thích bằng phương trình hóa học nào sau đây ?

A. Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O

B. Mg(HCO₃)₂→ MgCO₃ + CO₂ + H₂O

C. CaCO₃+ CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

D. CaCO₃ + 2H⁺ → Ca²⁺+ CO₂ + H₂O

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Quá trình tạo thạch nhũ trong hang động là do: Ca(HCO₃)₂→ CaCO₃ + CO₂ + H₂O.

Phản ứng nghịch: CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂ giải thích sự xâm thực của nước mưa.

Ba(OH)₂ + K₂CO₃ → BaCO₃ + 2KOH

Ví dụ 14: Cho các khí: C₄H₆, CH₄, CO₂. Dùng hóa chất nào để nhận biết các khí trên?

A. Dung dịch AgNO₃ và dung dịch KMnO₄.

B. Dung dịch Br₂ và dung dịch KMnO₄.