Chuyên đề Hợp chất của cacbon 2023 hay, chọn lọc

Tải xuống 18 2.2 K 7

Tailieumoi.vn sưu tầm và biên soạn chuyên đề Hợp chất của cacbon gồm đầy đủ lý thuyết, các dạng bài tập chọn lọc và ví dụ minh họa từ cơ bản đến nâng cao giúp học sinh ôn luyện kiến thức, biết cách làm bài tập môn Hóa học 11.

Chuyên đề Hợp chất của cacbon

I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

Cacbon monooxit (CO)

1. Tính chất vật lí

CO là chất khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ hơn không khí, độc.

2. Tính chất hóa học

a. CO là oxit không tạo muối (oxit trung tính): Ở to thường, không tác dụng với H2O, axit, kiềm.

b. Tính khử:

  • CO cháy trong oxi hoặc không khí: 2C+2O+O02t°2C+4O22
  • CO tác dụng với nhiều oxit kim loại (đứng sau Zn)  Kim loại.

Ví dụ: 3C+2O+Fe+32O3t°2Fe0+3C+4O2 .

3. Điều chế

a. Trong phòng thí nghiệm:HCOOHt°,H2SO4®ÆcCO+H2O .

b. Trong công nghiệp

 C+H2Ot°1050°CCO+H2                        khÝ than ­ítCO2+Ct°2CO                        khÝ than kh«

Cacbon đioxit (CO2)

1. Tính chất vật lí

CO2 là chất khí không màu, nặng hơn không khí, tan không nhiều trong nước.

2. Tính chất hóa học

a.  là khí không duy trì sự sống và sự cháy

Chú ý: Tuy nhiên không sử dụng CO2  để dập đám cháy do magie hoặc nhôm.

b.  là oxit axit

  • Tan trong nước tạo axit CO2k+H2OlH2CO3dung dich
  • Tác dụng với dung dịch bazơ:

CO2+OHHCO3CO2+2OHCO32+H2O

Ví dụ:

CO2+CaOH2CaCO3+H2O  12CO2+CaOH2CaHCO32    2

Phản ứng (1) dùng để nhận biết CO2 .

3. Điều chế

a. Trong phòng thí nghiệm: CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2O

b. Trong công nghiệp:  CaCO3t°CaO+CO2 .

Axit cacbonic và muối cacbonat

1. Axit cacbonic (H2CO3)

a. H2CO3  là axit hai nấc rất yếu, kém bền phân hủy thành CO2   H2O:

b. Tác dụng với dung dịch kiềm  Muối: 

H2CO3+OHH2O+HCO3HCO3+OHH2O+CO32

2. Muối cacbonat

Muối trung hòa: muối cacbonat CO32 .

Ví dụ: Na2CO3,CaCO3,...

Muối axit: muối hiđrocacbonat HCO3 .

Ví dụ: NaHCO3,CaHCO32,...

a. Tính tan:

Muối cacbonat của kim loại kiềm, amoni và đa số các muối hiđrocacbonat dễ tan trong nước. Muối cacbonat của kim loại khác không tan trong nước.

b. Tác dụng với axit: dùng để nhận biết muối cacbonat:

 CO32+2H+CO2+H2OHCO3+H+CO2+H2O

Ví dụ:

Na2CO3+2HClNaCl+CO2+H2ONaHCO3+HClNaCl+CO2+H2O

c. Tác dụng với dung dịch kiềm:

Muối hiđrocacbonat tác dụng với dung dịch kiềm:   HCO3+OHH2O+CO32

Ví dụ: NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O

d. Phản ứng nhiệt phân:

Muối cacbonat của kim loại kiềm: Không bị nhiệt phân.

Muối cacbonat còn lại t°  Oxit kim loại +CO2

Ví dụ: MgCO3rt°MgOr+CO2k .

Muối hiđrocacbonat t°CO32+CO2+H2O .

Ví dụ: NaHCO3rt°Na2CO3r+CO2+H2O .

 

HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC

HỢP CHẤT CỦA CACBON

1. Cacbon monooxit (CO)

a. Tính chất hóa học:

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

+ Tính khử mạnh:

2CO+O2kkt°2CO2ΔH<0MxOy+yCOt°xM+yCO2M ®øng sau Al

b. Điều chế:

+ Trong phòng thí nghiệm: HCOOHt°,H2SO4dacCO+H2O .

+ Trong công nghiệp:C+H2Ot°1050°CCO+H2khÝ than ­ítCO2+Ct°2COkhÝ than kh«

2. Cacbon đioxit (CO2)

a. Tính chất hóa học:

+ CO2  là oxit axit.

  • Tác dụng với nước:CO2+H2OH2CO3
  • Tác dụng với bazơ, oxit bazơ tạo muối:

Ví dụ:

CO2+MgOMgCO3CO2+2NaOHNa2CO3+H2O

+ CO2  là khí không duy trì sự sống và sự cháy (trừ Mg,…)

Ví dụCO2+2Mgt°C+2MgO

Không dùng CO2  dập tắt đám cháy Mg, Al.

b. Điều chế:

Trong phòng thí nghiệm:CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2O .

3. Muối cacbonat

Tính chất hóa học:

  • Phản ứng với axit:

HCO3+H+CO2+H2OCO32+2H+CO2+H2O

  • Phản ứng với bazơ:HCO3+OHCO32+H2O
  • Phản ứng nhiệt phân:

2NaHCO3t°Na2CO3+CO2+H2OMgCO3t°MgO+CO2

Chú ý: Muối cacbonat của kim loại kiềm không bị nhiệt phân.

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Bài tập lí thuyết về tính chất vật lí, hóa học, ứng dụng của CO, CO2, muối cacbonat

Kiểu hỏi 1: Câu hỏi về tính chất vật lí, ứng dụng của CO,CO2 , muối cacbonat

 Ví dụ mẫu

Ví dụ 1. Phát biểu nào sau đây đúng?

A. CO là chất khí không màu, không mùi, rất độc.                                        

B. CO  là chất khí không màu, mùi xốc, tan tốt trong nước.                           

C. CO2  là chất khí màu vàng nhạt, không mùi.    

D. CO2  không được dùng trong sản xuất nước giải khát có ga.

Hướng dẫn giải

A đúng.

B sai vì CO  là khí không màu, ít tan trong nước.

C, D sai vì CO2  là khí không màu, ít tan trong nước, được dùng trong sản xuất nước giải khát có ga.

Chọn A.

Ví dụ 2. CO2    không cháy và không duy trì sự cháy nhiều chất nên được dùng để dập tắt các đám cháy. Tuy nhiên, người ta không sử dụng CO2 để dập tắt:

A. đám cháy do xăng dầu.                                     

B. đám cháy nhà cửa, quần áo.                              

C. đám cháy do magie hoặc nhôm.                        

D. đám cháy do khí gas.

Hướng dẫn giải

Không dùng CO2 để dập tắt đám cháy magie hoặc nhôm vì các kim loại mạnh như Mg, Al,… có thể cháy trong khí CO2 .

.2Mg+CO2t°2MgO+C

Chọn C.

Kiểu hỏi 2: Câu hỏi về tính chất hóa học của CO, CO2  , muối cacbonat

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1. Phương trình hóa học nào sau đây sai?

A.  3CO+Fe2O3t°3CO2+2Fe                      

B.  CO+Cl2t°COCl2                                     

C.  3CO+Al2O3t°3CO2+2Al                      

D.  2CO+O2t°2CO2

Hướng dẫn giải

CO chỉ khử được các oxit kim loại của kim loại đứng sau Zn tạo thành kim loại và CO2 . Do đó CO không khử được Al2O3 .

Phương trình C sai.

Chọn C.

III. Bài tập tự luyện dạng 1

Câu 1: Sự hình thành thạch nhũ trong các hang động đá vôi là nhờ phản ứng hóa học:

A. CaCO3+CO2+H2OCaHCO32

B.  CaOH2+Na2CO3+CaCO3+2NaOH       

C.  CaCO3t°CaO+CO2    

D.  CaHCO32t°CaCO3+CO2+H2O

Câu 2: Dẫn luồng khí CO dư qua ống sứ nung nóng đựng hỗn hợp Al2O3,CuO,MgO,Fe2O3 . Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, hỗn hợp rắn còn lại trong ống sứ gồm:

A. Al,Cu,Mg,Fe   

B. Na2CO3,K2CO3,Li2CO3      

C.  CaHCO32,MgHCO32,KHCO3  

D. Al,Cu,MgO,Fe

Câu 3: Nhóm gồm các muối không bị nhiệt phân là:

A.  CaCO3,Na2CO3,KHCO3  

B.  Na2CO3,K2CO3,Li2CO3

C.  CaHCO32,MgHCO32,KHCO3   

D.  K2CO3,KHCO3,Li2CO3

Câu 4: Có ba hỗn hợp dung dịch: 

1NaHCO3+Na2CO3;   2NaHCO3+Na2SO4;   3Na2CO3+Na2SO4

Chỉ dùng thêm một cặp chất nào trong số các cặp chất cho dưới đây để có thể phân biệt được các dung dịch hỗn hợp trên?

A. Dung dịch HNO3  và dung dịch  KNO3  

B. Dung dịch HCl và dung dịch KNO3 .

C. Dung dịch BaOH2  dư.     

D. Dung dịch HNO3  và dung dịch BaNO32

Câu 5: Có 4 chất rắn:NaCl,Na2CO3,CaCO3  và BaSO4 . Chỉ dùng thêm một cặp chất, hãy nhận biết các chất rắn trên?

Dạng 2: Khử oxit kim loại bằng C và CO

 Phương pháp giải

Phương trình tổng quát:

 MxOy+yCOt°xM+yCO2

Ví dụ: Khử 16 gam hỗn hợp các oxit kim loại:

FeO,Fe2O3,Fe3O4,CuO,PbO  bằng khí CO ở

nhiệt độ cao. Sau phản ứng, khối lượng chất

rắn thu được là 11,2 gam. Tính thể tích khí CO đã tham gia phản ứng (đktc).

Hướng dẫn giải

Sơ đồ phản ứng:

Oxit kim loai + CO chat ran + CO2

Gọi số mol CO phản ứng là x mol.

Theo phương trìnhnCOp­=nCO2sinhra=nOoxitp­

nCO2sinhra=nCOp­=xmol

Bảo toàn khối lượng:

moxit+mCO=mchat ran+mCO2moxit=mkimloai+mOmchat ran giam =mO

Bảo toàn khối lượng:

moxit+mCO=mchat ran+mCO216+28x=11,2+44xx=0,3

Thể tích khí CO đã tham gia phản ứng là:

VCO=0,3.22,4=6,72lit

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1. Dẫn một luồng khí CO dư qua ống sứ đựng Fe3O4  và CuO nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn thu được 2,32 gam hỗn hợp kim loại. Khí thoát ra khỏi bình được dẫn qua dung dịch nước vôi trong dư thu được 5 gam kết tủa. Tính tổng khối lượng hai oxit trong hỗn hợp đầu.

Hướng dẫn giải

nCaCO3=0,05mol

Phương trình hóa học:

4CO+Fe3O4t°4CO2+3FeCO+CuOt°CO2+CuCO2+CaOH2CaCO3+H2O0,05                    0,05             mol

Bảo toàn nguyên tố C: nCO=nCO2=0,05mol

Bảo toàn khối lượng: moxit+mCO=mchat ran+mCO2moxit+0,05.28=2,32+0,05.44moxit=3,12gam

IV. Bài tập tự luyện dạng 2

Câu 1: Cho luồng khí CO dư đi qua 9,1 gam hỗn hợp gồm CuO và Al2O3 , nung nóng đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8,3 gam chất rắn. Khối lượng CuO trong hỗn hợp đầu là:

A. 0,8 gam.                   B. 8,3 gam.

C. 2,0 gam.                   D. 4,0 gam.

Câu 2: Cho V lít hỗn hợp khí (ở đktc) gồm CO và H2 phản ứng với một lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO và Fe2O3  nung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,32 gam. Giá trị của V là:

A. 0,112.                       B. 0,560.

 C. 0,224.                      D. 0,448.

Câu 3: Cho khí CO đi qua m gam Fe2O3  nung nóng thì được 10,68 gam chất rắn X và khí Y. Cho toàn bộ khí Y hấp thụ vào dung dịch CaOH2  dư thì thấy tạo ra 3 gam kết tủa. Giá trị của m là:

A. 12,00.                       B. 11,58.

C. 11,16.                        D. 12,20.

Câu 4: Khử 16 gam hỗn hợp các oxit kim loại:FeO,Fe2O3,Fe3O4,CuO  và PbO bằng khí CO ở nhiệt độ cao, khối lượng chất rắn thu được là 11,2 gam. Tính thể tích khí CO đã tham gia phản ứng ở điều kiện tiêu chuẩn.

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

 Phương pháp giải

Phương trình hóa học:

CO2+OHHCO3               1CO2+2OHCO32+H2O     2

Ví dụ: Sục 4,48 lít khí CO2 (đktc) vào 500 ml dung dịch NaOH 0,1M và BaOH2  0,2M. Tính khối lượng kết tủa thu được

Hướng dẫn giải

Bước 1: Tính nCO2;nOH

nCO2=0,2molnNaOH=0,05mol;nBaOH2=0,1molnOH=0,25mol;nBa2+=0,1mol

Bước 2: Xét tỉ lệ T=nOHnCO2

  • Nếu T1  Xảy ra (1), tạo một muối HCO3 .
  • Nếu 1<T<2  Xảy ra (1) và (2), tạo hai muốiCO32  và HCO3  .
  • Nếu Xảy ra (2), tạo một muối

Bước 3: Tính toán theo yêu cầu của đề bài.

Xét tỉ lệ:T=nOHnCO2=0,250,2=1,25

Nhận thấy: 1<T<2  nên phản ứng tạo hai muối CO32  và HCO3 .

Cách 1: Tính theo phương trình hóa học.

Ngoài ra, còn có thể áp dụng các định luật bảo toàn để tính toán.

Cách 1: Phương trình hóa học:

CO2+OHHCO3             CO2+2OHCO32+H2O    

Gọi số mol HCO3  và CO32  lần lượt là x và y mol.

Bảo toàn nguyên tố C: x+y=0,21

Theo phương trình: x+2y=0,252

Từ (1) và (2) suy ra: x=0,15;y=0,05mol

Cách 2: Công thức giải nhanh:

  • Nếu T1nHCO3=nOH
  • Nếu 1<T<2nCO32=nOHnCO2nHCO3=2nCO2nOH
  • Nếu T2nCO32=nCO2

Cách 2: Ta có:

 nCO32=nOHnCO2=0,250,2=0,05mol

Chú ý: So sánh nBa2+/Ca2+  và nCO32để đem kết tủa tính theo chất nào.

Chú ý: Có những bài toàn không thể tính T. Khi đó phải dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối:

Phương trình hóa học:

Ba2++CO32BaCO30,1      0,05     0,05      molm=mBaCO3=0,05.197=9,85gam

 CO2 tác dụng với NaOH, KOH

Hấp thụ CO2 vào NaOH dư (KOH dư) chỉ tạo muối trung hòa Na2CO3K2CO3

Hấp thụ CO2  vào NaOH, sau đó thêm vào thấy kết tủa. Thêm tiếp BaOH2  dư vào thấy xuất hiện thêm kết tủa nữa  Tạo cả hai muối Na2CO3  và NaHCO3 .

Chất hấp thụ vào bình NaOH tăng:

mb×nh t¨ng=mdungdicht¨ng=mCO2

CO2 tác dụng với Ca(OH)2,Ba(OH)2

Hấp thụ CO2  vào nước vôi dư/ dư thì chỉ tạo muốiCaCO3/BaCO3  (kết tủa).

Hấp thụ CO2  vào nước vôi trong/BaOH2  thấy có kết tủa, thêm dư vào thấy có kết tủa nữa suy ra

có sự tạo cả CaCO3/BaCO3  và CaHCO32/BaHCO32

Hấp thụ CO2  vào nước vôi trong/BaOH2  thấy có kết tủa, lọc bỏ kết tủa rồi đun nóng nước lọc lại

thấy kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả CaCO3/BaCO3  và CaHCO32/BaHCO32 .

Sự tăng giảm khối lượng dung dịch: Khi cho sản

phẩm cháy vào bình CaOH2  hay BaOH2 :

mb×nh t¨ng=mchÊt hÊp thômdungdicht¨ng=mchÊt hÊp thômkettuamdungdichgim=mkettuamchÊt hÊp thô

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1. Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít CO2  (đktc) vào 3 lít dung dịch CaOH2  0,03M. Khối lượng kết tủa thu được sau phản ứng là:

A. 0,8 gam.                   B. 8,3 gam.

C. 3,0 gam.                    D. 5,0 gam.

Hướng dẫn giải

nCO2=0,15molnCaOH2=0,09molnOH=0,18mol;nCa2+=0,09mol

Xét tỉ lệ: T=nOHnCO2=0,180,15=1,2

Nhận thấy: 1<T<2  nên phản ứng tạo hai muối CO32  và HCO3 .

Cách 1: Phương trình hóa học:

CO2+OHHCO3CO2+2OHCO32+H2O

Gọi số mol HCO3  và CO32  lần lượt là x và y mol.

Bảo toàn nguyên tố C: x+y=0,15  1

Theo phương trình: x+2y=0,18  2

Từ (1) và (2) suy ra:   x=0,12;y=0,03mol

Cách 2: Ta có: nCO32=nOHnCO2=0,180,15=0,03mol

Phương trình hóa học:

Ca2++CO32CaCO30,09    0,03     0,03      molm=mCaCO3=0,03.100=3gam

Chọn C.

Bài toán 2: Bài toán nghịch: Xác định chất tham gia

Phương pháp giải

Cho x mol CO2 tác dụng với a mol OH- tạo thành b kết tủa (hoặc b mol muối trung hòa). Tìm giá trị x biết a, b.

Ví dụ: Cho V lít CO2  (đktc) tác dụng với 250 ml dung dịch BaOH2  0,5M tạo thành 19,7 gam kết tủa. Tính giá trị của V.

Hướng dẫn giải

Bước 1: Tính nOH;n  hoặc số mol muối trung hòa.

nBaCO3=0,1mol;nBaOH2=0,125molnOH=0,25mol

Bước 2: Viết phương trình hóa học.

CO2+2OHCO32+H2O   1CO2+CO32+H2O2HCO3  2

Phương trình hóa học:

CO2+2OHCO32+H2O   1CO2+CO32+H2O2HCO3  2

Bước 3: Tính toán theo yêu cầu của đề bài.

Nếu a = 2b thì bài toán rất đơn giản x=b.

Nếu a > 2b thì bài toán có thể có hai đáp số vì xảy ra hai trường hợp:

 

 

Nhận thấy: nOH>nBaCO3  xảy ra hai trường hợp:

TH1: OH-  dư, tức là chỉ xảy ra phản ứng (1):x=b

TH1: OH-  dư  chỉ xảy ra phản ứng (1).

Ta có:nCO2=n=0,1molVCO2=0,1.22,4=2,24lÝt

TH2: Xảy ra 2 phản ứng (1), (2) ta có:x = a -b

TH2: Xảy ra cả (1) và (2)

Tạo thành hai muối CO32  và HCO3 .

Ta có:nCO2=nOHnnCO2=0,250,1=0,15molVCO2=0,15.22,4=3,36lÝt

Vậy V có hai giá trị là 2,24 hoặc 3,36.

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Cho V lít CO2 (đktc) vào 3,5 lít CaOH2  0,02M, sau phản ứng thu được 5 gam kết tủa. Giá trị của V là:

A. 2,240 hoặc 2,016.    B. 1,680 hoặc 2,016.

C. 1,120 hoặc 2,016.         D. 3,360 hoặc 2,016.

Hướng dẫn giải

nCaOH2=0,07molnOH=0,14mol;nCa2+=0,07molnCaCO3=0,05mol

Phương trình hóa học:

CO2+2OHCO32+H2O   1CO2+CO32+H2O2HCO3  2

Nhận thấy: nOH>nCaCO3  xảy ra hai trường hợp.

TH1: OH-  dư chỉ xảy ra phản ứng (1).

Ta có: nCO2=n=0,05molVCO2=0,05.22,4=1,12lÝt

TH2: Xảy ra cả (1) và (2) Tạo thành hai muối CO32  và HCO3 .

Ta có:

 nCO2=nOHn=0,140,05=0,09molVCO2=0,09.22,4=2,016lÝt

Chọn C.

V. Bài tập tự luyện dạng 3

Câu 1: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít CO2 (đktc) vào dung dịch nước vôi trong có chứa 0,25 mol CaOH2 . Sản phẩm muối thu được sau phản ứng gồm:

A. chỉ có CaCO3 .          

B. chỉ có CaHCO32.     

C. cả CaCO3  và CaHCO32 .      

D. Không xác định được.

Câu 2: Hấp thụ hoàn toàn 0,672 lít CO2  (đktc) vào 2 lít CaOH2  0,01M thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là:

A. 1,0.                           B. 1,5.

C. 2,0.                           D. 2,5.

Dạng 4: Bài tập về muối cacbonat

Bài toán 1: Cho từ từ axit vào muối

Phương pháp giải

 

Ví dụ: Nhỏ từ từ từng giọt hết 30 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch chứa 0,2M và 0,2M. Tính số mol CO2  thu được sau phản ứng.

Hướng dẫn giải

Bước 1: Tính nH+;nCO32;nHCO3

nHCl=0,03molnH+=0,03molnNa2CO3=0,02mol;nNaHCO3=0,02molnCO32=nHCO3=0,02mol

Bước 2: Viết phương trình hóa học và tính toán theo yêu cầu đề bài.

Phản ứng xảy ra theo thứ tự:

H++CO32HCO3H++HCO3CO2+H2O

Phản ứng xảy ra theo thứ tự sau:

H++CO32HCO30,03   0,02  0,02    mol

Sau phản ứng:

nH+d­=0,030,02=0,01molnHCO3=0,02+0,02=0,04mol

H++HCO3CO2+H2O0,01   0,04  0,01          mol

Vậy số mol CO2  thu được là 0,01 mol.

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Cho từ từ đến hết 54,75 gam axit HCl 40% tác dụng với 200 ml hỗn hợp dung dịch KOH 1M và K2CO3  1,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được V lít khí CO2  (đktc). Giá trị của V là:

A. 6,72.                         B. 4,48.

C. 5,60.                          D. 2,24.

Hướng dẫn giải

nHCl=0,6mol;nKOH=0,2mol;nK2CO3=0,3molnH+=0,6mol;nOH=0,2mol;nCO32=0,3mol

Thứ tự phản ứng:

OH+H+H2O0,2  0,2             molCO32+H+HCO3+H2O0,3  0,3    0,3          molHCO3+H+CO2+H2O0,3      0,1    0,1          mol

Ta có:nCO2=0,1molVCO2=0,1.22,4=2,24lÝt

Chọn D.

Chú ý: Cho từ từ axit vào hỗn hợp dung dịch gồm bazơ và muối thì axit sẽ phản ứng với bazơ trước rồi phản ứng với muối.

Bài toán 2: Cho từ từ muối vào axit

      Phương pháp giải

Khi cho từ từ dung dịch muối cacbonat (hoặc hỗn hợp muối cacbonat và hiđrocacbonat) vào dung dịch axit xảy ra đồng thời:

2H++CO32CO2+H2OH++HCO3CO2+H2O

Ví dụ: Trộn 150 ml dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na2CO3  1M và K2CO3  0,5M với 250 ml dung dịch HCl 2M. Tính thể tích khí sinh ra (ở đktc).

Hướng dẫn giải

nHCl=0,5molnH+=0,5molnNa2CO3=0,15mol;nK2CO3=0,075molnCO32=0,15+0,075=0,225mol

Phương trình hóa học:

2H++CO32CO2+H2O0,5   0,225  0,225        mol

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Dung dịch X chứa hỗn hợp gồm K2CO31,5M và KHCO31M. Cho từ từ 100 ml dung dịch X vào 200 ml dung dịch HCl 1M sinh ra V lít khí (đktc). Tính V.

Hướng dẫn giải

nHCl=0,2molnH+=0,2molnK2CO3=0,15mol;nKHCO3=0,1molnCO32=0,15mol;nHCO3=0,1mol

Nhận thấy: nH+=0,2mol<2nCO32+nHCO3=0,4molH+  hết.

Ta có: nCO32nHCO3=0,151=1,5

Gọi số mol CO32  và HCO3  phản ứng lần lượt là 1,5x và x mol.

Phương trình hóa học:

2H++CO32CO2+H2OH++HCO3CO2+H2O

Theo phương trình: nH+=2.1,5x+x=0,2molx=0,05

Theo phương trình: nCO2=x+1,5x=2,5x=0,125molVCO2=0,125.22,4=2,8lÝt .

Bài toán 3: Muối hiđrocacbonat tác dụng với dung dịch kiềm

Phương pháp giải

 

Ví dụ: Cho 200 ml dung dịch BaOH2  0,1M vào 300 ml dung dịch NaHCO3  0,1M, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là:

A. 5,91.                         B. 3,94.

C. 7,88.                         D. 11,82.

Hướng dẫn giải

nBaOH2=0,02mol;nNaHCO3=0,03molnHCO3=0,03molnBa2+=0,02molnOH=0,04mol

Phương trình hóa học:

HCO3+OHCO32+H2O

Nếu dung dịch có Ca2+,Ba2+  thì phản ứng

tạo kết tủa:

CO32+Ca2+Ba2+CaCO3BaCO3

Phương trình hóa học:

HCO3+OHCO32+H2O0,03    0,04   0,03              molBa2++CO32BaCO30,02    0,03   0,02              mol.

mBaCO3=0,02.197=3,94gam

Chọn B.

 Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Cho 6,72 lít khí CO2 (đktc) và bình chứa 300 ml dung dịch NaOH 1M. Sau khi phản ứng kết thúc thêm tiếp dung dịch NaOH dư vào bình này. Khối lượng muối thu được sau phản ứng là:

A. 28,0 gam.                 B. 31,8 gam.

C. 40,0 gam.                      D. 50,0 gam.

Hướng dẫn giải

nCO2=0,3mol;nNaOH=0,3molnOH=0,3mol

Xét tỉ lệ nOHnCO2=0,30,3=1  Tạo muối HCO3

Phương trình hóa học:

CO2+OHHCO30,3     0,3     0,3   mol

Thêm NaOH dư vào dung dịch xảy ra phản ứng:

HCO3+OHCO32+H2O0,3                0,03              mol.

nNa2CO3=nCO32=0,3molmNa2CO3=0,3.106=31,8gam

Chọn B.

Bài toán 4: Nhiệt phân muối cacbonat

*      Phương pháp giải

  • Nhiệt phân muối cacbonat (trừ muối cacbonat của kim loại kiềm):M2CO3xt°M2Ox+xCO2

 

  • Nhiệt phân muối hiđrocacbonat:

Tất cả muối hiđrocacbonat đều bị nhiệt phân:

2MHCO3xt°M2CO3x+xCO2+xH2O

Ví dụ: Nhiệt phân hoàn toàn 16,8 gam NaHCO3  thu được m gam Na2CO3 . Giá

trị của m là:

A. 21,2.                         B. 10,6.

C. 13,2.                         D. 12,4.

Hướng dẫn giải

nNaHCO3=0,2​ mol

Phương trình hóa học:

2NaHCO3t°Na2CO3+CO2+H2O    0,2              0,1

Chọn B.

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Nung 16,8 gam muối cacbonat của kim loại M hóa trị II thu được V lít CO2. Sục CO2  thu được vào BaOH2  dư được 39,4 gam kết tủa. Xác định kim loại M.

Hướng dẫn giải

nBaCO3=0,2mol

Gọi công thức của muối cacbonat là MCO3 .

Phương trình hóa học:

MCO3t°MO+CO2   1CO2+BaOH2BaCO3+H2O  2

Theo (2): nCO2=nBaCO3=0,2mol

Theo (1):nMCO3=nCO2=0,2mol .

MMCO3=16,80,2=84M=24Mg

Vậy M là magie (Mg).

VI. Bài tập tự luyện dạng 4

Bài tập cơ bản

Câu 1: Dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na2CO3  1,5M và KHCO3  1M. Nhỏ từ từ từng giọt cho đến hết 200 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch X, sinh ra V lít khí (ở đktc). Giá trị của V là:

A. 3,360.                       B. 11,200.

C. 0,112.                            D. 1,120.

Câu 2: Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 400 ml dung dịch HCl 2M vào 100 ml dung dịch hỗn hợp chứa ( K2CO3 3M và  Na2CO3 2M), sau phản ứng thu được V lít khí CO2(đktc). Giá trị của V là:

A. 5,60.                         B. 8,96.

C. 11,20.                            D. 6,72.

Câu 3: Một loại đá vôi chứa 80% CaCO3  còn lại là tạp chất trơ. Nung m gam đá này một thời gian thu được 0,78m gam chất rắn. Hiệu suất phân hủy CaCO3  là:

A. 78,0%.                      B. 50,0%.

C. 62,5%.                          D. 97,5%.

Câu 4: Nung nóng 100 gam hỗn hợp gồm Na2CO3  và NaHCO3  cho đến khối lượng không đổi còn lại 69 gam chất rắn. Phần trăm khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là:

A. 63% và 37%.            B. 42% và 58%.

C. 16% và 84%.                D. 84% và 16%.

Bài tập nâng cao

Câu 5: Hòa tan hoàn toàn 4 gam hỗn hợp MCO3  và RCO3  bằng dung dịch HCl dư thấy thoát ra V lít khí (đktc). Dung dịch thu được đem cô cạn được 5,1 gam muối khan. Giá trị của V là:

A. 1,12.                         B. 1,68.

C. 3,36.                              D. 2,24.

 

ĐÁP ÁN

Dạng 1: Bài tập lí thuyết về tính chất vật lí, hóa học, ứng dụng của CO, CO2, muối cacbonat

Câu 1: Chọn D.

Câu 2: Chọn B.

Câu 3: Chọn B.

Câu 4: Chọn D.

 

1NaHCO3+Na2CO3

2NaHCO3+Na2SO4

3Na2CO3+Na2SO4

Dung dịch

Kết tủa trắng

Kết tủa trắng

Kết tủa trắng

Dung dịch         

Kết tủa tan hết

Kết tủa không tan

Kết tủa tan một phần (e)

Câu 5:

Để nhận biết bốn chất rắn trên, sử dụng H2O và khí CO2.

Sơ đồ nhận biết:

Chuyên đề Hợp chất của cacbon 2022 hay, chọn lọc (ảnh 1)

Dung dịch CaHCO32  được lấy từ thí nghiệm (1).

Bạn đọc tự viết phương trình.

Dạng 2: Khử oxit kim loại bằng C và CO

Câu 1: Chọn D.

Gọi số mol CuO là x mol,Al2O3  là y mol x,y>0

80x+102y=9,1  1

Phương trình hóa học:

CuO+COt°CU+CO2           x                   x        molAl2O3+COt°Khong phan ung

Lại có: mchat ran=mCu+mAl2O3=64x+102y=8,3   2

Từ (1) và (2) suy ra: x=y=0,05mol .

mCuO=0,05.80=4gam

Câu 2: Chọn D.

Bản chất phản ứng: CO,H2+OoxitCO2,H2O

Khối lượng chất rắn giảm là khối lượng oxi trong oxit kim loại bị tách ra.

Ta có: moxioxit=mchat ran giam=0,32​gam nO=0,02mol

Theo phương trình:nCO+H2=noxioxit=0,02molVCO+H2=0,448lÝt .

Câu 3: Chọn C.

nCaCO3=0,03mol

Bản chất phản ứng:

CO+OoxitCO2CO2+CaOH2CaCO3+H2O

Theo phương trình:nOoxit=nCO2=nCaCO3=0,03mol .

mFe2O3 ban ®Çu=mX+mOoxit=10,68+0,03.16=11,16gam.

Câu 4:

Gọi x là số mol CO tham gia phản ứng.

Số mol CO2=xmol

Bảo toàn khối lượng: 16+28x=11,2+44xx=0,3 .

Thể tích CO đã tham gia phản ứng là: V=0,3.22,4=6,72lit .

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

Câu 1: Chọn A.

Ta có: nCO2=0,1mol;nOH=0,5mol

Xét tỉ lệ: T=0,50,1=5

Nhận thấy T>2  nên chỉ tạo muối CO32 .

Vậy sản phẩm thu được sau phản ứng là CaCO3  .

Câu 2: Chọn A.

Ta có: nCO2=0,03mol;nOH=0,04mol

Xét tỉ lệ: T=0,040,03=1,33

Nhận thấy 1<T<2  nên tạo hai muối CO32  và HCO3 .

Ta có nCO32=0,040,03=0,01mol

Phương trình hóa học:

.Ca2++CO32CaCO30,02     0,02    0,01       mol

Dạng 4: Bài tập về muối cacbonat

Câu 1: Chọn C.

nH+=0,2mol;nCO32=0,15mol;nHCO3=0,1mol

Phương trình hóa học:

H++CO32HCO30,2   0,15   0,15     molH++HCO3CO2+H2O0,05    0,25  0,05       mol

Vậy thể tích khí CO2 thoát ra là: V=0,05.22,4=1,12  lít.

Câu 2: Chọn D.

nH+=0,8mol;nCO32=0,5mol

Phương trình hóa học:

H++CO32HCO30,8   0,5   0,5     molH++HCO3CO2+H2O0,3    0,5     0,3       mol

Vậy thể tích khí CO2 thoát ra là: V=0,3.22,4=6,72  lít.

Câu 3: Chọn C.

Gọi số mol khí CO2  thoát ra là a mol.

Bảo toàn khối lượng: 44a=m0,78ma=0,005m

Hiệu suất phản ứng bằng: H=100.0,005m0,8m.100%=62,5% 

Câu 4: Chọn C.

Gọi số mol Na2CO3,NaHCO3  lần lượt là x, y mol.

106x+84y=100  1

Phương trình hóa học:

2NaHCO3t°Na2CO3+CO2+H2O      y                       y/2                          mol

x+y/2.106=69  2

Từ (1) và (2) suy ra:x=8/53;y=1 .

.%mNa2CO3=16%;%mNaHCO3=84%

Câu 5: Chọn D.

Gọi số mol của MCO3  và RCO3  lần lượt là x và y mol.

Phương trình hóa học:

MCO3+2HClMCl2+CO2+H2O   x    2x    x      x             molRCO3+2HClRCl2+CO2+H2O   y    2y    y      y             mol

Bảo toàn khối lượng:

mmuoi cacbonat+mHCl=mmuoi clorua+mCO2+mH2O4+36,52x+2y=5,1+44x+y+18x+yx+y=0,1

Thể tích khí thu được là:VCO2=2,24lit .

 

 

Xem thêm
Chuyên đề Hợp chất của cacbon 2023 hay, chọn lọc (trang 1)
Trang 1
Chuyên đề Hợp chất của cacbon 2023 hay, chọn lọc (trang 2)
Trang 2
Chuyên đề Hợp chất của cacbon 2023 hay, chọn lọc (trang 3)
Trang 3
Chuyên đề Hợp chất của cacbon 2023 hay, chọn lọc (trang 4)
Trang 4
Chuyên đề Hợp chất của cacbon 2023 hay, chọn lọc (trang 5)
Trang 5
Chuyên đề Hợp chất của cacbon 2023 hay, chọn lọc (trang 6)
Trang 6
Chuyên đề Hợp chất của cacbon 2023 hay, chọn lọc (trang 7)
Trang 7
Chuyên đề Hợp chất của cacbon 2023 hay, chọn lọc (trang 8)
Trang 8
Chuyên đề Hợp chất của cacbon 2023 hay, chọn lọc (trang 9)
Trang 9
Chuyên đề Hợp chất của cacbon 2023 hay, chọn lọc (trang 10)
Trang 10
Tài liệu có 18 trang. Để xem toàn bộ tài liệu, vui lòng tải xuống
Đánh giá

0

0 đánh giá

Tải xuống