CO2 tác dụng với dung dịch kiềm

Ôn tập môn Hóa

Dạng 4: CO2 tác dụng với dung dịch kiềm

Dạng 4.1: Cho dữ diện về CO2 và OH, yêu cầu tính lượng muối tạo thành

  • Tính mol CO2= V/22,4
  • Tính nOH= nNaOH+2nCa(OH)2…= Cm.V=m/M=C%.mdd/M

đặt T=nOH-/nCO2

  • Nếu T ≤ 1  Tạo muối axit HCO3
  • NếuT ≥ 2  Tạo muối trung hòa CO32-
  • Nếu 1 <T < 2  Tạo cả 2 muối
  • Nếu đề cho CO2 tác dụng với dung dịch gồm nhiều bazơ thì cần tính và giải theo phương trình ion.
  • Lưu ý 1, khi cho CO2 vào dung dịch kiềm, phản ứng xảy ra theo trình tự:
    CO2 + 2OH →CO32- + H2O (1)
    Sau đó CO2 còn dư + H2O + CO32- →2HCO3 (2)
  • Lưu ý 2: CO2 + H2O + CaCO3 →Ca(HCO3)2,
    CO2 + H2O + Na2CO3 →2NaHCO3
    Vì vậy khi cho CO2, ta luôn thu được muối axit.
  • Lưu ý 3: NaOH + NaHCO3 →Na2CO3 + H2O,
    Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 →CaCO3 + H2O
    Ca(HCO3)2 + 2NaOH →CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O
    nên khi cho dung dịch kiềm dư, ta luôn thu được muối trung hòa và kiềm còn dư.
  • Lưu ý 4: Nếu CO2 tác dụng với kiềm tạo ra hai loại muối thì nCO32- = nOH – nCO2.

   nHCO3–     = 2    nCO2    – nOH

Câu 1: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít CO2 (đktc) vào 125 ml dung dịch Ba(OH)2 1M, thu được dung dịch X. Coi thể tích dung dịch không đổi, nồng độ mol của chất tan trong dung dịch X là:  

  1. 0,6M B. 0,2M C. 0,1M               D. 0,4M

Hướng dẫn giải

Ta có nCO2 = 0,15 mol; nBa(OH)2 = 0,125 mol  nOH = 0,125.2 = 0,25 mol

= = 1,67  Tạo 2 muối. Gọi x = nBaCO3, y = nBa(HCO3)2

Bảo toàn Ba  x + y = 0,125 (1)

Bảo toàn C  x + 2y = 0,15 (2)

Giải (1), (2)  x = 0,1; y = 0,025  [Ba(HCO3)2] = 0,025/0,125 = 0,2M Chọn B

Cách 2 : nHCO3–     = 2    nCO2    – nOH =0,05 mol            nBa(HCO3)2=         0,05/2

 [Ba(HCO3)2] = 0,025/0,125 = 0,2M

Câu 2: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít CO2 (đktc) vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,2M, sinh ra m gam kết tủa. Giá trị của m là:

  1. 19,7g B. 17,73g C. 9,85g               D. 11,82g

(Trích đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2008)

Hướng dẫn giải

Ta có nCO2 = 0,2 mol; nNaOH = 0,05 mol; nBa(OH)2 = 0,1 mol

 = nNaOH + 2nBa(OH)2 = 0,05 + 2.0,1 = 0,25 mol; nBa2+ = nBa(OH)2 = 0,1 mol

= = 1,25 nên tạo 2 loại muối

Gọi x = nCO32-, y = nHCO3

CO2 + 2OH → CO32- + H2O và CO2 + OH → HCO3

x ←    2x ←            x                         y ←    y ←            y

 nCO2 = x + y = 0,2 (1) và  = 2x + y = 0,25 (2)

 x = 0,05 và y = 0,15 nCO32- = x = 0,05

Kết tủa thu được là do: Ba2+ + CO32-  BaCO3

                                    (0,1)     (0,05)      → 0,05

 m = mBaCO3 = 197.0,05 = 9,85g  Chọn C

Câu 3: Cho 0,448 lít khí CO2 (đktc) hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,06M và Ba(OH)2 0,12M thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là:

  1. 1,182 B. 3,94                 C. 1,97                 D. 2,364                    

(Trích đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2009)

Hướng dẫn giải

Ta có nCO2 = 0,02 mol; nNaOH = 0,006 mol; nBa(OH)2 = 0,012 mol

 = nNaOH + 2nBa(OH)2 = 0,006 + 2.0,012 = 0,03 mol;
nBa2+ = nBa(OH)2 = 0,012 mol

CO2 +     2OH  CO32- + H2O (1)

0,015 ← 0,03         → 0,015

Sau phản ứng (1), nCO2 còn dư = 0,02 – 0,015 = 0,005 mol nên

CO2 còn dư + H2O + CO32- → 2HCO3 (2)

0,005                → 0,005

Như vậy, sau phản ứng (2), nCO32- còn dư = 0,015 – 0,005 = 0,01 mol

Kết tủa thu được là do: Ba2+     +    CO32- →BaCO3

                                     (0,012)       (0,01)       → 0,01

 m = mBaCO3 = 197.0,01 = 1,97g  Chọn C

Câu 4: Hấp thụ hoàn toàn 0,672 lít khí CO2 (đktc) vào 1 lít dung dịch gồm NaOH 0,025M và Ca(OH)2 0,0125M, thu được x gam kết tủa. Giá trị của x là

  1. 2,00 B. 0,75 C. 1,00                 D. 1,25

(Trích đề thi tuyển sinh đại học khối A năm 2011)

Hướng dẫn giải

Ta có nCO2 = 0,03 mol; nNaOH = 0,025 mol; nCa(OH)2 = 0,0125 mol

 = nNaOH + 2nCa(OH)2 = 0,025 + 2.0,0125 = 0,05 mol;

nCa2+ = nCa(OH)2 = 0,0125 mol

CO2 +     2OH → CO32- + H2O (1)

0,025 ← 0,05        → 0,025

Sau phản ứng (1), nCO2 còn dư = 0,03 – 0,025 = 0,005 mol nên

CO2 còn dư + H2O + CO32- →2HCO3 (2)

0,005                → 0,005

Như vậy, sau phản ứng (2), nCO32- còn dư = 0,025 – 0,005 = 0,02 mol

Kết tủa thu được là do: Ca2+     +    CO32- →CaCO3

                                     (0,0125)      (0,02)      → 0,0125

 m = mCaCO3 = 100.0,0125 = 1,25g  Chọn D

Câu 5: Sục 4,032 lít khí CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch NaOH 1M được dung dịch A. Rót thêm 400 ml dung dịch B gồm BaCl2 0,15M và Ba(OH)2 xM vào dung dịch A thì thu được 11,82 gam kết tủa. Tiếp tục đun nóng dung dịch tạo thành thì thu tiếp m gam kết tủa nữa. Giá trị của x và m là:

  1. 0,1M và 3,94g B. 0,05M và 1,97g        C. 0,05M và 3,94g              D. 0,1M và 1,97g

nCO2 = 0,18; nNaOH = 0,2; nBaCO3 = 11,82/197 = 0,06

Do   Tạo 2 muối  

Gọi x = nCO32-, y = nHCO3

Bảo toàn nC  x + y = 0,18 (1)

Bảo toàn điện tích  2x + y = 0,2 (2)

Từ (1), (2)  x = 0,02; y = 0,16 (*)

 

nBaCl2 = 0,15.0,4 = 0,06; nBa(OH)2 = 0,4x  nBa2+ = (0,06 + 0,4x); nOH= 0,8x   

Ba2+  +  CO32-  BaCO3

0,06 ← 0,06 ←          0,06

Nhưng ở (*) chỉ có 0,02 mol CO32-

 Dung dịch B phải tác dụng với dung dịch A tạo ra thêm 0,04 mol CO32- nữa.

HCO3 + OH  CO32- + H2O

0,04 ←    0,04 ←       0,04

 nOH = 0,8x = 0,04  x = 0,05

nHCO3 còn dư = 0,16 – 0,04 = 0,12; nBa2+ còn dư = (0,06 + 0,4x) – 0,06 = 0,02

Khi nung dung dịch, xảy ra phản ứng:

Ba2+ + 2HCO3 →BaCO3↓ + CO2 + H2O

(0,02)     (0,12)         → 0,02

Vậy m = mBaCO3 = 0,02.197 = 3,94  Chọn C

Dạng 4.2: Cho dữ kiện về OH và kết tủa, yêu cầu tính lượng CO2

 Nếu đề bài cho sẵn dữ kiện để tính nOH và n↓, lại yêu cầu tính thể tích hoặc số mol CO2, ta phải xét 2 trường hợp.

  • TH1: CO2 + Ca(OH)2 →CaCO3↓. Ở TH1 này ta thấy nCO2 = n↓
    TH2: CO2 + Ca(OH)2 →CaCO3
          và 2CO2 + Ca(OH)2 →Ca(HCO3)2. Ở TH2 phải tính ∑nCO2 ở cả 2 phương trình.
  • Công thức tính nhanh: nCO2 = n↓ hoặc nCO2max = nOH – n↓ trong đó nCO2 max là giá trị tính ở TH2

Câu 1: Cho 3,36 lít CO2 (đktc) hấp thụ hết vào 200 ml dung dịch Ca(OH)2 thu được 3g kết tủa. Nồng độ mol của dung dịch Ca(OH)2 ban đầu là:      

  1. A. 0,45M 0,5M C. 0,15M             D. 0,75M

Hướng dẫn giải

Ta có nCO2 = 0,15 mol, nCaCO3↓ = 0,03 mol

CO2     +     Ca(OH)2 →CaCO3

0,03 mol ← 0,03 mol ←      0,03 mol (1)

Sau phản ứng (1), nCO2 còn dư = 0,15 – 0,03 = 0,12 mol

Nhưng đề cho hấp thụ hết CO2   Lượng CO2 còn dư kia sẽ tạo muối axit

2CO2 còn dư + Ca(OH)2 →Ca(HCO3)2 (2)

0,12 mol →  0,06 mol

Như vậy ∑nCa(OH)2 = 0,03 + 0,06 = 0,09 mol [Ca(OH)2] ban đầu = 0,09/0,2 = 0,45M

Câu 2: Cho 4,48 lít CO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn bởi 800 ml dung dịch Ba(OH)2 xM thu được 23,64g kết tủa. Giá trị của x là:

  1. 0,1M B. 0,2M C. 0,15M             D. 0,3M

Hướng dẫn giải

Ta có nCO2 = 0,2 mol, nBaCO3↓ = 0,12 mol

CO2     +     Ba(OH)2 → BaCO3

0,12 mol ← 0,12 mol ←      0,12 mol (1)

Sau phản ứng (1), nCO2 còn dư = 0,2 – 0,12 = 0,08 mol

Nhưng đề cho hấp thụ hết CO2  Lượng CO2 còn dư kia sẽ tạo muối axit

2CO2 còn dư + Ba(OH)2 →  Ba(HCO3)2 (2)

0,08 mol →  0,04 mol

Như vậy ∑nBa(OH)2 = 0,12 + 0,04 = 0,16 mol

x = [Ba(OH)2]  = 0,16/0,8 = 0,2M  Chọn B

Câu 3: Dẫn V lít CO2 (đktc) vào 400 ml dung dịch Ca(OH)2 0,5M. Sau phản ứng thu được 15g kết tủa. V có giá trị là:

  1. 4,48 B. 6,72 C. 3,36 hoặc 5,6  D. 4,48 hoặc 6,72

Hướng dẫn giải

nCO2 min = n↓ = 0,15  V = 3,36

nCO2 max = nOH – n↓ = 2.0,2 – 0,15 = 0,25  V = 5,6  Chọn C

Câu 4: Sục V lít CO2 (đktc) vào 500 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M thu được 5,91g kết tủa. Giá trị lớn nhất của V là: A. 0,672       B. 1,008                      C. 1,344               D. 1,568

Hướng dẫn giải

nCO2 max = nOH – n↓ = 2.0,05 – 0,03 = 0,07  V = 1,568  Chọn D

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *