GV Biên soạn: Vũ Đức Luận Trường THPT Lương Thế Vinh-Nam Định
Blog: http://violet.vn/vuluan Email: [email protected] 1
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP CO
2
TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH BAZƠ
Mở đầu:
Bài toán CO
2
tác dụng với dung dịch bazơ là dạng bài tập thường gặp trong
các đề thi đại học cao đẳng. Có thể chia thành ba dạng như sau:
Dạng 1: Bài toán của CO
2
tác dụng với các dung dịch MOH(M là kim loại
kiềm)
Dạng 2: Bài toán của CO
2
tác dụng với các dung dịch R(OH)
2
(M là kim loại
kiềm thổ như Ca, Ba, Sr)
Dạng 3: Bài toán của CO
2
tác dụng với dung dịch hỗn hợp MOH + R(OH)
2Sau đây sẽ xét từng trường hợp cụ thể:
<I> Dạng 1: Bài toán của CO
2
tác dụng với các dung dịch kiềm MOH (M là kim
3
NaOH
CO
2
n
n
=
D- CO
2
D- NaOH
Sinh ra c¶ 2 muèi
Na
2
CO
3
vµ NaHCO
3
Nhìn vào sơ đồ trên ta có:
Nếu tỉ lệ mol NaOH : CO
2
≤ 1 thì chỉ sinh ra muối axit NaHCO
3
.
Nếu tỉ lệ mol NaOH : CO
2
≥ 2 thì chỉ sinh ra muối trung hoà.
Nếu tỉ lệ mol NaOH : CO
2
lớn hơn 1 nhưng nhỏ hơn 2 thì tạo ra cả 2 muối.
+ H
2
O
x mol 2x mol x mol
(2) CO
2
+ NaOH NaHCO
3
y mol y mol y mol
Lập và giải hệ phương trình: x+y=0,15 và 2x+y=0,2 ta được x = 0,05 mol y=0,1 mol
Nồng độ mol của Na
2
CO
3
= 0,05/0,2=0,25M
Nồng độ mol của NaHCO
3
= 0,1/0,2=0,5M GV Biên soạn: Vũ Đức Luận Trường THPT Lương Thế Vinh-Nam Định
Blog: http://violet.vn/vuluan Email: [email protected] 2
Ví dụ 2: Cho 4,48 lít CO
2
(đktc) dẫn vào 60 gam dung dịch NaOH 20%. Xác định
nồng độ % của muối trong dung dịch thu được.
Giải
Số mol NaOH = 0,3 mol
3
y mol y mol y mol
Ta có: x+y=0,2 và 2x+y=0,3 => x = y = 0,1 mol
m
Na2CO3
= 106.0,1=10,6 gam
m
NaHCO3
= 84.0,1 = 8,4 gam
áp dạng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
Khối lượng CO
2
+ khối lượng dung dịch NaOH khối lượng dung dịch muối
=>0,2.44 + 60 = m
dung dịch muối
=>m
dung dịch muối
= 68,8 gam
Nồng độ % các muối:
C% Na
2
CO
3
= 15,41%
C% NaHCO
3
= 12,21%
Chú ý kinh nghiệm: Nếu tỉ lệ mol NaOH : CO
3
+ H
2
O Ba(HCO
3
)
2
Tuy nhiên để đơn giản nếu sản phẩm phản ứng sinh ra muối trung hoà và axit thì ta
viết 2 phương trình sau:
(1) CO
2
+ Ba(OH)
2
BaCO
3
+ H
2
O
(2) 2CO
2
+ Ba(OH)
2
Ba(HCO
3
)
2
Lưu ý: muối axit sinh ra nếu đun nóng sẽ bị nhiệt phân:
Ba(HCO
CO
2
n
n
=
D- CO
2
D- Ba(OH)
2
Sinh ra c¶ 2 muèi
BaCO
3
vµ Ba(HCO)
2
Cách vận dụng sơ đồ này tương tự như trường hợp CO
2
+ dung dịch MOH
Chú ý kinh nghiệm: Nếu tỉ lệ mol CO
2
: Ba(OH)
2
=1,5 thì số mol 2 muối bằng nhau
GV Biên soạn: Vũ Đức Luận Trường THPT Lương Thế Vinh-Nam Định
Blog: http://violet.vn/vuluan Email: [email protected] 3
Ví dụ 3: Cho 6,72 lít khí CO
2
(đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 200 ml dung dịch
Ba(OH)
)
2
Ta có số mol BaCO
3
= Số mol Ba(HCO
3
)
2
= 0,1 mol
Khối lượng các muối:
m
BaCO3
=197.0,1=19,7 gam
mBa(HCO3)2
= 259.0,1=25,9 gam
Ví dụ 4: Sục V (lít) CO
2
(đktc) vào 200 ml ddịch Ca(OH)
2
1M, thu được 2,5 gam kết
tủa. Tính V?
Giải
Với bài toán này ta không tính được tỉ lệ mol CO
2
: Ca(OH)
2
do đó có thể xét các
trường hợp sau:
2
CaCO
3
+ H
2
O
(2) 2CO
2
+ Ca(OH)
2
Ca(HCO
3
)
2
Theo phương trình (1):
số mol CO
2
pư (1)= số mol Ca(OH)
2
pư (1) = số mol CaCO
3
=0,025 mol
Số mol Ca(OH)
2
pư (2) = 0,2-0,025=0,175 mol
Theo phương trình (2):
Số mol CO
2
2) Sau đó tỉnh tỉ lệ mol OH
-
: CO
2
để xem xem rơi vào trường hợp nào rồi vận dụng
sơ đồ sau để viết phương trình.
1
2
CO
3
2-
HCO
3
-
OH
-
CO
2
n
n
=
D- CO
2
D- OH
-
Sinh ra c¶ 2 muèi
CO
3
2-
-
0,1 mol 0,1 mol 0,2 mol
Tổng số mol OH
-
= 0,25 mol
Tỉ lệ mol OH
-
: CO
2
= 0,25 : 0,2 = 1,25 => sẽ tạo ra 2 loại muối (muối axit và muối
trung hoà):
(1) 2OH
-
+ CO
2
CO
3
2-
+ H
2
O
2x mol x mol x mol
(2) OH
-
+ CO
2
HCO
3
(đktc) cho vào dung dịch Y để thu được kết
tủa cực đại?
A.
1,12 lít ≤ V ≤ 6,72 lít
B.
2,24 lít ≤ V ≤ 6,72 lít
C.
2,24 lít ≤ V ≤ 4,48 lít
D.
4,48 lít ≤ V ≤ 6,72 lít
Giải
Trước hết đi tìm số mol NaOH và Ba(OH)
2
(1) Na + H
2
O NaOH + 1/2H
2
(2) Ba + 2H
2
O Ba(OH)
2
+ H
2
Gọi số mol của Na và Ba lần lượt là x và y mol, ta có hệ:
23x+137y=18,3
1/2x+y= 0,2
Giải được: x= 0,2; y= 0,1
CO
3
2-
+ H
2
O
Số mol CO
2
= số mol CO
3
2-
= 0,1 mol ( OH
-
dư)
V
CO2
=0,1./22,4=2,24 lít
Trường hợp 2: Có 2 phản ứng
(1) 2OH
-
+ CO
2
CO
3
2-
+ H
2
O
0,2 mol 0,1 mol 0,1 mol
Bài 3:
a/ Phải đốt chát hoàn toàn bao nhiêu gam cacbon để khi cho khí CO
2
tạo ra trong
phản ứng trên tác dụng với 3,4 lít dd NaOH 0,5 M ta được dung dịch X gồm 2 muối,
trong đó muối hidrocacbonat có nồng độ mol bằng 1,4 lần nồng độ mol của muối
trung hoà.
b/ Nếu thêm một lượng vừa đủ dung dịch CaCl
2
1M vào dung dịch X trên thì sẽ thu
được bao nhiêu gam kết tủa? Tính thể tích dd CaCl
2
1M phải dùng.
c/ Tính khối lượng kết tủa thu được nếu dùng Ca(OH)
2
dư thay vì dùng CaCl
2
.
Bài 4: Cho V lít khí CO
2
(đktc) đi vào 300 ml dung dịch Ca(OH)
2
0,4M thì thu được
6 gam kết tủa trắng và dung dịch A. Lấy dung dịch A đem đun nóng thì lại thu thêm
được 6 gam kết tủa nữa. Tính thể tích CO
2
đã dùng.
Bài 5: Nhiệt phân m gam CaCO
3
ở nhiệt độ cao( h= 80%), thu khí bay ra rồi cho đi