1CHUYÊN ĐỀ
CO
2
(HOẶC SO
2
) TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH KIỀM
Tác giả chuyên đề: VŨ VĂN TĨNH
Chức vụ: Giáo viên môn hóa học
Đơn vị công tác: Trường THPT Lê Xoay
Đối tượng bồi dưỡng: Lớp 11
Số tiết bồi dưỡng: 05 tiết I. TÁC DỤNG VỚI NaOH và KOH:
- Khi cho CO
2
(hoặc SO
2
) tác dụng với dung dịch NaOH (hoặc KOH).
CO
2
+ OH
-
→ HCO
3
-
.
+ k = 2: muối CO
3
2-
.
+ k > 2 : OH
-
dư và CO
3
2-
+ k <1 : CO
2
dư và HCO
3
-
+ 1 < k < 2 : tạo cả muối HCO
3
-
và CO
3
2-
* Nếu không thể tính k. Khi đó phải dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra khả năng
tạo muối.
- Dung dịch sau phản ứng tác dụng được với OH
-
→ có HCO
3
và CO
3
2-
.
* Trong trường hợp không có các dữ kiện trên thì chia trường hợp để giải.
* Thí dụ minh họa
Thí dụ 1: Cho 2,24 lít CO
2
(đktc) vào 100 ml dung dịch NaOH 3M. Các chất có
trong dung dịch sau phản ứng là
A. NaOH và Na
2
CO
3
B. Na
2
CO
3
và NaHCO
3
C. Na
2
CO
3
D. NaHCO
3
Hướng dẫn giải:
+ NaOH → NaHCO
3
(1)
CO
2
+ 2NaOH → Na
2
CO
3
+ H
2
O (2)
Theo bài:
2 3
0,1
Na CO
n =
,
3
0,1
NaHCO
n =
.
Theo (1) và (2): n
NaOH
= 0,3 mol → x = 1 M.
2
CO
n
2NaHCO
3
+ 2KOH → Na
2
CO
3
+ K
2
CO
3
+ 2H
2
O (3)
2
CO
n
= 0,25 mol, n
KOH
= 0,1 mol.
Nếu chỉ tạo thành NaHCO
3
: Theo (1) (3):
2
CO
n
= 0,1 mol ≠ 0,25 mol.
→ Xảy ra cả phản ứng (2)
Theo (3):
3
0,1
NaOH
= 0,38 mol.
→ tạo 2 muối NaHCO
3
và Na
2
CO
3
CO
2
+ NaOH → NaHCO
3
x x x
4
CO
2
+ 2NaOH → Na
2
CO
3
+ H
2
O
y 2y y
Ta có: x + y = 0,3 và x + 2y = 0,38.
→ x = 0,22 và y = 0,08.
Dung dịch A gồm: NaHCO
2
O
0,22 0,2 → 0,2
Ba
2+
+ CO
3
2-
→ BaCO
3↓
0,1 0,28 → 0,1
→
2
3
CO
n
−
∑
= 0,28 mol.
→
3
BaCO
n
= 0,1 mol → a = 19,7 gam.
→ Đáp án D
Thí dụ 5: Hấp thụ hết CO
2
vào dung dịch NaOH dược dung dịch A. Chia A làm 2
phần bằng nhau:
- Cho dung dịch BaCl
2
thu được b gam kết tủa.
Nếu chỉ có muối NaHCO
3
thì a = b. Tuy nhiên, do a > b nên dung dịch A phải chứa
Na
2
CO
3
→ Đáp án B. 5
II. TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH Ca(OH)
2
HOẶC Ba(OH)
2
CO
2
+ Ca(OH)
2
→ CaCO
3↓
+ H
2
O.
2CO
+ k <1: CO
2
dư và HCO
3
-
+ 1 < k < 2: tạo cả muối HCO
3
-
và CO
3
2-
* Khi những bài toán không thể tính k ta dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra
khả năng tạo muối.
- Hấp thụ CO
2
vào nước vôi dư thì chỉ tạo muối CaCO
3
.
- Hấp thụ CO
2
vào nước vôi trong thấy có kết tủa, thêm NaOH dư vào thấy có
kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả CaCO
3
và Ca(HCO
3
)
2
> m
CO
2
thì khối lượng dung dịch giảm so với khối lượng dung dịch ban đầu.
- Nếu m
kết tủa
< m
CO
2
thì khối lượng dung dịch tăng so với khối lượng dung dịch ban đầu.
6
* Khi dẫn p gam khí CO
2
vào bình đựng nước vôi dư sau phản ứng khối lượng dung
dịch tăng m gam và có n gam kết tủa tạo thành thì luôn có: p= n + m
* Khi dẫn p gam khí CO
2
vào bình đựng nước vôi sau phản ứng khối lượng dung
dịch giảm m gam và có n gam kết tủa tạo thành thì luôn có: p=n – m
* Thí dụ minh họa
Thí dụ 1: Hấp thụ toàn bộ x mol CO
2
vào dung dịch chứa 0,03 mol Ba(OH)
2
thì thu
được 3,94 gam kết tủa. Giá trị của x là?
A. 0,02mol và 0,04 mol B. 0,02mol và 0,05 mol
C. 0,01mol và 0,03 mol D. 0,03mol và 0,04 mol
* TH1: Chỉ tạo thành BaCO
3
Theo (1):
2
CO
n
=
3
BaCO
n
= 0,02 mol → x = 0,02 mol.
* TH 2: Tạo thành 2 muối:
Theo (1) và (2):
2
CO
n
∑
= 0,02 + 2(0,03-0,02) = 0,04 mol.
→ Đáp án A.
Thí dụ 2: Hấp thụ toàn bộ 0,3 mol CO
2
vào dung dịch chứa 0,25 mol Ca(OH)
2
.
Khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng hay giảm bao nhiêu gam?
A. Tăng 13,2 gam. B. Tăng 20 gam.
C. Giảm 16,8 gam. D. Giảm 6,8 gam.
Hướng dẫn giải:
Theo bài: k = 1,2 → tạo 2 muối:
CO
CO
m
= 13,2 gam.
→ Khối lượng dung dịch giảm: m = 20 – 13,2 = 6,8 gam.
→ Đáp án D
Thí dụ 3: Hấp thụ hết 0,672 lít CO
2
(đktc) vào bình chứa 2 lít dung dịch Ca(OH)
2
0,01M. Thêm tiếp 0,4 gam NaOH vào bình này. Khối lượng kết tủa thu được sau
phản ứng là?
A. 1,5 gam. B. 2 gam. C. 2,5 gam. D. 3 gam.
Hướng dẫn giải:
2
CO
n
= 0,03 mol,
2
( )
Ca OH
n
= 0,02 mol.
→ k = 1,5 → Tạo 2 muối:
CO
2
+ Ca(OH)
2
→ CaCO
3↓
2+
+ CO
3
2-
→ CaCO
3↓
(4)
0,01 0,01 0,01
Theo (1) và (4):
3
CaCO
n
= 0,01 + 0,01 = 0,02 mol → m = 2 gam.
→ Đáp án B.
8
Thí dụ 4: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít CO
2
(đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)
2
nồng độ a mol/lít, thu được 15,76 gam kết tủa. Giá trị của a là
A. 0,032 B. 0,048 C. 0,040 D. 0,060
Hướng dẫn giải:
2
CO
n
= 0,12 mol,
3
−
= = =
Bảo toàn nguyên tố Ba:
2 3 3 2
( ) ( )
Ba OH BaCO Ba HCO
n n n= +
= 0,08 + 0,02 = 0,1 mol.
→ 2,5a = 0,1 → a = 0,04.
→ Đáp án C.
III. TÁC DỤNG VỚI HỖN HỢP DUNG DỊCH KIỀM (NaOH, KOH, Ca(OH)
2
,
Ba(OH)
2
)
Bản chất của phản ứng giữa CO
2
với dung dịch kiềm (NaOH, Ba(OH)
2
… ) là phản
ứng giữa CO
2
và OH
-
. Do đó, nếu dung dịch ban đầu có nhiều bazơ thì không nên
viết các phương trình phân tử mà viết phương trình phản ứng dưới dạng ion thu gọn:
CO
2
để tính lượng kết tủa thu được.
* Thí dụ minh họa
Thí dụ 1: Dung dịch A chứa NaOH 1M và Ca(OH)
2
0,02M. Hấp thụ 0,5 mol khí
CO
2
vào 500 ml dung dịch A. Sau khi phản ứng kết thúc, thu được kết tủa có khối
lượng là
A. 1,0 gam. B. 1,2 gam. C. 2,0 gam. D. 2,8 gam.
9
Hướng dẫn giải:
Ta có:
OH
n
−
∑
= 0,5x0,02x2 + 0,5 = 0,52 mol,
2
Ca
n
+
= 0,01 mol
2
CO
n
= 0,5 mol → k = 1,04
→ tạo 2 muối:
→ x = 0,48 mol và y = 0,02 mol.
Theo (3):
3
CaCO
n
= 0,01 mol → m = 0,01x100 = 1,0 gam.
→ Đáp án A.
Thí dụ 2: Hòa tan một mẫu hợp kim K-Ba có số mol bằng nhau vào nước dư, thu
được dung dịch X và 6,72 lít khí (đktc). Sục 0,025 mol CO
2
vào dung dịch X thu
được m gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 2,955. B. 4,334. C. 3,940. D. 4,925
Hướng dẫn giải:
2
2 2
( )Ba OH
Ba
H O H
K
KOH
+ → +
Gọi số mol của Ba và K là a mol.
O (1)
0,025 0,05 0,025
Ba
2+
+ CO
3
2-
→ BaCO
3
↓ (2)
0,2 0,025 0,025
→
3
BaCO
n
= 0,025 mol → m = 4,925 gam.
→ Đáp án D.
Thí dụ 3: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít CO
2
(đktc) vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm
KOH 0,1M và Ba(OH)
2
0,2M, sinh ra m gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 19,70. B. 17,73. C. 9,85. D. 11,82.
Hướng dẫn giải:
OH
n
−
∑
=
Theo bảo toàn nguyên tố C: x + y = 0,2.
Theo bảo toàn điện tích âm: x + 2y = 0,25
→ x = 0,15 mol và y = 0,05 mol
Nhận thấy:
2 2
3
0,05 0,1
CO Ba
n n
− +
= < =
→
2
3
3
0,05
BaCO
CO
n n
−
= =
mol → khối lượng kết tủa: m = 9,85 gam
→ Đáp án C
* Lưu ý 1: Khi bài toán cho cả 2 oxit CO
2
và SO
2
thì gọi công thức trung bình là
= 0,2 mol,
2
XO
n
= 0,5 mol
→ k = 1,5 → tạo 2 muối:
XO
2
+ OH
-
→ HXO
3
-
(1)
x x x
XO
2
+ 2OH
-
→ XO
3
2-
+ H
2
O (2)
y 2y y
→ x + y = 0,5 và x + 2y = 0,75 → x = y = 0,25 mol.
Ba
2+
+ XO
2
vào 300 ml dung dịch chứa NaOH 0,5M và Na
2
CO
3
0,4M thu được dung dịch X chứa 29,97 gam hỗn hợp muối. Giá trị của V là:
A. 3,36 B. 6,048 C. 5,04 D. 5,60
Hướng dẫn giải:
Gọi số mol CO
2
ban đầu là x
Quy đổi: Na
2
CO
3
= 2NaOH + CO
2
0,12 0,24 0,12
12
Khi đó:
2
CO
n
= x + 0,12 (mol)
OH
n
−
2
CO
3
0,5M.Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam chất rắn
khan. Giá trị của m là
A. 33,8 B. 30,0 C. 27,6 D. 41,4
Hướng dẫn giải:
Quy đổi: K
2
CO
3
= 2KOH + CO
2
0,1 0,2 0,1
Khi đó:
OH
n
−
∑
= 0,2 + 0,2 = 0,4 mol và
2
CO
n
= 0,1 + 0,2 = 0,3 mol
→ k = 1,3333
CO
2
+ KOH → KHCO
3
3
(ở nhiệt độ cao). Sau khi các phản ứng xảy ra
hoàn toàn, thu được khí X. Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dư dung dịch
Ca(OH)
2
thì tạo thành 4 gam kết tủa. Giá trị của V là
A. 1,120. B. 0,896. C. 0,448. D. 0,224.
Câu 3.KA-08): Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít khí CO
2
(ở 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
A. 9,85. B. 11,82. C. 17,73. D. 19,70.
Câu 4.(KA -09): Cho 0,448 lít khí CO
2
(ở 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
A. 3,940. B. 1,182. C. 2,364. D. 1,970.
Câu 5.(CĐ-2010): Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí CO
2
(dư), thu
được 11,82 gam kết tủa.Giá trị của x là
A. 1,6. B. 1,2. C. 1,0. D. 1,4.
Câu 8: Cho V lít khí CO
2
(ở đktc) hấp thụ hết vào 500 ml dung dịch NaOH 1M, cô
cạn dung dịch sau phản ứng thu được 25,2 gam chất rắn. Giá trị của V là
A. 8,96. B. 4,48. C. 6,72. D. 5,33.
Câu 9: Cho V lít khí CO
2
(ở đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 200 ml dung dịch hỗn hợp
KOH 1M và Ba(OH)
2
0,75M thu được 27,58 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V là
A. 6,272 lít. B. 8,064 lít. C. 8,512 lít. D. 2,688 lít.
Câu 10: Cho 8,96 lít khí CO
2
(đktc) vào 250 ml dung dịch NaOH 2M được dung
dịch X. Cho X tác dụng với dung dịch Ca(OH)
2
dư được a gam kết tủa. Nếu cho X
tác dụng với dung dịch CaCl
2
dư được b gam kết tủa. Giá trị (a – b) bằng
A. 0 . B. 15. C. 10. D. 30.
Câu 11: Hấp thu hết CO
2
vào dung dịch NaOH được dung dịch A. Biết rằng:
- Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch A thì phải mất 50 ml dung dịch HCl 1M
mới thấy bắt đầu có khí thoát ra.
2
0,1M. Hấp thụ 7,84 lít khí
CO
2
(đktc) vào 1 lít dung dịch X thì khối lượng kết tủa thu được là?
A. 15 gam B. 5 gam C. 10 gam D. 1 gam
15
Câu 14: Cho 5,6 lít hỗn hợp X gồm N
2
và CO
2
(đktc) đi chậm qua 5 lít dung dịch
Ca(OH)
2
0,02M để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 5 gam kết tủa. Tính tỉ khối
hơi của hỗn hợp X so với H
2
.
A. 18,8 B. 1,88 C. 37,6 D. 21
Câu 15: Hấp thụ hoàn toàn 11,2 lít CO
2
(đktc) vào 200 ml dung dịch hỗn hợp KOH
aM và Ca(OH)
2
1M thu được dung dịch X và 10 gam kết tủa. Giá trị của a là.
A. 1M. B. 2M. C. 8M D. 4M
Câu 16: Cho V(lít) khí CO
2
A. 2,24 B. 3,36 C. 5,6 D. 1,12
Câu 20: Hỗn hợp X gồm Ba và Na. Cho 20,12 g hỗn hợp X vào nước dư thu được
dung dịch Y và 4,48 lít H
2
(đktc). Sục 5,6 lít CO
2
( đktc) vào dung dịch Y thì khối
lượng kết tủa thu được là:
A. 39,4 gam. B. 63,04gam. C. 29,55 gam. D. 23,64 gam.