thuvienhoclieu com thuvienhoclieu com CHUYÊN ĐỀ 3 NHÓM CACBON A LÝ THUYẾT I KHÁI QUÁT VỀ NHÓM CACBON (NHÓM IVA) Gồm Cacbon (C), silic (Si), gemani (Ge), thiếc (Sn), chì (Pb) Cấu hình electron lớp ngoài cùng ns2np2 Số oxi hoá có thể có trong chất vô cơ 4, 0, +2, +4 Hợp chất với hiđro RH4 ; hợp chất với oxi RO và RO2 (Chú ý CO2, SO2 là oxit axit ; GeO2, SnO2, PbO2 và hiđroxit tương ứng là hợp chất lưỡng tính) II CACBON 1 Tính chất vật lý Cacbon ở thể rắn, không tan trong nước, có 4 dạng thù hình K[.]
Trang 1A LÝ THUYẾT
I KHÁI QUÁT VỀ NHÓM CACBON (NHÓM IVA)
- Gồm : Cacbon (C), silic (Si), gemani (Ge), thiếc (Sn), chì (Pb)
- Cấu hình electron lớp ngoài cùng: ns2np2
- Số oxi hoá có thể có trong chất vô cơ : -4, 0, +2, +4
- Hợp chất với hiđro: RH4 ; hợp chất với oxi : RO và RO2
(Chú ý : CO2, SO2 là oxit axit ; GeO2, SnO2, PbO2 và hiđroxit tương ứng là hợp chất lưỡng tính)
II CACBON:
1.Tính chất vật lý
Cacbon ở thể rắn, không tan trong nước, có 4 dạng thù hình : Kim cương (cứng, tinh thể trongsuốt); than chì (xám, mềm, dẫn điện); Fuleren (phân tử C60, C70) ; than vô định hình (có tính hấpphụ)
2 Tính chất hóa học
a Tính khử : Cacbon không tác dụng trực tiếp với halogen.
● Với oxi :
C + O2 CO2 (cháy hoàn toàn)to
2C + O2 2CO (cháy không hoàn toàn)to
Ở nhiệt độ cao, cacbon lại khử được CO2 thành CO
C + CO2 2COto
● Với hợp chất oxi hoá : như oxit kim loại, HNO3, H2SO4 đ, KClO3
C + 2H2SO4 (đặc) CO2 + 2SO2 + 2H2O to
C + 4HNO3 (đặc) CO2 + 4NO2 + 2H2O to
b Tính oxi hoá
● Với hiđro :
C + 2H2 CH4Ni, 500 Co
● Với kim loại :
Ca + 2C CaC2 : Canxi cacbuato
Trang 24Al + 3C Al4C3 : Nhôm cacbuato
3 Điều chế
a Kim cương nhân tạo
Điều chế từ than chì ở 2000oC, áp suất từ 50 đến 100.000 atmotphe, xúc tác sắt, crom hay niken
b Than chì nhân tạo
Nung than cốc ở 2500 – 3000oC trong lò điện không có không có không khí
Nhiệt phân metan : CH4 t , xto C + 2H2
III HỢP CHẤT CỦA CACBON
1 Cacbon monooxit
- CTPT : CO (M = 28) ; CTCT: C O
- Khí không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí, ít tan trong nước, rất độc
- CO kém hoạt động ở nhiệt độ thường, hoạt động hơn khi đun nóng
- CO là oxit trung tính (oxit không tạo muối )
a Tính chất hóa học
Hoá tính quan trọng là tính khử ở nhiệt độ cao
● Với oxi : CO cháy trong oxi với ngọn lửa lam nhạt :
2CO + O2 2CO2 to
● Với Clo : có xúc tác than hoạt tính :
CO + Cl2 COCl2
(photgen)
● Với oxit kim loại : chỉ với kim loại trung bình và yếu :
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 to
Trang 3● Trong công nghiệp :
+ Đốt không hoàn toàn than đá trong không khí khô :
2C + O2 2CO to
C + O2 CO2to
CO2 + C 2CO)to
Hỗn hợp khí thu được gọi là khí than khô (khí lò ga): 25% CO, còn lại là CO2, N2.
+ Cho hơi nước qua than nóng đỏ ở 1000oC :
+ Tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit yếu
CO2 + H2O € H2CO3
+ Tác dụng với oxit bazơ, bazơ tạo thành muối
CO2 + NaOH NaHCO3
CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O
● Tác dụng với chất khử mạnh như (tính oxi hóa)
2Mg + CO2 2MgO + C to
Trang 42H2 + CO2 C + 2H2O to
c Điều chế:
● Trong phòng thí nghiệm
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O
● Trong công nghiệp
CaCO3 CaO + CO2 to
IV AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT
1 Axit cacbonic
Là axit rất yếu và kém bền
H2CO3 € CO2 + H2O
Trong nước, điện li yếu :
- Muối axit đa số dễ tan (trừ NaHCO3 hơi ít tan)
- Muối trung hoà không tan trong nước (trừ cacbonat của kim loại kiềm và amoni)
b Tính chất hóa học
● Tác dụng với axit
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O
Chú ý : CaCO 3 tan được trong nước có CO 2
CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2
● Tác dụng với dung dịch kiềm :
NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O
● Thủy phân trong nước tạo môi trường kiềm :
- Đối với muối cacbonat
Na2CO3 2Na+ + CO3
2-CO32- + H2O € HCO3- + OH
-HCO3- + H2O € H2CO3 + OH
Trang 5- Muối axit dễ bị nhiệt phân tạo muối trung tính.
2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O
Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O
- Muối trung hoà dễ bị nhiệt phân trừ cacbonat kim loại kiềm
CaCO3 CaO + CO2
V SILIC VÀ HỢP CHẤT CỦA SILIC
I Silic
- Silic ở thể rắn, có 2 dạng thù hình : Si vô định hình (bột màu nâu) ; Si tinh thể (cấu trúc tương
tự kim cương, độ cứng = 7/10 kim cương, màu xám, giòn, d = 2,4, có vẻ sáng kim loại, dẫn nhiệt)
- Si là phi kim yếu, tương đối trơ
Trang 6SiO2 + 2C 2CO + Si (1800to oC)
II HỢP CHẤT CỦA SILIC
1 Silic đioxit ( SiO 2 )
- Dạng tinh thể, không tan trong nước, nhiệt độ nóng chảy là 1713oC, tồn tại trong tự nhiên ởdạng cát và thạch anh
- Là oxit axit :
a Tan chậm trong kiềm hoặc cacbonat kim loại kiềm nóng chảy:
SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2Oto
SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 to
b Tác dụng với HF (dùng để khắc thủy tinh)
SiO2 + 4HF SiF4 + 2H2O
2 Axit silixic ( H 2 SiO 3 )
- Là chất keo, không tan trong nước Khi sấy khô, axit silixic mất 1 phần nước tạo Silicagen
(được dùng để hút ẩm) :
H2SiO3 SiO2 + H2Oto
- H2SiO3 là axit rất yếu, yếu hơn H2CO3 :
Na2SiO3 + CO2 + H2O Na2CO3 + H2SiO3
VI CÔNG NGHIỆP SILICAT
1 Thủy tinh : Là hỗn hợp của muối natri silicat, canxi silicat và silic đioxit Công thức gần đúng
của thủy tinh : Na2O.CaO.6SiO2
Phương trình sản xuất :
6SiO2 + CaCO3 + Na2CO3 Na2O.CaO.6SiO2 + 2CO21400 Co
Các loại thủy tinh : Thủy tinh thông thường ; thủy tinh Kali ; thủy tinh thạch anh ; thủy tinhphalê
2 Đồ gốm : Được điều chế chủ yếu từ đất sét và cao lanh :
Trang 7Có các loại : Gốm xây dựng (gạch, ngói), gốm kỹ thuật (sứ kỹ thuật), gốm dân dụng (sứ dândụng, sành )
3 Xi măng: Là chất bột mịn, màu lục xám, thành phần chính gồm các canxi silicat : 3CaO.SiO2,
2CaO.SiO2 và canxi aluminat: 3CaO.Al2O3, dễ kết dính nên được dùng trong xây dựng
B PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ NHÓM CACBON
I Phản ứng của CO2, SO2 với dung dịch kiềm
1 Sục CO 2 (hoặc SO 2 ) vào dung dịch NaOH hoặc KOH
Bản chất phản ứng : Ban đầu tạo ra muối trung hòa, sau đó nếu CO2 dư thì muối trung hòachuyển dần thành muối axit
CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O
Na2CO3 + CO2 + H2O 2NaHCO3
Để tiện cho việc tính toán ta có thể viết hai phương trình độc lập với nhau :
CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O
CO2 + NaOH NaHCO3
T < 1 NaHCO3 và CO2 dư
T > 2 Na2CO3 và NaOH dư
1 < T < 2 Na2CO3 và NaHCO3
2 Sục CO 2 (hoặc SO 2 ) vào dung dịch Ca(OH) 2 hoặc Ba(OH) 2
Bản chất phản ứng : Ban đầu tạo ra muối trung hòa kết tủa, sau đó nếu CO2 dư thì muối trunghòa chuyển dần thành muối axit tan
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2
Để tiện cho việc tính toán ta có thể viết hai phương trình độc lập với nhau :
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2
2nn
, ứng với các giá trị của T ta thu được các chất khác nhau :
Trang 8Giá trị của T Chất thu được sau phản ứng
T = 1 Ca(HCO3)2
T < 1 Ca(HCO3)2 và CO2 dư
T > 2 CaCO3 và Ca(OH)2 dư
n n
● Khi đề bài yêu cầu tính lượng CO 2 phản ứng thì ta tính mol của Ca(OH) 2 hoặc Ba(OH) 2 và tính mol của kết tủa BaCO 3 hoặc CaCO 3 So sánh số mol của bazơ và của kết tủa nếu số mol của kết tủa nhỏ hơn thì sẽ có hai khả năng xảy ra : Hoặc bazơ dư hoặc bazơ hết Trường hợp bazơ hết thì phản ứng phải tạo ra cả muối axit
● Khi đề yêu cầu xác định lượng Ca(OH) 2 hoặc Ba(OH) 2 tham gia phản ứng thì ta tính mol CO 2
và mol của kết tủa BaCO 3 hoặc CaCO 3 rồi áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố đối với C để xem phản ứng có tạo ra muối Ca(HCO 3 ) 2 hoặc Ba(HCO 3 ) 2 hay không Từ đó áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố đối với Ca hoặc Ba để suy ra lượng Ca(OH) 2 hoặc Ba(OH) 2
►Các ví dụ minh họa ◄
Ví dụ 1: Nung 13,4 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hóa trị II, sau khi phản ứng xảy ra
hoàn toàn thu được 6,8 gam chất rắn và khí X Lượng khí X sinh ra cho hấp thụ vào 75 ml dungdịch NaOH 1M Khối lượng muối khan thu được sau phản ứng là :
A 4,2 gam B 6,5 gam C 6,3 gam D 5,8 gam.
Trang 9= 0,075.84 = 6,3 gam
Đáp án C.
dịch Ca(OH)2 7,4% thấy tách ra m gam kết tủa Giá trị của m là :
A. 10 gam B. 8 gam C. 6 gam D. 12 gam
n n
Trang 10mol: 0,04 (0,14 – 0,1) 0,04
Theo các phương trình phản ứng ta thấy : Lúc đầu có 0,1 mol CaCO3 tạo ra nhưng sau đó có0,04 mol CaCO3 bị hòa tan do CO2 còn dư Kết quả là sau tất cả các phản ứng sẽ thu được 0,06mol CaCO3, tức là thu được 6 gam kết tủa
Còn 0,1 mol Ba2+ nằm ở trong dung dịch
● Trường hợp 1 : Ba(OH)2 dư
CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (1)
mol: 0,1 0,1 0,1
Theo (1) ta thấy số mol CO2 đã dùng là 0,1 mol Suy ra thể tích CO2 ở điều kiện tiêu chuẩn đãdùng là 2,24 lít
● Trường hợp 2 : Ba(OH)2 phản ứng hết, 0,1 mol Ba2+ nằm trong dung dịch ở dạng Ba(HCO3)2
CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (1)
A. 0 gam đến 3,94 gam B. 0 gam đến 0,985 gam
C. 0,985 gam đến 3,94 gam D 0,985 gam đến 3,152 gam
Hướng dẫn giải
Khi số mol CO2 biến thiên trong khoảng (0,005; 0,024) và mol Ba(OH)2 là 0,02 mol thì lượng
kết tủa lớn nhất thu được là khi nCO 2 nBa(OH) 2 0,02 mol
CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (1)
Trang 11mol: 0,02 0,02 0,02
Theo (1) suy ra mBaCO max 3 0,02.197 3,94 gam.
Khi số mol CO2 là 0,005 mol thì nBaCO 3 nCO 2 0,005 molmBaCO 3 0,985 gam
Khi số mol CO2 là 0,024 mol thì :
CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O (2)
mol: 0,02 0,02 0,02
BaCO3 + CO2 + H2O Ba(HCO3)2
mol: 0,004 0,004 0,004
Khi đó nBaCO 3 0, 02 0,004 0,016 mol mBaCO 3 0,016.197 3,152 gam.
Vậy khối lượng kết tủa biến đổi trong đoạn từ 0,985 gam đến 3,94 gam
Đáp án C.
Ví dụ 5: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít khí CO2 (đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l,
thu được 15,76 gam kết tủa Giá trị của a là :
Trang 12mol/lít, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y Cho toàn bộ Y tác dụng vớidung dịch BaCl2 (dư), thu được 11,82 gam kết tủa Giá trị của x là :
nên suy ra trong dung dịch Y còn chứa cả muối HCO3-
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố đối với C ta có :
Trang 13Ví dụ 1: 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 :
7,84 lít khí CO2 (đktc) vào 1 lít dung dịch X thì lượng kết tủa thu được là :
A. 19,7 gam B. 9,85 gam C. 29,55 gam D. 10 gam
Trang 14● Lưu ý : Ngoài cách viết phương trình theo đúng bản chất của phản ứng giữa CO 2 và dung
dịch kiềm để tính lượng CO 3 2- tạo ra như ở ví dụ 1 và 2, ta còn có thể dựa vào tỉ lệ 2
OH CO
n n
để tính lượng CO 3 2- như ở ví dụ 3 dưới đây.
Ca(OH)2 0,0125M, thu được x gam kết tủa Giá trị của x là :
Hướng dẫn giải
Theo giả thiết ta có :
2 2
n 0,03 mol, n 0,05 mol, n 0,0125 mol
Nhận xét : 2
OH CO
Trang 15Hướng dẫn giải
Đốt cháy FeS2 trong O2 vừa đủ thu được khí X là SO2.
4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2to
Theo giả thiết ta có : 2 3
3 BaSO SO
n n
= 0,1 mol, nOH = 0,4 mol, nBa 2 = 0,15 mol
Cho dung dịch NaOH vào Z thấy xuất hiện thêm kết tủa suy ra trong Z có HSO3 , do đó OHtrong Y đã phản ứng hết với khí SO2
Phương trình phản ứng :
SO2 + 2OH SO32
(1) mol: 0,1 0,2 0,1
SO2 + OH HSO3
(2)mol: 0,2 (0,4 – 0,2) 0,2
Theo các phản ứng ta có : nFeS 2= 12 nSO 2= 0,15 m = 120.0,15 = 18 gam
Đáp án C.
hấp thụ hoàn toàn thấy tạo 23,64 gam kết tủa Thể tích khí CO2 đã dùng (đktc) là :
n 0,15 mol,n n 2n 0,5 mol, n 0,12 mol
Vì số mol Ba2+ lớn hơn số mol BaCO3 nên Ba2+ còn dư Như vậy phản ứng của CO2 với dungdịch kiềm đã tạo ra 0,12 mol CO32-
Xét các khả năng xảy ra :
● Trường hợp OHdư :
Trang 16CO2 + 2OH CO32- + H2O (1)
mol: 0,12 0,24 0,12
Theo (1) suy ra : nCO 2 0,12 molVCO 2 0,12.22, 4 2,688 lít.
● Trường hợp OHphản ứng hết thì phản ứng tạo ra cả muối axit :
CO2 + 2OH CO32- + H2O (1)
định giá trị của V là để thu được lượng kết tủa lớn nhất ?
Lượng CO2 cần dùng nhỏ nhất khi phản ứng chỉ tạo ra muối trung hòa :
CO2 + 2OH- CO32- + H2O (2)
mol: 0,075 0,15 0,075
Theo (2) ta thấy nCO 2 0,075 molVCO 2 0,075.22,4 1,68 lít.
Lượng CO2 cần dùng lớn nhất khi phản ứng tạo ra cả muối trung hòa và muối axit :
CO2 + 2OH- CO32- + H2O (2)
Trang 17mol: 0,075 0,15 0,075
CO2 + OH- HCO3- (3)
mol: 0,1 (025 – 0,15) = 0,1
Theo (2), (3) ta thấy nCO 2 0,175 molVCO 2 0,175.22,4 3,92lít.
Vậy để thu được lượng kết tủa lớn nhất thì : 1,68 lít V CO 2 3,92 lít
Đáp án D.
II Phản ứng của dung dịch axit với dung dịch muối cacbonat và hiđrocacbonat
● Lưu ý : Trong dạng bài tập này thì lượng H + mà đề bài cho thường không đủ để chuyển hết
các ion CO 3 2- và HCO 3 - thành CO 2 nên cho từ từ dung dịch chứa ion H + (HCl, H 2 SO 4 , HNO 3 ) vào dung dịch chứa các ion CO 3 2- và HCO 3 - và làm ngược lại thì sẽ thu được lượng CO 2 khác nhau.
Dạng 1: Cho từ từ dung dịch chứa ion H+ (HCl, H2SO4, HNO3) vào dung dịch chứa các ion CO3 2- và HCO3 -
hết 200 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch X, sinh ra V lít khí (đktc) Cho dư dung dịchBa(OH)2 vào dung dịch X, thu được m gam kết tủa Giá trị của m và V là :
(1)mol: 0,15 0,15 0,15
Trang 18 nCO 2= nH dö
= 0,05 mol V = 0,05.22,4 = 1,12 lít
Trong dung dịch X còn 0,2 mol HCO3
Ba(OH)2 + HCO3- BaCO3 + OH- + H2O (3)
mol: 0,2 0,2
mBaCO 3 0,2.197 = 39,4 gam.
Đáp án B.
NaHCO3 1M và Na2CO3 1M thu được dung dịch C Nhỏ từ từ 100 ml dung dịch D gồm H2SO4 1M
và HCl 1M vào dung dịch C thu được V lít CO2 (đktc) và dung dịch E Cho dung dịch Ba(OH)2 tới
dư vào dung dịch E thì thu được m gam kết tủa Giá trị của m và V lần lượt là :
C. 43 gam và 2,24 lít D. 3,4 gam và 5,6 lít
Hướng dẫn giải
Dung dịch C chứa: HCO3 : 0,2 mol ; CO3 : 0,2 mol
Dung dịch D có tổng: nH = 0,3 mol ; nSO2 nCl 0,1mol
Trang 19 VCO 2
= 0,1.22,4 = 2,24 lít
Trong dung dịch E còn 0,3 mol HCO3.Tiếp tục cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào E :
Ba2+ + HCO3 + OH BaCO3 + H2O
dịch X Cho từ từ 200 ml dung dịch HCl 1M vào X có 1,12 lít khí (đktc) thoát ra Giá trị của a là :
A 1,5M B 1,2M C 2,0M D 1,0M.
Hướng dẫn giải
Lượng CO2 thoát ra là 0,05 mol nhỏ hơn lượng CO2 đem phản ứng là 0,6 mol chứng tỏ còn một
lượng CO2 nằm trong dung dịch ở dạng ion HCO3-(vì theo giả thiết cho từ từ HCl vào dung dịch X
có khí thoát ra, chứng tỏ nếu trong X có CO32- thì cũng đã chuyển hết thành HCO3-)
Dung dịch thu được sau tất cả các phản ứng chứa NaCl và NaHCO3 Trong đó số mol Cl- = sốmol HCl = 0,2 mol, số mol HCO3- = 0,6 – 0,05 = 0,55 mol Áp dụng định luật bảo toàn điện tích suy
ra mol Na+ = tổng số mol của Cl- và HCO3- = 0,2 + 0,55 = 0,75 mol Vậy nồng độ mol của dung
dịch NaOH =
0,750,5 = 1,5M
Trang 200,3 mol HCl Thể tích khí CO2 (đktc) thu được là :
A. 4,48 lít B. 5,04 lít C 3,36 lít D 6,72 lít.
Hướng dẫn giải
Để phản ứng hết với các muối KHCO3 và K2CO3 thì lượng HCl cần dùng là :
0,02 + 0,1.2= 0,4 mol > 0,3 mol HCl thiếu, lượng CO2 tính theo HCl
Theo giả thiết ta có :
3 2 HCO CO
Do đó ta gọi số mol của các ion HCO3- và CO32- tham gia phản ứng là 2x và x.
Khi cho từ từ dung dịch chứa các ion CO32- và HCO3- vào dung dịch chứa ion H+ thì phản ứngxảy ra đồng thời (1) và (2)
được 1,12 lít CO2 (đktc) Nếu làm ngược lại thu được 2,24 lít CO2 (đktc) Giá trị x, y lần lượt là :
Trang 21
Nồng độ mol của dung dịch Na2CO3 là
0,151,5M0,1
Đáp án C.
Dạng 3 : Khi đổ nhanh dung dịch chứa ion H+ vào dung dịch chứa các ion CO3
2-và HCO3 - hoặc làm ngược lại
Phương pháp giải
Khi đổ nhanh dung dịch chứa ion H + vào dung dịch chứa các ion CO 3 2- và HCO 3 - hoặc làm ngược lại mà H + bị thiếu thì ta chỉ tìm được khoảng thể tích khí CO 2 giải phóng chứ không tính được chính xác thể tích CO 2
- Tìm khoảng thể tích CO 2 bằng cách xét 2 trường hợp :
+ Trường hợp 1: H + phản ứng với CO 3 2- trước, với HCO 3 - sau, suy ra V CO2 V1
+ Trường hợp 2: H + phản ứng với HCO 3 - trước, với CO 3 2- sau, suy ra V CO2 V2
Từ hai trường hợp trên ta suy ra : V V1 CO2 V2.
►Các ví dụ minh họa ◄
NaHCO3 1M Đến phản ứng hoàn toàn thu được V lít khí (đktc) Giá trị của V là :
A V = 33,6 B 22,4 ≤ V ≤ 33,6 C V = 22,4 D. Kết quả khác
Hướng dẫn giải
Trang 22n n 2 mol, n n 1 mol, n n 1 mol.
● Trường hợp 1 : Giả sử H+ phản ứng với CO32- trước
Phương trình phản ứng :
2H+ + CO32- CO2 + H2O (1)
mol: 2 1 1
Theo (1) lượng H+ chỉ đủ phản ứng với CO32- VCO 2 1.22, 4 22, 4 lít.
● Trường hợp 2 : Giả sử H+ phản ứng với HCO3- trước
Phương trình phản ứng :
H+ + HCO3- CO2 + H2O (2)
mol: 1 1 1
Theo (2) lượng H+ phản ứng với HCO3- là 1 mol, còn dư 1 mol sẽ phản ứng với CO32-
2H+ + CO32- CO2 + H2O (3)
III Phản ứng của muối cacbonat, hiđrocacbonat với dung dịch axit dư
Đối với dạng bài tập này ta thường sử dụng các phương pháp như bảo toàn khối lượng hoặctăng giảm khối lượng Nếu đề bài cho hỗn hợp muối cacbonat và hiđrocacbonat trong đó có nhữngmuối có khối lượng phân tử bằng nhau thì ta sử dụng phương pháp quy đổi
Ví dụ 1: Hoà tan hoàn toàn 23,8 gam hỗn hợp một muối cacbonat của các kim loại hoá trị (I) vàmuối cacbonat của kim loại hoá trị (II) trong dung dịch HCl Sau phản ứng thu được 4,48 lít khí(đktc) Đem cô cạn dung dịch thu được bao nhiêu gam muối khan ?
A. 13 gam B. 15 gam C. 26 gam D. 30 gam
Hướng dẫn giải
Cách 1 : Áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng
Đặt công thức của hai muối cacbonat của hai kim loại hóa trị I và II là M2CO3 và RCO3
Phương trình phản ứng :
Trang 23M2CO3 + 2HCl 2MCl + CO2 + H2O (1)
RCO3 + 2HCl RCl2 + CO2 + H2O (2)
Theo (1), (2) và giả thiết ta có : H O2 CO2 HCl CO2
mmuối clorua = 26 gam
Cách 2 : Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng
Phương trình phản ứng :
M2CO3 + 2HCl 2MCl + CO2 + H2O (1)
RCO3 + 2HCl RCl2 + CO2 + H2O (2)
Căn cứ vào các phản ứng ta thấy : Cứ 1 mol muối cacbonat tạo thành muối clorua thì khối lượngmuối khan tăng là : (71 60) = 11 gam, mà nmuối cacbonat =nCO 2
= 0,2 mol
Suy ra khối lượng muối khan tăng sau phản ứng là : 0,2.11 = 2,2 gam
Vậy tổng khối lượng muối clorua khan thu được là : 23,8 + 2,2 = 26 gam
Cách 1 : Áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng
Đặt công thức trung bình của hai muối cacbonat là MCO 3
Phương trình phản ứng :
mol: x 2x x x x
Gọi số mol của hai muối cacbonat là x mol
Căn cứ vào (1) và áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :
4 + 2x.36,5 = 5,1 + 44x + 18x x = 0,1 VCO 2
= 0,1.22,4 = 2,24 lít
Cách 2 : Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng
Trang 24được 3,36 lít khí CO2 (đktc) Khối lượng KCl tạo thành trong dung dịch sau phản ứng là :
Đáp án A.
IV Phản ứng nhiệt phân muối cacbonat
Đối với dạng bài tập này ta thường sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng
đổi được 69 gam chất rắn Phần trăm khối lượng của mỗi chất tương ứng trong hỗn hợp ban đầu là :
A. 15,4% và 84,6% B. 22,4% và 77,6%
Hướng dẫn giải
