Phát triển tư duy của học sinh lớp 11 thông qua bài tập muối cacbonat có nhiều cách giải

Đối tượng nghiên cứu Là học sinh trung học phổ thông và đang học lớp 11 Trường THPT Vĩnh Lộc-huyện vĩnh lộc... *Dạng 2: Cho axit vào dung dịch hỗn hợp muối cacbonat và muố

1 Mở bài

1.1 Lý do chon đề tài

Hóa học là một ngành khoa học nghiên cứu về chất và sự biến đổi giữa các chất Phản ứng hóa học là đối tượng chính của hóa học Trong phản ứng hóa học các nguyên tố được bảo toàn về số mol, khối lượng để giải nhanh một số bài tập thì học sinh không phải chỉ biết các định luật mà phải biết nhìn ra các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập đó

Trong chương trình hóa học phổ thông không đề cập sâu cách phân loại, phương pháp giải và phương pháp ứng dụng các định luật bảo toàn vào giải toán hóa học, trong khi để giải các đề thi thì học sinh phải nắm vững các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập đó

Trong khi giải bài tập hầu hết học sinh đều rất lúng túng khi nhận ra các dạng bài tập

Việc phân loại các dạng bài tập và hướng dẫn học sinh vận dụng các định luật bảo toàn vào giải bài tập về muối cacbonat là việc làm rất cần thiết Việc làm này rất có lợi cho học sinh trong thời gian ngắn để nắm được các dạng bài tập, nắm được phương pháp giải

Xuất phát từ thực trạng trên, cùng một số kinh nghiệm sau những năm công

tác, tôi mạnh dạn nêu ra sáng kiến về “Phát triển tư duy của học sinh lớp 11

thông qua bài tập muối cacbonat có nhiều cách giải” nhằm giúp các em khắc

phục những sai lầm, biết giải bài tập một cách tự tin hiệu quả

1.2 Mục đích nghiên cứu

Sau khi học phần này học sinh nắm được cách phân loại và phương pháp giải

các bài tập xác định công thức của oxit kim loại Chuyên đề này cũng trình bày về các định luật, phân loại và chỉ rõ việc áp dụng các định luật vào giải toán hóa học

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Là học sinh trung học phổ thông và đang học lớp 11 Trường THPT Vĩnh Lộc-huyện vĩnh lộc

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Ở đây tôi dùng phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết ,tức là khi

ôn tập đến phần muối tôi cho ôn tập khái niệm phân loại, tính chất tính chất vật lý, tính chất hóa học, các phương trình phản ứng minh họa ,sau đó mới cho học sinh làm quen với dạng bài tập này

2 Nội dung

2.1 Cơ sở lí luận

Ngoài việc phân tích ,làm rõ bản chất của phản ứng ,giáo viên còn phải biết sáng tạo trong cách phân dạng bài tập , nhằm giúp học sinh có định hướng rõ ràng về phương pháp giải Đây là yêu cầu rất quan trọng vì nó có thể biến cái phức tạp trở thành những điều đơn giản

Dựa vào các dữ kiện của đề tài tôi thường chia các bài toán thành 4 dạng chính sau:

*Dạng 1: Cho axit vào dung dịch muối cacbonat

*Dạng 2: Cho axit vào dung dịch hỗn hợp muối cacbonat và muối

hiđrocacbonat

*Dạng 3: Cho muối cacbonat hoặc hỗn hợp muối cacboat và

hiđrocacbonat vào dung dịch axit

*Dạng 4: Các bài tập khác

2.2 Thực trạng của vấn đề nghiên cứu

Trong một buổi học bồi dưỡng cho lớp 11B3 tôi đưa bài toán “Tính thể tích khí CO2 sinh ra khi cho 500 ml dung dịch HCl 1 M phản ứng với 4 lít dung dịch

Na2CO3 0,1 M” Kết quả tất cả các em trong lớp đều mắc sai lầm chung là cho rằng muối cacbonat phản ứng với axit sinh luôn ra khí và muối CO32- dư và rất nhiều sai lầm khác có liên quan đến bài toán muối cacbonat Hầu hết các em đều cho rằng bài quá khó, thường tỏ ra rất sợ khi nhận nhiệm vụ giải các bài tập này.Vì thế các em rất thụ động trong các buổi học, không hứng thú học tập Từ những sai lầm và khó khăn trên, tôi nghĩ cần phải nghiên cứu tổng hợp về phương pháp giải một số dạng bài toán liên quan đến muối cacbonat

2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề

Từ thực trạng trên để công việc đạt hiệu quả cao hơn tôi mạnh dạn thực hiện một số khâu quan trọng như sau giảng dạy nhằm làm rõ bản chất phản ứng của muối cacbonat Sau đó hướng dẫn phương pháp giải, từ đó giúp học sinh hình thành kỹ năng giải các bài toán có liên quan đến phản ứng hóa học hoặc các định luật bảo toàn Sau đây là một số kinh nghiệm về phân dạng và phương pháp giải các bài toán về muối cacbonat

2.3.1 Dạng 1:Cho axit vào dung dịch muối cacbonat

*Cơ sở

-Cho muối cacbonat không tan phản ứng với axit sinh ra khí CO2

- Giả sử cho (hoặc trộn ) b mol axit H+ vào dung dịch chứa a mol dung dịch

CO32- thì phản ứng xảy ra theo trình tự như sau:

Đầu tiên tất cả muối cacbonat phản ứng với H+ chuyển hết về muối hiđrocacbonat

CO32- + H+  HCO3 - (1)

a  a  a (mol)

Nếu tiếp tục cho thêm H+ thì H+ phản ứng tiếp với HCO3- sinh ra khí CO2

HCO3- + H+  CO2 + H2O (1’)

a  a  a (mol)

Tổng hợp phản ứng (1) và (1’) ta có phương trình chung

CO32- + 2H+  CO2 + H2O (2)

a 2a a (mol)

Như vậy, tùy thuộc vào tỉ lệ số mol của ion H+ và CO32- mà sản phẩm tạo thành có thể là muối hiđrocacbonat hoặc CO2 hoặc cả hai Để đơn giản trong việc giải các bài toán có liên quan, giáo viên có thể nhận xét tương đối về mặt định tính giúp học sinh giải toán vừa nhanh, vừa chính xác

-Nếu chỉ tạo ra muối hiđrocacbonat hay không có khí thoát ra thì coi như chỉ xảy ra phản ứng (1)

- Nếu axit dư hay chỉ thu được CO2 thì coi như chỉ xảy ra phản ứng (2) -Nếu cả hai cùng hết hay tạo ra đồng thời cả hai thì coi như xảy ra cả (1) và (2)

*Phương pháp xác định nhanh sản phẩm tạo thành :

Căn cứ vào bản chất của phản ứng ,chúng ta có thể kết luận nhanh loại sản phẩm tạo thành dựa theo tỉ lệ mol





2

CO

H

n

n

Nếu đặt T= 



2

3

CO

H

n

n

thì có 5 trường hợp tạo muối như sau Giá trị T QQuan hệ mmol Sản phẩm tạo thành Chất dư

T=1 b=a HCO3-( không có khí CO2) Vừa đủ

T<1 b<a HCO3-( không có khí CO2) CO3

Như vậy, chỉ cần xác định tỉ lệ mol của cặp chất tham gia thì học sinh có thể dễ dàng kết luận phản ứng tạo ra sản phẩm gì

a Phương pháp chung

- Bước 1: Xác định số mol muối cacbonat , muối hiđrocacbonat và số mol của axit từ đó suy ra số mol của ion CO32- và H+

- Bước 2: Lập tỉ lệ mol = 



2

3

CO

H

n

n

và kết luận sản phẩm tạo thành

- Bước 3 :Viết PTHH tương ứng và tính toán theo yêu cầu của đề bài

Nếu kết thúc phản ứng chỉ thu được 1 sản phẩm là muối hiđrocacbonat hoặc

CO2 thì bài toán rất đơn giản (tôi không trình bày trong trường hợp này) Nếu biết được phản ứng tạo ra hỗn hợp 2 sản phẩm thì bài toán có thể giải được 4 cách sau

Cách 1: Phương pháp nối tiếp (đúng nhất về bản chất )

CO32- + H+  HCO3- (1)

a  a  a (mol)

Nếu H+ dư thì H+ phản ứng tiếp với HCO3- sinh ra khí CO2

HCO3- + H+  CO2 + H2O (1’)

b-a  b- a  b- a (mol)

Kết quả phản ứng tạo ra (b-a) mol CO2

Cách 2: Phương pháp song song

Gọi x,y lần lượt là số mol của HCO3- và CO2 thì ta có

CO32- + H+  HCO3- (1)

x  x  x (mol)

CO32- + 2H+  CO2 + H2O (2)

y 2y y (mol)

Ta có hệ phương trình :











b y x

a y x

2 giải hệ tìm được x,y

Cách 3: Phương pháp đường chéo

Phương pháp này cho phép xác định nhanh tỉ lệ số mol của 2 sản phẩm tạo thành mà không cần viết phương trình phản ứng (nếu đề bài không yêu cầu )

Từ CTHH của các sản phẩm dễ dàng xác định được tỷ lệ số mol T1,T2 để tạo mỗi chất đó cụ thể:

HCO3- ( T1 = 



2

3

CO

H

n

n

=1); CO2 ( T2 = 



2

3

CO

H

n

n

=2);

Ta có sơ đồ

HCO3-: n1 T1=1 2-T

T

CO2: n2 T2=2 T-1

Suy ra ta có: 2 1

1

2 2

1







T

T n

n

(1); n1+n2=a(2) Giải các phương trình (1) và (2) sẽ tìm được n1 và n2

Cách 4: Sử dụng công thức kinh nghiệm.

Nếu tạo thành 2 sản phẩm , theo phương pháp nối tiếp ta có:

CO32- + H+  HCO3- (1)

a  a  a (mol)

Nếu H+ dư thì H+ phản ứng tiếp với HCO3- sinh ra khí CO2

HCO3- + H+  CO2 + H2O (1’)

b-a  b- a  b- a (mol)

Kết quả phản ứng tạo ra (b-a) mol CO2

nCO 2 =b-a  nCO 2 =nH - nCO3 2

b Các ví dụ

Ví dụ 1: Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch chứa 0,09 mol HCl vào dung dịch

chứa 0,06 mol Na2CO3 Tính thể tích khí CO2 sinh ra ở đktc ?

Phát hiện vấn đề : nCO3 2 = nNa 2 CO3=0,06(mol) ; nH = nHCl =0,09 mol

06 , 0

09 , 0 2









CO

H

n

n

( 1<1,5<2) thu được cả 2 sản phẩm có 4 cách giải

Cách 1: Phương pháp nối tiếp

CO32- + H+  HCO3- (1)

0,06  0,09  0,06 (mol)

H+ dư ; nH dư=0,09-0,06=0,03(mol) thì H+ phản ứng tiếp với HCO3- sinh ra khí CO2

HCO3- + H+  CO2 + H2O (1’)

0,03  0,03  0,03 (mol)

VCO2= 0,03.22,4=0,672 (lít)

Cách 2: Phương pháp song song

Gọi x,y lần lượt là số mol của HCO3- và CO2 thì ta có

CO32- + H+  HCO3- (1)

x  x  x (mol)

CO32- + 2H+  CO2 + H2O (2)

y 2y y (mol)

Ta có hệ phương trình :











09 , 0 2

06 , 0

y x y x











03 , 0 03 , 0

y x

VCO 2= 0,03.22,4=0,672 lít

Cách3: Phương pháp đường chéo

HCO3- ( T1 = 



2

3

CO

H

n

n

=1); CO2 ( T2 = 



2

3

CO

H

n

n

=2); tỉ lệ 



2

3

CO

H

n

n

06 , 0

09 , 0



Ta có sơ đồ

HCO3-: n1 T1=1 0,5 1

1,5

CO2: n2 T2=2 0,5  1

Suy ra ta có: 11

2

1



n

n

(1); n1+n2=0,06(2) Giải các phương trình (1) và (2) sẽ tìm được n1=0,03 và n2 =0,03

VCO2= 0,03.22,4=0,672 lít

Cách 4: Tính theo công thức kinh nghiệm

nCO 2 = nH - nCO3 2

VCO2= 0,03.22,4=0,672 lít

c Bài tập đề nghị

Bài 1: Cho từ từ dung dịch chứa a mol HCl vào dung dịch chứa b mol

Na2CO3 đồng thời khuấy đều, thu được V lít khí (ở đktc) và dung dịch X Khi cho dư nước vôi trong vào dung dịch X thấy có xuất hiện kết tủa Biểu thức liên

hệ giữa V với a, b?

A V = 22,4(a - b) B V = 22,4(b - a)

C V = 11,2(a - b) D V = 11,2(b - a)

Bài 2: Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch chứa 0,05 mol HCl vào dung dịch chứa

0,06 mol Na2CO3 Thể tích khí CO2 sinh ra ở đktc là

A 0 lít B 0,672 lít C.0,56 lít D 1,344 lít.

2.3.2.Dạng 2 : Cho axit vào dung dịch hỗn hợp muối cacbonat và muối hiđrocacbonat

a Phương pháp giải

-Nếu axit dư thì thu được CO2 theo phản ứng

CO32- + 2H+  CO2 + H2O

HCO3- + H+  CO2 + H2O

-Nếu lượng axit hết ( thì nCO3 2  nH  2nCO3 2 +nHCO3  hoặc trong dung dịch sau phản ứng có thể phản ứng với dung dịch nước vôi trong , Ba(OH)2

sinh ra kết tủa ) thì có 2 cách

Cách 1: tính theo phương pháp nối tiếp

Bài tập tổng quát: Cho a mol axit H+ vào dung dịch hỗn hợp chứa b mol CO3

2-và HCO3- (b< a< 2b+c ) Tính số mol CO2

Ta có :CO32- + H+  HCO3 - (1)

b  b  b (mol)

Sau phản ứng có : nHCO3  = b+ c và nH = a-b

Vì H+ dư thì H+ phản ứng tiếp với HCO3- sinh ra khí CO2

HCO3- + H+  CO2 + H2O (1’)

b+c  a-b (mol) Vì a< 2b+ c nên a-b < b+ c

 nCO 2 =a-b

Kết quả phản ứng tạo ra (a-b) mol CO2

Cách 2:Sử dụng công thức kinh nghiệm

 nCO 2 = nH - nCO3 2

b Các ví dụ

Ví dụ 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) Tính giá trị của V

Phát hiện vấn đề : nCO3 2 = nNa 2 CO3=0,1.1,5=0,15(mol);

nHCO3  = nKHCO3=0,1.1=0,1(mol);

nH =nHCl =0,2.1=0,2 mol

vì 0,15 0,2  2.0,15 +0,1

nên nCO3 2  nH  2nCO3 2 +nHCO3   lượng axit hết nên có 2 cách

Cách 1: Phương pháp nối tiếp

CO32- + H+  HCO3- (1)

0,15  0,15  0,15 (mol)

Sau phản ứng có 0,15+0,1=0,25 mol HCO3-, 0,2-0,15=0,05 mol H+

Cho tiếp H+ vào thì H+ phản ứng tiếp với HCO3- sinh ra khí CO2

HCO3- + H+  CO2 + H2O (1’)

0,25  0,05  0,05 (mol)

Kết quả phản ứng tạo ra 0,05 mol CO2

VCO 2= 0,05.22,4=1,12 lít

Cách 2: Sử dụng công thức kinh nghiệm

nCO2 =nH - nCO3 2 =0,2-0,15=0,05 mol

VCO 2= 0,05.22,4=1,12 lít

Ví dụ 2: Hoà tan a gam hỗn hợp gồm ( Na2CO3 và NaHCO3 ) vào nước thu được 400ml dung dịch A Cho từ từ 100 ml dung dịch HCl 1,5M vào dung dịch A thu được dung dịch B và 1,008 lít khí (đktc) Cho B tác dụng với Ba(OH)2 dư thu được 29,55 gam kết tủa.Tính a

Phát hiện vấn đề :

nH =nHCl =0,1.1,5=0,15 mol

nCO 2 = 122,008,4 =0,045 mol

nBaCO3= 29197,55 = 0,15 mol.Vì dung dịch B tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư sinh ra kết tủa  Trong dung dịch B có ion HCO3-dư  lượng axit hết nên có 2 cách

Cách 1: Phương pháp nối tiếp

Gọi x,y lần lượt là số mol của Na2CO3 và NaHCO3

nCO3 2 = nNa 2 CO3= x (mol);

nHCO3  = nNaHCO3= y (mol)

CO32- + H+  HCO3-

x  x  x (mol)

Sau phản ứng có (x+y) mol HCO3-, (0,15-x) mol H+

Cho tiếp H+ vào thì H+ phản ứng tiếp với HCO3- sinh ra dung dịch B và khí

CO2 Vì dung dịch B phản ứng với Ba(OH)2 dư thu được kết tủa  trong B còn ion HCO3- dư

HCO3- + H+  CO2 + H2O

x+y  0,15-x  0,15-x (mol)

Kết quả phản ứng tạo ra 0,045 mol CO2  0,15-x=0,045 >x=0,105

nHCO3  = x+y-(0,15-x)=2x+y-0,15

Cho dung dịch B phản ứng với dung dịch Ba(OH)2 dư

HCO3- + Ba(OH)2 dư  BaCO3 +OH- +H2O

2x+y-0,15 0,15 (mol)

 2x+y-0,15=0,15  2x+y=0,3

Thay x=0,105 vào phương trình ta có y=0,3-2.0,105=0,09

a=0,105.106+0,09.84=18,69 gam

Cách 2: Sử dụng công thức kinh nghiệm.

nCO 2 =nH - nCO3 2  nCO3 2 =0,15-0,045=0,105 mol

Theo bảo toàn số nguyên tố C ta có : nNa2CO3+ nNaHCO3= nCO2 + nBaCO3

 0,105+ nNaHCO3 = 0,045+0,15  nNaHCO3=0,09 (mol)

Ví dụ 3: Nhỏ từ từ 200ml dung dịch HCl vào 100ml dung dịch X chứa

Na2CO3, K2CO3, NaHCO3 ( trong đó NaHCO3 có nồng độ 1M), thu được 1,12 lít

CO2 (đktc) và dung dịch Y Cho nước vôi trong dư vào dung dịch Y thu được 20 gam kết tủa Tính nồng độ mol/l của dung dịch HCl

Phát hiện vấn đề :

nHCO3  = nNaHCO3=0,1.1=0,1(mol);

nCO2 =221,12,4 =0,05 mol

nCaCO3= 10020 = 0,2 mol.Vì dung dịch B tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 dư sinh ra kết tủa  Trong dung dịch B có ion HCO3-dư  lượng axit hết nên có 2 cách

Cách 1: Phương pháp nối tiếp

Gọi x,y lần lượt là số mol của HCl và CO32-

nH = nHCl =x mol

CO32- + H+  HCO3-

y  y  y (mol)

Sau phản ứng có 0,1+y( mol) HCO3-, (x-y) mol H+

Cho tiếp H+ vào thì H+ phản ứng tiếp với HCO3- sinh ra dung dịch B và khí

CO2 Vì dung dịch B phản ứng với Ca(OH)2 dư thu được kết tủa > trong B còn ion HCO3- dư

HCO3- + H+  CO2 + H2O

0,1+y  x-y  x-y (mol)

Kết quả phản ứng tạo ra 0,05 mol CO2 ->x-y=0,05 (1*)

nHCO3  = 0,1+y-(x-y)=2y-x+0,1

Cho dung dịch B phản ứng với dung dịch Ba(OH)2 dư

HCO3- + Ca(OH)2 dư  CaCO3 +OH- +H2O

2y-x+0,1 0,2 (mol)

 2y-x+0,1=0,2  -x+ 2y=0,1 (2*)

Từ (1*) và (2*) 









15 , 0 2 , 0

y x

nHCl =0,2 mol CM HCl 1M

2 , 0

2 , 0







Cách 2: Sử dụng công thức kinh nghiệm

Theo bảo toàn số nguyên tố C ta có : nCO3 2 + nHCO3  = nCO 2 + nCaCO3

 nCO3 2 + 0,1= 0,05 +0,2  nCO3 2 = 0,15 (mol)

Mặt khác : nCO 2 = nH - nCO3 2 =0,05

 nH = nCO3 2 +0,05 =0,15+0,05=0,2 ( mol)

 nHCl =0,2 mol CM HCl 1M

2 , 0

2 , 0







Ví dụ 4: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí CO2 (đktc) vào dung dịch chứa a mol NaOH và b mol Na2CO3, thu được dung dịch X Chia X thành hai phần bằng nhau:

-Phần 1: Cho từ từ vào 120ml dung dịch HCl 1M, thu được 2,016 lít CO2 (đktc) -Phần 2: Cho tác dụng hết với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được 29,55 g kết tủa Tìm tỉ lệ a:b tương ứng

Giải: nCO 2= 223,36,4 = 0,15 (mol); nH = nHCl = 0,12.1=0,12 (mol)

Dung dịch X chưa xác định được thành phần nên sẽ có 3 trường hợp:

Trường hợp 1: Dung dịch X gồm Na2CO3 và NaHCO3

Giả sử 1/2dung dịch X gồm x mol Na2CO3 và y mol NaHCO3

Phần 1: tác dụng HCl

Cách 1:Tính theo phương pháp nối tiếp

CO32- + H+  HCO3- (1)

x  x  x (mol)

H+ dư ; nH dư=0,12- x(mol) thì H+ phản ứng tiếp với HCO3- sinh ra khí CO2

HCO3- + H+  CO2 + H2O (1’)

x+y  0,12-x  0 , 09

4 , 22

016 , 2

 (mol)

 0,12-x=0,09  x=0,03

Cách 2:Tính theo phương pháp tính nhanh

nCO3 2 = nNa 2 CO3= x = nH - nCO 2 =0,12-0,09=0,03 mol

Phần 2: Cho dung dịch B phản ứng với dung dịch Ba(OH)2 dư

nBaCO3= 29197,55=0,15 mol

HCO3- + CO32- Ba (OH)  2du BaCO3

y 0,03 0,15 (mol)

Theo bảo toàn nguyên tố C  y+0,03=0,15  y=0,12 (2)

Như vậy trong dung dịch X có2.0,03=0,06 mol Na2CO3 và 2.0,12=0,24 mol NaHCO3

Theo bảo toàn nguyên tố C ta có : nCO 2+ nNa 2 CO3bđ = nNaHCO3+nNa 2 CO3

0,15+ b=0,06+ 0,24  b=0,15

Theo bảo toàn nguyên tố Na ta có : nNaOH + 2nNa2 CO3bđ = nNaHCO3+2nNa2CO3

a+ 2.0,15=0,24+ 2.0,06  a=0,06

Tỉ lệ a:b=0,06:0,15=2:5

Trường hợp 2: Dung dịch X gồm Na2CO3 và NaOH dư

Giả sử 1/2dung dịch X gồm x mol Na2CO3 và y mol NaOH

Phần 1: nCO3 2 = nNa 2 CO3= x = nH - nCO 2 =0,12-0,09=0,03 mol

Phần 2: phản ứng với Ba(OH)2 dư

CO32- Ba (OH) 2 du BaCO3

x 0,15( mol)  x=0,15 (vô lý)

Trường hợp 3: Dung dịch X gồm NaHCO3

Phần 1 : phản ứng với H+

HCO3- + H+  CO2 + H2O

0,09  0,12 0,09 (mol)

Phần 2: phản ứng với Ba(OH)2 dư

HCO3- Ba (OH) 2 du BaCO3

0,09 0,15( mol)  (vô lý)

c Bài tập đề nghị

Bài 1: Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 300 ml dung dịch HCl 1M vào 100ml dung

dịch chứa Na2CO3 2M và NaHCO3 1,5M, sau phản ứng thu được V lít CO2

(đktc) Giá trị của Vlà

A.3,36 B.2,24 C.5,04 D.1,12

Bài 2: Cho 35 gam hỗn hợp X gồm Na2CO3 và K2CO3 Thêm từ từ , khuấy đều 0,8 lit HCl 0,5 M vào dung dịch X trên thấy có 2,24 lit khí CO2 thoát ra ở đktc và dung dịch Y Thêm Ca(OH)2 vào dung dịch Y được kết tủa A Khối lượng Na2CO3 trong X và khối lượng kết tủa A là

A.21,2g và 20g B.10,6g và 20g C.21,2g và 10g D.10,6g và 10g

2.3.3 Dạng 3: Cho muối cacbonat hoặc hỗn hợp muối cacboat và hiđrocacbonat vào dung dịch axit

* Cơ sở: Nhỏ từ từ dung dịch muối vào dung dịch axit thì lượng axit có sẵn

trong dung dịch là dư so với lượng muối cho vào nên phản ứng sinh ra khí CO2

theo phản ứng

CO32- + 2H+  CO2 + H2O

HCO3- + H+  CO2 + H2O

*Phương pháp giải

Trường hợp1: Nếu nhỏ từ từ dung dịch muối cacboat vào dung dịch axit thì

lượng axit có sẵn trong dung dịch là dư so với lượng muối cho vào nên phản ứng sinh ra khí CO2 theo phản ứng

CO32- + 2H+  CO2 + H2O

Trường hợp 2: Nếu nhỏ từ từ dung dịch hỗn hợp muối cacboat và

hiđrocacbonat vào dung dịch axit thì lượng axit dư so với lượng muối cho vào nên cả 2 muối sẽ phản ứng sinh ra khí CO2 theo 2 phản ứng

CO32- + 2H+  CO2 + H2O (1)

HCO3- + H+  CO2 + H2O (2)

Chú ý: Lượng khí CO2 sinh ra do 2 chất sẽ tỉ lệ với số mol của 2 chất trong dung dịch

-Có thể tính khoảng giá trị của Vkhí khi giả sử HCO3- hết trước hoặc CO32- hết trước

b Các ví dụ

Ví dụ 1: Thực hiện 2 thí nhiệm sau:

Thí nghiệm 1: Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào dung dịch Na2CO3

Thí nghiệm 2: Nhỏ từ từ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch HCl

Hãy nêu hiện tượng ?

Giải:

Thí nghiệm 1: Vì nhỏ axit vào muối nên đầu tiên ,tất cả muối cacbonat phản

ứng chuyển hết về muối hiđrocacbonat

CO32- + H+  HCO3-

Nếu tiếp tục nhỏ thêm H+ thì H+ phản ứng tiếp với HCO3- sinh ra khí CO2

HCO3- + H+  CO2 + H2O

Như vậy phải sau một thời gian (một vài chục giây hoặc phút mới thấy có khí bay ra

Thí nghiệm 2: Nếu nhỏ từ từ dung dịch muối cacboat vào dung dịch axit

thì lượng axit có sẵn trong dung dịch là dư so với lượng muối cho vào nên phản ứng sinh ra khí CO2 theo phản ứng

CO32- + 2H+  CO2 + H2O

Như vậy khi nhỏ muối vào axit lập tức thấy có khí bay ra

Ví dụ 2: Nhỏ từ từ 100 ml dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na2CO3 aM và NaHCO3 bM với 200 ml dung dịch HNO3 1,5M thì thu được 4,032 lít CO2(đktc) và dung dịch A Cho dung dịch A phản ứng với dung dịch Ca(OH)2 dư thì thu được 6 g kết tủa Tính giá trị của a,b?

Giải :

nCO3 2 = nNa 2 CO3 = 0,1.a(mol)

nHCO3 _= nNaHCO3 = 0,1.b(mol)

nH =nHNO3 =0,2.1,5=0,3 mol

nCO 2 =422,032,4 = 0,18 (mol)