Dạng 1
Lý thuyết về một số hợp chất của cacbon
* Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Một trong những nguyên nhân gây tử vong trong nhiều vụ cháy là do nhiễm độc khí X. Khi vào cơ thể, khí X kết hợp với hemoglobin, làm giảm khả năng vận chuyển oxi của máu. Khí X là
A. NH3
B. N2
C. CO
D. H2
Hướng dẫn giải chi tiết:
Khí X là khí CO
Đáp án C
Ví dụ 2: Đá khô hay còn gọi là nước đá khô, đá khói, băng khô hay băng khói. Đá khô thường được dùng để bảo quản thực phẩm dễ hỏng, bảo quản chế phẩm sinh học, hoặc dùng làm sương mù trong các hiệu ứng đặc biệt... Vậy đá khô là dạng rắn của chất nào sau đây?
A. O2
B. H2O
C. N2
D. CO2
Hướng dẫn giải chi tiết:
CO2 ở trạng thái rắn được gọi là đá khô
Đáp án D
Ví dụ 3: Có 3 muối dạng bột NaHCO3, Na2CO3 và CaCO3. Chọn hoá chất thích hợp để nhận biết mỗi chất
A. Qùy tím
B. Phenolphtalein
C. Nước và HCl
D. Qùy tím và HCl
Hướng dẫn giải chi tiết:
hoá chất thích hợp để nhận biết mỗi chất là Nước và HCl.
|
| NaHCO3 | Na2CO3 | CaCO3 |
| Nước | tan | tan | không tan |
| Nhỏ từ từ HCl | có khí thoát ra ngay | khí thoát ra sau một thời gian |
|
Đáp án C
Ví dụ 4: Xét các muối cacbonat, nhận định nào dưới đây là đúng?
A. Tất cả các muối cacbonat đều tan tốt trong nước
B. Tất cả các muối cacbonat đều bị nhiệt phân tạo ra oxit kim loại và cacbon đioxit
C. Tất cả các muối cacbonat đều bị nhiệt phân, trừ muối cacbonat của kim loại kiềm
D. Tất cả các muối cacbonat đều không tan trong nước
Hướng dẫn giải chi tiết:
A sai vì các muối cacbonat như CaCO3, MgCO3, … đều không tan trong nước
B sai vì các muối cacbonat của kim loại kiềm không bị nhiệt phân
D sai vì các muối cacbonat kim loại kiềm đều tan trong nước
Đáp án C
Ví dụ 5: Cho các chất: O2 (1), NaOH (2), Mg (3), Na2CO3 (4), SiO2 (5), HCl (6), CaO (7), Al (8), ZnO (9), H2O (10), NaHCO3 (11), KMnO4 (12), HNO3 (13), Na2O (14). Cacbon đioxit phản ứng trực tiếp được với bao nhiêu chất?
A. 5
B. 6
C. 7
D. 8
Hướng dẫn giải chi tiết:
CO2 phản ứng được với: NaOH, Mg, Na2CO3, CaO, H2O, Na2O
Đáp án B
Dạng 2
CO2 tác dụng với dung dịch kiềm
* Một số lưu ý cần nhớ:
Ta có phương trình hóa học:
CO2 + OH- → HCO3-
CO2 + 2OH- → CO32- + H2O
Đặt T = \(\frac{{{n_{O{H^ - }}}}}{{{n_{C{O_2}}}}}\)
Ta có:
| Giá trị của T | Chất thu được sau phản ứng |
| T = 1 | Muối hidro cacbonat (HCO3-) |
| T = 2 | Muối cacbonat (CO32-) |
| T < 1 | Muối hidro cacbonatvà CO2 dư |
| T > 2 | Muối cacbonatvà dung dịch kiềm dư |
| 1 < T < 2 | Muối hidro cacbonat và muối cacbonat |
* Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Cho 7,84 lít khí CO2 (đktc) tác dụng với 250 ml dung dịch KOH 2M sau phản ứng, cô cạn dung dịch thu được tổng khối lượng sản phẩm rắn là:
A. 40,7 gam
B. 38,24 gam
C. 26 gam
D. 34,5 gam
Hướng dẫn giải chi tiết:
nKOH = 0,5 mol; nCO2 = 0,35 mol
Xét: nOH- / nCO2 = 0,5/0,35 = 10/7
=> Tạo 2 muối K2CO3 và KHCO3
Tuy nhiên khi cô cạn dung dịch thì muối KHCO3 bị nhiệt phân thành K2CO3
Bảo toàn K => nK2CO3 = 0,25 mol => m = 34,5g
Đáp án D
Ví dụ 2: Cho 5,6 lít CO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn trong dung dịch chứa 0,18 mol Ca(OH)2. Khối lượng kết tủa thu được là:
A. 18 gam
B. 11 gam
C. 14 gam
D. 16 gam
Hướng dẫn giải chi tiết:
nCO2 = 0,25 mol; nOH- = 0,36 mol
Xét tỉ lệ: nOH- / nCO2 = 0,36 / 0,25 = 1,44 => sau phản ứng thu được 2 muối
Sử dụng công thức tính nhanh: \({n_{CO_3^{2 - }}} = {n_{O{H^ - }}} - {n_{C{O_2}}}\)= 0,36 – 0,25 = 0,11 mol
=> nCaCO3 = nCO3 = 0,11 mol => m = 11 gam
Đáp án B
Ví dụ 3: Cho 11,2 lít CO2 (đktc) hấp thụ hết trong dung dịch chứa a mol Ca(OH)2 và 0,2 mol NaOH. Xác định giá trị của a để sau phản ứng thu được 10 gam kết tủa:
A. 0,3
B. 0,15
C. 0,2
D. 0,1
Hướng dẫn giải chi tiết:
nCO2 = 0,5 mol; nCaCO3 = 0,1 mol
TH1: thu được 1 muối CO32-
=> nCa2+ = nCaCO3 = 0,1 mol => a = 0,1
Kiểm tra lại:
nOH- = 2.nCa(OH)2 + nNaOH = 2.0,1 + 0,2 = 0,4 mol
Mà thu được muối CO32- thì nOH- \( \ge \) 2.nCO2 => 0,4\( \ge \) 2.0,5 (vô lí) => loại trường hợp này
TH2: thu được 2 muối HCO3- và CO32-
Sử dụng công thức tính nhanh:
\({n_{CO_3^{2 - }}} = {n_{O{H^ - }}} - {n_{C{O_2}}}\)=> 2a + 0,2 – 0,5 = 0,1 => a = 0,2 mol
Đáp án C
Dạng 3
Bài toán muối cacbonat tác dụng với dung dịch axit
* Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 20,6 gam hỗn hợp gồm Na2CO3 và CaCO3 bằng dung dịch HCl dư, thu được V lít khí CO2 (đktc) và dung dịch chứa 22,8 gam hỗn hợp muối. Giá trị của V là
A. 1,76
B. 4,48
C. 5,6
D. 2,24
Hướng dẫn giải chi tiết:
Đặt nNa2CO3 = x và nCaCO3 = y (mol)
m hh = mNa2CO3 + mCaCO3 = 106x + 100y = 20,6 (1)
BTNT “Na”: nNaCl = 2nNa2CO3 = 2x (mol)
BTNT “Ca”: nCaCl2 = nCaCO3 = y (mol)
m muối = mNaCl + mCaCl2 = 58,5.2x + 111y = 22,8 (2)
Giải (1) và (2) được x = 0,1 và y = 0,1
BTNT “C” => nCO2 = nNa2CO3 + nCaCO3 = 0,1 + 0,1 = 0,2 mol
=> V = 4,48 lít
Đáp án B
Ví dụ 2: Cho 115,3 gam hỗn hợp 2 muối MgCO3 và RCO3 vào dung dịch H2SO4 loãng, thu được 4,48 lít khí CO2 đktc, chất rắn X và dung dịch Y chứa 12 gam muối. Nung X đến khối lượng không đổi, thu được chất rắn Z và 11,2 lít khí CO2 đktc. Khối lượng của Z là
A. 92,1 gam
B. 80,9 gam
C. 84,5 gam
D. 88,5 gam
Hướng dẫn giải chi tiết:
115,3 gam RCO3 , MgCO3 thì CO32- + 2H+ → H2O + CO2
Ta có nH2SO4 = nCO2 = nH2O = 0,2 mol
Bảo toàn khối lượng có mmuối ban đầu + mH2SO4 = mmuối + mCO2 + mX + mH2O
→ 115,3 + 0,2.98 = 12 + mX + 0,2.44 + 0,2.18 → mX = 110,5 g
X → Z + 0,5 mol CO2
Bảo toàn khối lượng có mZ = mX – mCO2 = 110,5 – 0,5.44 = 88,5g
Đáp án D
Ví dụ 3: Cho từ từ đến hết 250 ml dung dịch B gồm NaHCO3 1M và Na2CO3 1M vào 120 ml dung dịch A gồm H2SO4 1M và HCl 1M, thu được V lít khí CO2 (đktc) và dung dịch X. Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch X thì được m gam kết tủa. Giá trị của m và V là
A. 79,18 và 5,376
B. 53,57 và 5,376.
C. 79,18 và 3,360.
D. 53,57 và 3,360
Hướng dẫn giải chi tiết:
Dung dịch A: nH+ = 0,36 mol và nSO42- = 0,12 mol
Dung dịch B: nHCO3- = nCO32- = 0,25 mol
Vì tỉ lệ số mol của HCO3- và CO32- ban đầu bằng nhau nên ta gọi nHCO3- phản ứng = nCO32- phản ứng = x mol
=> nH+ = x + 2x = 0,36 => x = 0,12
=> nCO2 = x + x = 0,24 mol => V = 5,376 lít
Dung dịch X chứa HCO3- dư (0,13 mol), CO32- dư (0,13 mol), SO42- (0,12 mol) và các ion khác
\({n_{BaC{O_3}}} = {\rm{ }}{n_{HCO_3^ - }} + {\rm{ }}{n_{CO_3^{2 - }}} = {\rm{ }}0,13{\rm{ }} + {\rm{ }}0,13{\rm{ }} = {\rm{ }}0,26{\rm{ }}mol\)
\({n_{BaS{O_4}}} = {\rm{ }}{n_{SO_4^{2 - }}} = {\rm{ }}0,12{\rm{ }}mol\)
=> mkết tủa = 79,18 gam
Đáp án A
Dạng 4
Bài toán nhiệt phân muối cacbonat
* Một số lưu ý cần nhớ:
- Hầu hết các muối cacbonat đều không tan (trừ muối của Na, K và NH4)
- Các muối hidrocacbonat đều tan
VD:
CaCO3 → CaO + CO2
NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
Ba(HCO3)2 → BaCO3 + CO2 + H2O
BaCO3 → BaO + CO2
* Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Nung 100 gam hỗn hợp gồm Na2CO3 và NaHCO3 cho đến khi khối lượng hỗn hợp không 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%.
C. 16% và 84%.
D. 24% và 76%.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Chỉ có NaHCO3 bị phân hủy. Đặt x là số gam NaHCO3
2NaHCO3 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) Na2CO3 + CO2 + H2O (1)
mol : x → 0,5x
Theo (1) và giả thiết ta có : 84x – 106.0,5x = 100 – 69 Þ x = 1 Þ gam.
Vậy NaHCO3 chiếm 84% và Na2CO3 chiếm 16%.
Đáp án C.
Ví dụ 2: X là 1 loại đá vôi chứa 80% CaCO3, phần còn lại là tạp chất trơ. Nung 50 gam X một thời gian, thu được 39 gam chất rắn. % CaCO3 đã bị phân huỷ là :
A. 50,5%.
B. 60%.
C. 62,5%.
D. 65%.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Giả sử có 100 gam đá vôi thì khối lượng của CaCO3 là 80 gam. Do đó trong 50 gam X có 40 gam CaCO3.
Phương trình phản ứng hóa học :
CaCO3 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) CaO + CO2 (1)
mol: x → x
Theo phương trình và theo giả thiết ta có :
100x – 56x = 50 – 39 = 11 x = 0,25
Vậy % CaCO3 bị phân hủy là \(\frac{0,25.100}{40}=62,5%\)
Đáp án C.
