Bài tập CO2 tác dụng với dung dịch kiềm - Hoá học lớp 11

Bài tập CO2 tác dụng với dung dịch kiềm

Với Bài tập CO2 tác dụng với dung dịch kiềm Hoá học lớp 11 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập CO2 tác dụng với dung dịch kiềm từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá học lớp 11.

A. Phương pháp giải & Ví dụ minh họa

1. Bài toán thuận:

Cho chất tham gia hỏi sản phẩm.

- Các PTHH của các phản ứng xảy ra

        CO₂ + OH^- → HCO₃^-

        CO₂ + 2OH^- → CO₃^2- + H₂O

Đặt T = n_OH^- / n_CO2 :

    + Nếu T ≤ 1 → tạo muối duy nhất HCO₃^-

    + Nếu 1 < T < 2 → tạo hỗn hợp hai muối HCO₃^- và CO₃^2-

    + Nếu T ≥ 2 → tạo muối duy nhất CO₃^2-

- Xác định sản phẩm nào được tạo thành bằng các tính giá trị T.

- Nếu tạo thành hỗn hợp hai muối thường ta giải bằng cách lập hệ PT hoặc sử dụng bảo toàn nguyên tố.

Lưu ý: Có những bài toán không thể tính T. Khi đó phải dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối.

- Hấp thụ CO₂ vào NaOH dư (KOH dư) chỉ tạo muối trung hòa Na₂CO₃ (K₂CO₃)

- Hấp thụ CO₂ vào NaOH chỉ tạo muối Na₂CO₃, Sau đó thêm BaCl₂ vào thấy kết tủa. Thêm tiếp Ba(OH)₂ dư vào thấy xuất hiện thêm kết tủa nữa →Tạo cả 2 muối Na₂CO₃ và NaHCO₃

- Chất hấp thụ vào bình NaOH tăng :

        m bình tăng = m dd tăng = m chất hấp thụ ( CO₂ + H₂O có thể có )

Hoặc với TH tác dụng với Ca(OH)₂ , Ba(OH)₂:

- Hấp thụ CO₂ vào nước vôi dư thì chỉ tạo muối CaCO₃

- Hấp thụ CO₂ vào nước vôi trong thấy có kết tủa, thêm NaOH dư vào thấy có kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

- Hấp thụ CO₂ vào nước vôi trong thấy có kết tủa, lọc bỏ kết tủa rồi đun nóng nước lọc lại thấy kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂.

- Sự tăng giảm khối lượng dung dịch: Khi cho sản phẩm cháy vào bình Ca(OH)₂ hay Ba(OH)₂

        m bình tăng = m hấp thụ

        m dd tăng = m hấp thụ - m kết tủa

        m dd giảm = m kết tủa – m hấp thụ

Bài 1: Sục 4,48l khí CO₂ (đktc) vào 500ml dd NaOH 0,1M và Ba(OH)₂ 0,2M. Tính m kết tủa thu được?

Hướng dẫn:

n_CO2 = 0,2 mol, n_OH^- = 0,25 mol, n_Ba²⁺ = 0,1 mol

        CO₂ + 2OH^- → CO₃^2- + H₂O

        0,125    0,25 → 0,125

        CO₂ + CO₃^2- + H₂O → 2HCO₃^-

        0,075    →0,075         →     1,5

nCO₃^2- = 0,05mol

        Ba²⁺ + CO₃^2- → BaCO₃

        0,05         0,05

⇒ m↓ = 0,05 . 197 = 9,85g

Bài 2: Cho 1,344 lít khí CO₂ (đktc) hấp thụ hết vào 2 lít dung dịch X chứa NaOH 0,04M và Ca(OH)₂ 0,02M thu được m gam kết tủa. Xác định giá trị của m.

Hướng dẫn:

n_CO2 = 1,344/22,4 = 0,06 mol;

n_NaOH = 0,04.2 = 0,08 mol; n_Ca(OH)2 = 0,02.2 = 0,04 mol ; n_OH^- = 0,08 + 0,04.2 = 0,16 mol

T= n_OH^-/n_CO2 = 0,16/0,06 = 8/3 ⇒ tạo ra muối CO^2-

Phương trình phản ứng:

        CO₂ + OH^- → CO₃^2-

        0,06                 0,06 mol

        CO₃^2- + Ca²⁺ → CaCO₃↓

        0,04        0,04        0,04 mol

Khối lượng kết tủa thu được: m = 0,04.100 = 4 gam

Bài 3: Sục 3,36 lít khí CO₂ (đktc) vào 300ml dd Ca(OH)₂ 0,2M và NaOH 0,3 M thu được m (g) kết tủa và dd Y. Cô cạn dd Y thu được m’( g) chất rắn khan. Tìm m và m’ ?

Hướng dẫn:

n_CO2 = 0,15 mol, n_OH^- = 0,21 mol, n_Ca²⁺ = 0,06 mol

        CO₂ + 2OH^- → CO₃^2- + H₂O

        0,105     0,21     →    0,105

        CO₂ + CO₃^2- + H₂O → 2HCO₃^-

        0,045 → 0,045 →         0,09

n_CO3^2- = 0,06mol

        Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃

        0,06     0,06     0,06

⇒ m↓ = 6g

Dd ⇒ m_crắn = 0,09 . 84 = 7,56g

2. Bài toán nghịch:

VD: Cho x mol CO₂ tác dụng với a mol OH^- tạo thành b kết tủa ( b mol muối trung hòa). Tìm giá trị x biết a, b.

Giải: Với bài toán này thì chúng ta chú ý đến giá trị a, b.

- Nếu a = 2b thì bài toán rất đơn giản x = b

- Nếu a > 2b thì bài toán có thể có 2 đáp số vì xảy ra 2 trường hợp

    + Trường hợp 1: OH^- dư, tức là chỉ xảy ra phản ứng (2) Vậy x= b

    + Trường hợp 2: Xảy ra cả 2 phản ứng (1), (2): Vậy x= a – b

Ví dụ minh họa

Bài 1: Thổi V lít khí CO₂ (đktc) vào 100ml dd Ca(OH)₂ 1M thu được 6g kết tủa. Lọc kết tủa đun nóng dd lại thấy có kết tủa nữa. Tìm V?

Hướng dẫn:

Dd sau phản ứng ↓ ⇒ có Ca(HCO₃)₂ taọ thành

BTNT Ca 0,1 = 0,06 + n_Ca(HCO3)2 ⇒ n_Ca(HCO3)2 = 0,04 mol

n_CO2= n_CaCO3 + 2. n_Ca(HCO3)2 = 0,14 mol

V_CO2 = 3,136 l

Bài 2: Cho V lít CO₂ ( đktc) tác dụng 500ml dung dịch Ca(OH)₂ 0,5M tạo thành 10 gam kết tủa . Tính giá trị của V?

Hướng dẫn:

n_OH^- = 0,25 mol

n_CaCO3 = 0,1 mol

TH1: n_CO2 = n↓ = 0,1 mol

    Thể tích CO₂ tham gia phản ứng là: V = 0,1.22,4 = 2,24 lít

TH2: n_CaCO3 < n_Ca(OH)2 ⇒ tạo thành 2 muối của CO₃^2- và HCO₃^-

    n_CO2 = 0,25 – 0,1 = 0,15 ⇒ V = 3,36 lit

Vậy giá trị của V là 2,24 lít hoặc 3,36 lít

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Sục khí CO₂ vào dd nước vôi trong, hiện tượng xảy ra:

A. Có kết tủa ngay, lượng kết tủa tăng dần qua một cực đại rồi sau đó tan trở lại hết.

B. Một lúc mới có kết tủa, lượng kết tủa tăng dần qua một cực đại rồi lại giảm.

C. Có kết tủa ngay, nhưng kết tủa tan trở lại ngay sau khi xuất hiện.

D. Có kết tủa ngay, lượng kết tủa tăng dần đến một giá trị không đổi.

Lời giải:

Đáp án: A

Bài 2: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít CO₂ (đktc) vào dung dịch nước vôi trong có chứa 0,25 mol Ca(OH)₂. Sản phẩm muối thu được sau phản ứng gồm?

A. Chỉ có CaCO₃

B. Chỉ có Ca(HCO₃)₂

C. Cả CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

D. Không có cả 2 chất CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

Lời giải:

Đáp án: A

T = 0,5/0,1 = 5 ⇒ chỉ tạo muối của CO₃^2-

Bài 3: Hấp thụ hoàn toàn 0,672 lít CO₂ (đktc) vào 2 lít Ca(OH)₂ 0,01M thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 1g.        B. 1,5g        C. 2g        D. 2,5g

Lời giải:

Đáp án: A

T = 0,04/0,03 = 4/3 ⇒ tạo 2 muối: Ca(HCO₃)₂ x mol và CaCO₃ y mol

Ta có: x + 2y = 0,03 mol và x + y = 0,02 mol ⇒ x= 0,01 và y = 0,01⇒ m =0,01.100 =1g

Bài 4: Sục 2,24 lít (đktc) CO₂ vào 100ml hỗn hợp dung dịch gồm KOH 1M và Ba(OH)₂ 0,75M. Sau khi khí bị hấp thụ hoàn toàn thấy tạo m gam kết tủa. Tính m

A.19,7g        B. 14,775g.        C. 23,64g        D. 16,745g

Lời giải:

Đáp án: B

T = 0,25/0,1 = 2,5 ⇒ tạo muối của CO₃^2- ⇒ n_CO3^2- = 0,1 mol; n_Ba²⁺ = 0,075 mol ⇒m_BaCO3 = 0,075. 197 = 14,775 gam

Bài 5: Thổi V lít khí CO₂ (đktc) vào 100ml dd Ca(OH)₂ thu được 6g kết tủa. Lọc kết tủa đun nóng dd lại thấy có 4 gam kết tủa nữa. Giá trị của V là:

A. 2,24 lít        B. 2,688 lít        C.6,72 lít        D. 10,08 lít

Lời giải:

Đáp án: B

CO₂ tác dụng với Ca(OH)₂ tạo 2 loại muối là CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂ ; n_CaCO3 = 0,06 mol ; n_Ca(HCO3)2 = 0,04 mol ⇒ n_CO2 = 0,06 + 0,04.2 = 0,12 mol ⇒ V = 2,688 lít

Bài 6: Hấp thụ hoàn toàn 27,552 lít (đktc) CO₂ vào m gam dd Ba(OH)₂ 34,2%, phản ứng hoàn toàn thu được 175,33 gam kết tủa. Giá trị m là:

A. 1060        B. 265        C. 530        D. 2120

Lời giải:

Đáp án: C

n_CO2 = 27,552/22,4 = 1,23 mol; n↓ = 175,33/197 = 0,89 mol; n_OH^- = n_CO2 + n↓ = 1,23 + 0,89 = 2,12 mol; n_Ba(OH)2 = 2,12/2 = 1,06 mol ⇒ m_dd = 1,06.171.100/34,2 = 530 gam.

Bài 7: A là hh khí gồm CO₂ , SO₂. d_{A/ H2} = 27. Dẫn a mol hh khí A qua bình đựng 1 lít dd NaOH 1,5aM. Sau phản ứng cô cạn cẩn thận dd thu được m (g) muối khan. Tìm m theo a?

A. 80a        B. 105a        C. 94a        D. 103a

Lời giải:

Đáp án: B

Gọi CT chung của 2 oxit MO₂ → M_MO2 = 54 ⇒ M = 22

PP nối tiếp

MO₂ + 2NaOH → Na₂MO₃ + H₂O

0,75a        1,5a    →    0,75a

MO₂ + Na₂CO₃ + H₂O → 2NaHCO₃

0,25a → 0,25a

Sau phản ứng

⇒ m = 0,5a . (46 + 22 + 48) + 0,5a . (24+22+48) = 105a

Bài 8: Sục V lít CO₂ (đktc) vào 200 ml dung dịch X gồm Ba(OH)₂ 1M và NaOH 1M. Sau phản ứng thu được 19,7 gam kết tủa. Giá trị của V là

A. 2,24 hoặc 4,48        B. 2,24 hoặc 11,2

C. 6,72 hoặc 4,48        D. 5,6 hoặc 11,2.

Lời giải:

Đáp án: B

Trường hợp 1: CO₂ hết, Ba(OH)₂ dư ⇒ V = 2,24 lít

Trường hợp 2: CO₂ hết, Ba(OH)₂ hết

⇒ V = 11,2 lít