Cách giải bài tập CO2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm hay, chi tiết - Hoá học lớp 12

Cách giải bài tập CO2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm hay, chi tiết

Với Cách giải bài tập CO2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm hay, chi tiết Hoá học lớp 12 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, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá học lớp 12.

A. Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

    Tác dụng với NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂

    Đối với bài toán này ta tính hệ số k:

    Nếu:

    PTHH tạo muối:

    Lưu ý:

    - Hấp thụ CO₂ vào NaOH dư/ nước vôi dư chỉ tạo muối Na₂CO₃/ CaCO₃.

    - Hấp thụ CO₂ dư vào NaOH/ nước vôi chỉ tạo muối NaHCO₃/ Ca(HCO₃)₂.

    - Hấp thụ CO₂ vào NaOH tạo dung dịch muối. Sau đó thêm BaCl₂ vào dung dịch muối thấy kết tủa. Thêm tiếp Ba(OH)₂ dư vào thấy xuất hiện thêm kết tủa: tạo ra 2 muối Na₂CO₃ và NaHCO₃.

    - Hấp thụ CO₂ vào nước vôi trong thấy tạo kết tủa. Sau đó thêm NaOH dư vào thấy có kết tủa nữa: tạo ra 2 muối CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂.

    - Hấp thụ CO₂ vào nước vôi trong thấy tạo kết tủa, lọc bỏ kết tủa rồi đun nung nóng lọc lại thấy kết tủa trắng nữa: tạo ra 2 muối CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂.

    - Nếu bài toán không cho bất kì dữ liệu nào thì phải cho trường hợp để giải.

Ví dụ minh họa

Bài 1: Nung 13,4 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hóa trị 2, thu được 6,8 gam chất rắn và khí X. Lượng khí X sinh ra cho hấp thụ vào 75ml dung dịch NaOH 1M. Khối lượng muối khan thu được sau phản ứng là:

    A. 5,8 g         B. 6,5 g         C. 4,2 g         D. 6,3 g

Hướng dẫn:

    Gọi công thức chung của hai muối cacbonat kim loại hóa trị II là RCO₃

    RCO₃ −^tº→ RO + CO₂

    Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

    m_CO2 = m_RCO3 - m_RO = 13,4 - 6,8 = 6,6 (g)

    n_CO2 = 0,15 mol

    Ta có: nNaOH = 0,075 mol

    ⇒ tạo ra muối NaHCO₃ và CO₂ dư.

    ⇒ m_muối = 0,075.84 = 6,3(g)

Bài 2: Cho 100g CaCO₃ tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl để lấy khí CO₂ sục vào dung dịch chứa 60 g NaOH. Tính khối lượng muối natri thu được.

Hướng dẫn:

    CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

    Số mol CaCO₃ n_CaCO3 = 100/100 = 1 mol

    Số mol CO₂ n_CO2 = n_CaCO3 = 1 mol

    Số mol NaOH n_NaOH = 60/40 = 1,5 mol

    Lập tỉ lệ k = n_NaOH/n_CO2 = 1,5/1 = 1,5

    k = 1,5 phản ứng tạo ra hai muối NaHCO₃ và Na₂CO₃

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

    Theo bài ra ta có hệ

    Khối lượng NaHCO₃ m = 84.0,5 = 42(g)

    Khối lượng Na₂CO₃ m = 106.0,5 = 53 (g)

Bài 3: Cho 2,8 gam CaO tác dụng với một lượng nước lấy dư thu được dung dịch A. Sục 1,68 lít CO₂ (đktc) vào dung dịch A.

    a) Tính khối lượng kết tủa thu được.

    b) Khi đun nóng dung dịch A thì khối lượng kết tủa thu được tối đa là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

    Ta có: n_CaO = 2,8/56 = 0,05(mol) và n_CO2 = 1,68/22,4 = 0,075(mol)

    Phản ứng:

    Lập tỉ lệ:

    Như vậy, sau phản ứng tạo thành 2 muối:

    ⇒ m_CaCO3 = 100(0,05 - 0,025) = 2,5(gam)

    Khi đun nóng dung dịch:

    Vậy khi đun nóng, khối lượng kết tủa thu được tối đa là 5 gam.

Bài 4: Cho V lít SO₂ (đktc) vào 300 ml dung dịch Ca(OH)₂ 0,1M thu được 2,08 gam kết tủa. Tìm V.

Hướng dẫn:

    Ta có: n_Ca(OH)2= 0,1 × 0,3 = 0,03 (mol)

    Kết tủa là CaSO₃ ⇒ n_CaSO3 = 2,6/120 = 0018 (mol)

        +) Trường hợp 1: Ca(OH)₂ dư:

    n_SO2 = 0,018 (mol) ⇒ V = 0,4032 (lít)

        +) Trường hợp 2: xảy ra xả 2 phản ứng.

    n_SO2 = 0,018 + 0,024 = 0,042 (mol) ⇒ V = 0,9408 (lít)

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít CO₂ (đktc) vào 100 ml dung dịch gồm K₂CO₃ 0,2M và KOH x mol/lít, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y. Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl₂ (dư) thu được 11,82 gam kết tủa. Giá trị của X là:

    A. 1,0         B. 1,4         C. 1,2         D. 1,6

Lời giải:

Đáp án: B

    Ta có: n_CO2 = 0,1 mol; n_BaCO3 = 11,82/197 = 0,06 mol; n_K2CO3 = 0,02 mol

    Khi sục CO2 vào dung dịch hỗn hợp K₂CO₃ và KOH, giả sử chỉ xảy ra phản ứng:

    ⇒ n_{K2CO3 trong dung dịch} = 0,1 + 0,02 = 0,12 mol

    Ta thấy n↓ = 0,12 → n↓ đề cho = 0,06 mol

    Vậy trong phản ứng CO₂ với KOH ngoài muối K₂CO₃ còn có muối KHCO₃

    Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố C ta có:

    n_{Ctrong CO2} + n_{CTrong K2CO3} = n_{CTrong BaCO3} + n_{CTrong KHCO3}

    0,1 + 0,02 = 0,06 + x (x là số mol BaCO₃)

    x = 0,06

    ⇒ nKOH = 0,14 mol → [KOH] = 0,14/0,1 = 1,4M

Bài 2: Sục V lít CO₂ (đktc) vào 150 ml dung dịch Ba(OH)₂ 1M sau phản ứng thu được 19,7 gam kết tủa. Tính V?

    A. 2,24l         B. 3,36l         C. 4,48l         D. Cả A và C

Lời giải:

Đáp án: D

    Phản ứng có thể xảy ra là:

    CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃ + H₂O        (1)

    2CO₂ + Ba(OH)₂ → Ba(HCO₃)₂        (2)

    Khi sục CO₂ vào dung dịch Ba(OH)₂, kết tủa thu được là BaCO₃

    Ta có: n_BaCO3 = 19,7/197 = 0,1(mol) và n_Ba(OH)2 = 1.150/1000 = 0,15(mol)

    So sánh thấy: n_BaCO3 ≠ n_Ba(OH)2 nên có hai trường hợp:

    Trường hợp 1: xảy ra phản ứng (1), tạo muối BaCO₃, Ba(OH)₂ còn dư:

    Lúc đó: n_CO2 = n_BaCO3 = 0,1(mol)

    Vậy: V_CO2 = 0,1.22,4 = 2,24(lít)

    Trường hợp 2: Xảy ra hai phản ứng, tạo muối (CO₂ và Ba(OH)₂ đều hết).

    ở phản ứng (1): n_{CO2 pư(1)} = n_{Ba(OH)2 pư (1)} = n_BaCO3 = 0,1(mol)

    ⇒ n_{Ba(OH)2 pư (2)} = 0,15 - 0,1 = 0,05 (mol)

    ⇒ n_{CO2 pư (2)} = 2.0,05 = 0,1(mol)

    Suy ra tổng số mol CO₂: n_CO2 = n_{CO2 pư(1)} + n_{CO2 pư(2)} = 0,1 + 0,1 = 0,2(mol)

    ⇒ V_CO2 = 0,2.22,4 = 4,48 (lít)

Bài 3: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít CO₂ (đktc) vào 125 ml dung dịch Ba(OH)₂ 1M, thu được dung dịch X. Coi thể tích dung dịch không thay đổi, nồng độ mol của chất tan trong dung dịch X là:

    A. 0,4M         B. 0,2M         C. 0,6M         D. 0,1M

Lời giải:

Đáp án: B

    Ta có: n_CO2 = 0,15 mol; n_Ba(OH)2 = 0,125 mol; n_OH^- = 0,25 mol

    Ta thấy

    → tạo ra 2 muối.

    PTPỨ:

    Ta có hệ:

Bài 4: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít CO₂ (đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)₂ có nồng độ a mol/l, thu được 15,76 gam kết tủa. Giá trị của a là:

    A. 0,032         B. 0,048         C. 0,06         D. 0,04

Lời giải:

Đáp án: B

    Ta có: n_CO2 = 2,688/22,4 = 0,12 mol;

    n_BaCO3 = 11,82/197 = 0,06 mol

    Do n_CO2 ≠ n_BaCO3 nên ngoài BaCO₃ còn có Ba(HCO₃)₂ được tạo thành.

    Theo phản ứng: ∑n_Ba(OH)2 = 0,08 + 0,02 = 0,1 mol

    a = 0,1/2,5 = 0,04M

Bài 5: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí CO₂ (ở đktc) vào m gam dung dịch hỗn hợp chứa 0,05 mol NaOH; 0,05mol KOH; 0,05 mol Ba(OH)₂. Dung dịch sau phản ứng có khối lượng?

    A. (m – 11,65) gam

    B. (m + 6,6) gam

    C. (m – 5,05) gam

    D. (m – 3,25) gam

Lời giải:

Đáp án: D

    ⇒ m_dd = m + 0,15.44 – 197.0,05 = (m – 3,25) gam

Bài 6: Hấp thụ hoàn toàn 0,672lit khí CO₂ (đktc) vào 1 lít dd gồm NaOH 0,025M và Ca(OH)₂ 0,0125M, thu được x gam kết tủa. Giá trị của x là :

    A. 2,00

    B. 0,75

    C. 1,25

    D. 1,00

Lời giải:

Đáp án: C

    n OH- = n NaOH + 2n Ca(OH)₂ = 0,05 mol

    n CO₂ = 0,672/22,4 = 0,03 mol

    ⇒ x = 0,0125.100 = 1,25 g

Bài 7: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít CO₂ 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. 19,70         B. 17,73         C. 9,85         D. 11,82

Lời giải:

Đáp án: C

    Ta có: n_CO2 = 4,48/22,4 = 0,2 mol

    nNaOH = 0,5.0,1 = 0,05 mol

    n_Ba(OH)2 = 0,2.0,5 = 0,1 mol

    Ta thấy:

    Ta có hệ phương trình:

    ⇒ m_BaCO3 = 0,05.197 = 9,85 g

Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn m gam FeS₂ bằng một lượng O2 vừa đủ, thu được khí X. Hấp thụ hết X vào 1 lít dung dịch chứa Ba(OH)₂ 0,15M và KOH 0,1M, thu được dung dịch Y và 21,7 gam kết tủa. Cho Y vào dung dịch NaOH, thấy xuất hiện thêm kết tủa. Giá trị của m là:

    A. 23,2         B. 12,6         C. 18,0         D. 24,0

Lời giải:

Đáp án: C

    Pt pư:

    Ta có: n_Ba(OH)2 = 0,15 mol

    NKOH = 0,1 mol

    Khi cho SO₂ vào dung dịch Y thu được 21,7 (g) ↓ BaSO₃. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH thấy xuất hiện thêm kết tủa, chứng tỏ trong dung dịch Y có ion HSO^-₃.

    Vì: Ba²⁺ + HSO^-₃ + OH^- → BaSO₃↓ + H₂O

    Ta có: n_BaCO3 = 0,1 mol

    Ptpứ:

    Ta có: n_OH^- = 0,4 - 0,2 = 0,2 mol

    Theo ptpư (2), (3) ta có: n_SO2 = 0,1 + 0,2 = 0,3 mol

    Theo ptpư (1) ta có: n_FeS2 = 1/2 n_SO2 = 0,15 mol ⇒ m_FeSO24 = 120.0,15 = 15 (g)