Chuyên đề cacbon ôn thi thpt quốc gia môn Hoá

Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn A PHẦN LÝ THUYẾT I CACBON Vị trí - Cấu hình electron nguyên tử - Cấu hình electron nguyên tử 1s22s22p2 - Cacbon ô thứ 6, chu kỳ 2, nhóm IVA bảng tuần hoàn - C có electron lớp - Các số oxi hóa C là: -4, 0, +2, +4 Tính chất vật lý - C có ba dạng thù hình chính: Kim cương, than chì fuleren Tính chất hóa học - Trong dạng tồn C, C vô định hình hoạt động mặt hóa học - Trong phản ứng hóa học C thể hai tính chất: Tính oxi hóa tính khử Tuy nhiên tính khử chủ yếu C a Tính khử  Tác dụng với oxi  Ở nhiệt độ thường : +4 t C + O2   C O2  Ở nhiệt độ cao C lại khử CO2 theo phản ứng: +4 +2 t C + CO2   2CO  Tác dụng với hợp chất +4 t C + 4HNO3   C O2 + 4NO2 + 2H2O b Tính oxi hóa  Tác dụng với hidro [Type text] Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn -4 t , xt C+ 2H2   C H4  Tác dụng với kim loại -4 t 3C+ 4Al   Al4 C3 (nhôm cacbua) II CACBON MONOXIT Tính chất hóa học - Tính chất hóa học đặc trưng CO tính khử +2 +4 2CO + O2   2CO2 +2 t0 +4 t 3CO + Fe2O3   3CO2 + 2Fe Điều chế a Trong phòng thí nghiệm H SO (®Æc), t   HCOOH b Trong công nghiệp: - Khí than ướt C + H2O H2 - Khí lò gas C + O2 CO2 + C CO + 1050 C     t   t   H2O CO + CO2 2CO III CACBON ĐIOXIT Tính chất vật lý - Là chất khí không màu, nặng gấp 1,5 lần không khí [Type text] Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn - CO2 (rắn) khối màu trắng, gọi “nước đá khô” Nước đá khô không nóng chãy mà thăng hoa, dùng tạo môi trường lạnh ẩm Tính chất hóa học - Khí CO2 không cháy, không trì cháy nhiều chất - CO2 oxit axit, tan nước cho axit cacbonic   CO2 (k) + H2O (l) H2CO3 (dd)   - Tác dụng với dung dịch kiềm CO2 + NaOH → NaHCO3 CO2 + 2NaOH → Na 2CO3 + H2O Note: - Tùy vào tỉ lệ phản ứng mà cho sản phẩm muối khác Điều chế a ,Trong phòng thí nghiệm CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H 2O b Trong công nghiệp - Khí CO2 thu hồi từ trình đốt cháy hoàn toàn than IV AXIT CACBONIC - MUỐI CACBONAT Axit cacbonic - Là axit bền, tồn dung dịch loãng, dễ bị phân hủy thành CO2 H2O [Type text] Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn - Là axit hai nấc, dung dịch phân li hai nấc   H+ + HCO3H2 CO3     H+ + CO32HCO-3   Muối cacbonat - Muối cacbonat kim loại kiềm, amoni đa số muối hiđrocacbonat tan Muối cacbonat kim loại khác không tan a Tác dụng với dd axit NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2↑ + H2O Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O b Tác dụng với dd kiềm NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O c Phản ứng nhiệt phân   MgCO3(r) MgO(r) + CO2(k)   2NaHCO3(r) Na2CO3(r) + CO2(k) + H2O(k) t0 t0 V SILIC Tính chất vật lý - Silic có hai dạng thù hình: silic tinh thể silic vô định hình Tính chất hóa học - Silic có số oxi hóa: -4, 0, +2 +4 (số oxi hóa +2 đặc trưng hơn) [Type text] Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn - Trong phản ứng hóa học, silic vừa thể tính oxi hóa vừa thể tính khử a Tính khử +4 Si+ 2F2   Si F4 +4 t Si+ O2   Si O2 0 +4 Si+ 2NaOH + H 2O   Na Si O3 + 2H  b Tính oxi hóa -4 t 2Mg + Si   Mg Si Điều chế - Khử SiO2 nhiệt độ cao SiO2 + 2Mg Si t   + MgO VI HỢP CHẤT CỦA SILIC Silic đioxit - SiO2 chất dạng tinh thể - Tan chậm dung dịch kiềm đặc nóng, tan dể kiềm nóng chãy   SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O - Tan axit HF SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O Note:  Người ta dùng dung dịch HF để khắc chử lên thủy tinh  HF axit có khả ăn mòn thủy tinh t0 [Type text] Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn  Không đựng HF lọ thủy tinh Axit silixic - H2SiO3 chất dạng keo, không tan nước Khi phần nước tạo thành vật liệu xốp silicagen Dùng để hút ẩm thùng đựng hàng hóa - Axit silixic axit yếu, yếu axit cacbonic nên bị axit đẩy khỏi dung dịch muối Na2SiO3 + CO2 + H2O → Na2CO3 + H2SiO3↓ Muối silicat - Dung dịch đậm đặc Na2SiO3 K2SiO3 gọi thủy tinh lỏng - Vải tẩm thủy tinh lỏng sẻ khó cháy, thủy tinh lỏng dùng để chế tạo keo dán thủy tinh sứ B BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI I Dạng tập CO2 tác dụng với dung dịch kiềm Các PTHH phản ứng xãy CO2 + NaOH → NaHCO3 CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O  Đặt T= n OH n CO2 :  Nếu T≤1 NaHCO3 [Type text] → tạo muối Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn  Nếu < T < → tạo hỗn hợp hai muối NaHCO3 Na2CO3  Nếu T≥2 → tạo muối Na2CO3 Note: Một số lưu ý giải tập này: - Xác định sản phẩm tạo thành tính giá trị T - Nếu tạo thành hỗn hợp hai muối thường ta giải cách lập hệ PT Ví dụ: Sục 2.24 lít khí CO2 (đktc) vào 150 ml dung dịch NaOH 1M thu dung dịch A Tính khối lượng chất tan A Giải = 0.1 (mol); n = 0.15*1 = 0.15 (mol)  n = 2.24 22.4 CO2  → NaOH T=  Đặt n OH n CO2 = 0.15 = 1.5 0.1 → tạo hỗn hợp hai muối n NaHCO3 = x; n Na2CO3 = y CO2 + NaOH → NaHCO3 x x x CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + y 2y y  Ta có hệ PT: H2O  x + y = 0.1 x = 0.05 m NaHCO3 = 0.05*84 = 4.2 (gam)      x + 2y = 0.15 y = 0.05  m Na2CO3 = 0.05*106 = 5.3 (gam) [Type text] Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn II Dạng tập khử oxit kim loại khí CO CO → KL + Oxit KL+ CO2 Áp dụng định luật để tính giá trị sau:  moxit Kl + mCO = mKl + mCO   nO (oxit) = nCO  nCO mOxitKl = mKl + mO 2 Ví dụ: Dẫn luồng khí CO dư qua ống sứ đựng Fe3O4 CuO nung nóng đến phản ứng hoàn toàn thu 2,32 gam hỗn hợp kim loại Khí thoát khỏi bình dẫn qua dung dịch nước vôi dư thu gam kết tủa Tính tổng khối lượng oxit hỗn hợp đầu Giải n CaCO =  0.05 (mol)  Cách 1: → 100 nO (oxit) = nCO2 = nCaCO3 = 0.05 (mol)  Cách moxit = mKl + mO = 2.32 + 16*0.05 = 3.12 (gam) n CaCO3 =  0.05 (mol) 2: 100 → nO (oxit) = nCO2 = nCO = nCaCO3 = 0.05 (mol) moxit = mKl + mCO2 - mCO = 2.32 + 44*0.05 - 28*0.05 = 3.12 (gam) [Type text] Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn C PHẦN BÀI TẬP CƠ BẢN Câu Hoàn thành PTHH phản ứng sau: a NaHCO3 + NaOH  b NaHCO3 + HCl  c SiO2 + HF  d CO2 + NaOH  e CO2 + 2NaOH  f CO2 + Ca(OH)2  g CO2 + 2Ca(OH)2  h CO (dư) + Fe2O3  i CO (dư) + Fe3O4  Câu Đốt mẩu than đá (chứa tạp chất không cháy) có khối lượng 0,6 gam oxi dư thu 1,06 m3 (đktc) khí cacbonic Tính thành phần % khối lượng cacbon mẩu than đá Câu Cho 224 ml khí CO2 (đktc) hấp thụ hết 100 ml dung dịch KOH 0,2M Tính khối lượng chất dung dịch tạo thành Câu Cho 5,6 lít khí CO2 (đktc) sục vào dung dịch NaOH dư thu dung dịch A Cô cạn dung dịch A thu m gam muối Tính giá trị m Câu Sục 2,24 lít khí CO2 (đktc) vào 150 ml dung dịch NaOH 1M thu dung dịch D Tính khối lượng chất tan dung dịch D [Type text] Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn Câu Sục 2,24 lít khí CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch NaOH 1M thu dung dịch D Tính nồng độ mol/lít chất tan dung dịch D Câu Sục 4,48 lít khí CO2 (đktc) vào 400 ml dung dịch NaOH CM thu dung dịch A Cô cạn dung dịch A thu 19 gam hỗn hợp hai muối a Tính khối lượng muối b Tính nồng độ dung dịch NaOH đem dùng Câu Nung 52,65 gam CaCO3 10000C cho toàn khí thoát hấp thụ hết vào 500 ml dung dịch NaOH 1,8M Hỏi thu muối nào? Khối lượng Biết hiệu suất phản ứng nhiệt phân CaCO3 85% Câu Tính thể tích dung dịch NaOH 2M tối thiểu để hấp thụ hết 4,48 lít khí CO2 Câu 10 Khử hoàn toàn 23,2 gam Fe3O4 khí CO dư Khí thu sục vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu m gam kết tủa Tính m Câu 11 Khử hoàn toàn m gam Fe2O3 khí CO dư Khí thu sục vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu 30 gam kết tủa Tính m Câu 12 Khử hoàn toàn 2,32 gam Fe3O4 khí CO dư thu m gam chất rắn Hòa tan hoàn toàn chất rắn thu dung dịch axit HNO3 thu V lít NO (đktc) sản phẩm khử Tính m V D PHẦN BÀI TẬP NÂNG CAO [Type text] Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn Câu Dẫn luồng khí CO dư qua ống sứ đựng Fe3O4 CuO nung nóng đến phản ứng hoàn toàn thu 2,32 gam hỗn hợp kim loại Khí thoát khỏi bình dẫn qua dung dịch nước vôi dư thu gam kết tủa Tính tổng khối lượng oxit hỗn hợp đầu Câu Cho khí CO qua ống chứa 15,2g hỗn hợp gồm CuO FeO nung nóng Sau thời gian thu hỗn hợp khí B 13,6g chất rắn C Cho B tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 dư thu m gam kết tủa Xác định giá trị m Câu Dẫn luồng khí CO qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp CuO, Fe2O3, Fe3O4 Al2O3 cho khí thoát hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi dư thu 15 gam kết tủa Chất rắn lại ống sứ có khối lượng 215,0 gam Xác định giá trị m Câu Cho V lít khí CO2 (đktc) hấp thụ hết vào 500 ml dung dịch Ca(OH)2 0,02 M thu 0,5 gam kết tủa Xác định giá trị tối thiểu V Câu Cho 1,344 lít khí CO2 (đktc) hấp thụ hết vào lít dung dịch X chứa NaOH 0,04M Ca(OH)2 0,02M thu m gam kết tủa Xác định giá trị m Câu Hoà tan hoàn toàn 11,2 gam CaO vào H2O thu dung dịch A Sục V lít khí CO2 (đktc) vào dung dịch A thu 15 gam kết tủa Xác định giá trị V Câu (CĐ-2010) Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí CO2 (đktc) vào 125 ml dung dịch Ba(OH)2 1M, thu dung dịch X Coi thể tích dung dịch không thay đổi Xác định nồng độ mol chất tan dung dịch X [Type text] Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn Câu (A-09) Cho 0,448 lít khí CO2 (ở đktc) hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,06M Ba(OH)2 0,12M, thu m gam kết tủa Tính giá trị m Câu (A-08) Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít khí CO2 (ở đktc) vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M Ba(OH)2 0,2M, sinh m gam kết tủa.Tính giá trị m Câu 10 (A-07) 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 15,76 gam kết tủa Tính giá trị a THE END [Type text] ... Trong công nghiệp - Khí CO2 thu hồi từ trình đốt cháy hoàn toàn than IV AXIT CACBONIC - MUỐI CACBONAT Axit cacbonic - Là axit bền, tồn dung dịch loãng, dễ bị phân hủy thành CO2 H2O [Type text] Gia. .. HCO3H2 CO3     H+ + CO32HCO-3   Muối cacbonat - Muối cacbonat kim loại kiềm, amoni đa số muối hiđrocacbonat tan Muối cacbonat kim loại khác không tan a Tác dụng với dd axit NaHCO3 + HCl... hoa, dùng tạo môi trường lạnh ẩm Tính chất hóa học - Khí CO2 không cháy, không trì cháy nhiều chất - CO2 oxit axit, tan nước cho axit cacbonic   CO2 (k) + H2O (l) H2CO3 (dd)   - Tác dụng với