CHUYÊN ĐỀ CO 2 (HOẶC SO 2 ) TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH KIỀM

1 CHUYÊN ĐỀ CO 2 (HOẶC SO 2 ) TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH KIỀM Tác giả chuyên đề: VŨ VĂN TĨNH Chức vụ: Giáo viên môn hóa học Đơn vị công tác: Trường THPT Lê Xoay Đối tượng bồi dưỡng: Lớp 11 Số tiết bồi dưỡng: 05 tiết I. TÁC DỤNG VỚI NaOH và KOH: - Khi cho CO 2 (hoặc SO 2 ) tác dụng với dung dịch NaOH (hoặc KOH). CO 2 + OH - → HCO 3 - (1) CO 2 + 2OH - → CO 3 2- + H 2 O (2) Chất tan tạo thành trong dung dịch phụ thuộc vào tỉ số k: k= 2 OH CO n n − (hoặc k= 2 OH SO n n − ) + k = 1: muối HCO 3 - . + k = 2: muối CO 3 2- . + k > 2 : OH - dư và CO 3 2- + k <1 : CO 2 dư và HCO 3 - + 1 < k < 2 : tạo cả muối HCO 3 - và CO 3 2- * Nếu không thể tính k. Khi đó phải dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối. - Dung dịch sau phản ứng tác dụng được với OH - → có HCO 3 - - Dung dịch sau phản ứng tác dụng được với CaCl 2 hoặc BaCl 2 → có CO 3 2- 2 - Hấp thụ CO 2 vào OH - chỉ tạo muối CO 3 2- . Sau đó thêm BaCl 2 vào thấy kết tủa. Thêm tiếp Ba(OH) 2 dư vào thấy xuất hiện thêm kết tủa nữa → Tạo cả 2 muối HCO 3 - và CO 3 2- . * Trong trường hợp không có các dữ kiện trên thì chia trường hợp để giải. * Thí dụ minh họa Thí dụ 1: Cho 2,24 lít CO 2 (đktc) vào 100 ml dung dịch NaOH 3M. Các chất có trong dung dịch sau phản ứng là A. NaOH và Na 2 CO 3 B. Na 2 CO 3 và NaHCO 3 C. Na 2 CO 3 D. NaHCO 3 Hướng dẫn giải: Ta có: n NaOH = 0,3 mol 2 CO n = 0,1 mol → k = 3 > 2 → Các chất sau phản ứng gồm NaOH dư và Na 2 CO 3 . → Đáp án A. Thí dụ 2: Hấp thụ hết V lít CO 2 (đktc) vào 300 ml dung dịch NaOH x mol/l được 10,6 gam Na 2 CO 3 và 8,4 gam NaHCO 3 . Gía trị V, x lần lượt là? A. 4,48 lít và 1M. B. 4,48 lít và 1,5M. C. 6,72 lít và 1M. D. 5,6 lít và 2M. Hướng dẫn giải: CO 2 + NaOH → NaHCO 3 (1) CO 2 + 2NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O (2) Theo bài: 2 3 0,1 Na CO n = , 3 0,1 NaHCO n = . Theo (1) và (2): n NaOH = 0,3 mol → x = 1 M. 2 CO n = 0,2 mol → V = 4,48 lít. → Đáp án A. 3 Thí dụ 3: Hấp thụ hoàn toàn 5,6 lít CO 2 (đktc) vào bình chứa 200 ml dung dịch NaOH nồng độ a M. Dung dịch thu được có khả năng tác dụng tối đa 100 ml dung dịch KOH 1M. Giá trị của a là? A. 0,75 . B. 1,5. C. 2. D. 2,5. Hướng dẫn giải: Do dung dịch thu được có khả năng tác dụng với KOH nên chắc chắn phải có NaHCO 3 CO 2 + NaOH → NaHCO 3 (1) CO 2 + 2NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O (2) 2NaHCO 3 + 2KOH → Na 2 CO 3 + K 2 CO 3 + 2H 2 O (3) 2 CO n = 0,25 mol, n KOH = 0,1 mol. Nếu chỉ tạo thành NaHCO 3 : Theo (1) (3): 2 CO n = 0,1 mol ≠ 0,25 mol. → Xảy ra cả phản ứng (2) Theo (3): 3 0,1 NaHCO n = mol → 2 CO n (ở 1) = 0,1 mol. → 2 CO n (ở 2) = 0,25 – 0,1 = 0,15 mol. Theo (1), (2): n NaOH = 0,4 mol → a = 2 M. → Đáp án C Thí dụ 4: Cho 6,72 lit khí CO 2 (đktc) vào 380 ml dung dịch NaOH 1M, thu được dung dịch A. Cho 100 ml dung dịch Ba(OH) 2 1M vào dung dịch A thì thu được m gam kết tủa. Giá trị của m bằng: A. 55,16 gam. B. 15,76 gam. C. 59,10 gam. D. 19,70 gam. Hướng dẫn giải: 2 CO n = 0,3 mol, n NaOH = 0,38 mol. → tạo 2 muối NaHCO 3 và Na 2 CO 3 CO 2 + NaOH → NaHCO 3 x x x 4 CO 2 + 2NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O y 2y y Ta có: x + y = 0,3 và x + 2y = 0,38. → x = 0,22 và y = 0,08. Dung dịch A gồm: NaHCO 3 : 0,22 mol và Na 2 CO 3 : 0,08 mol. Theo bài: 2 ( ) Ba OH n = 0,1 mol → OH n − = 0,2 mol → 2 Ba n + = 0,1 mol. HCO 3 - + OH - → CO 3 2- + H 2 O 0,22 0,2 → 0,2 Ba 2+ + CO 3 2- → BaCO 3↓ 0,1 0,28 → 0,1 → 2 3 CO n − ∑ = 0,28 mol. → 3 BaCO n = 0,1 mol → a = 19,7 gam. → Đáp án D Thí dụ 5: Hấp thụ hết CO 2 vào dung dịch NaOH dược dung dịch A. Chia A làm 2 phần bằng nhau: - Cho dung dịch BaCl 2 dư vào phần 1 được a gam kết tủa. - Cho dung dịch Ba(OH) 2 dư vào phần 2 được b gam kết tủa. Cho biết a < b. Dung dịch A chứa: A. Na 2 CO 3. B. NaHCO 3 , Na 2 CO 3. C. NaOH và NaHCO 3 . D. NaHCO 3. Hướng dẫn giải: Theo bài: Phần 1: + BaCl 2 thu được a gam kết tủa → dung dịch A chứa Na 2 CO 3 Phần 2: + Ba(OH) 2 thu được b gam kết tủa. Nếu chỉ có muối NaHCO 3 thì a = b. Tuy nhiên, do a > b nên dung dịch A phải chứa Na 2 CO 3 → Đáp án B. 5 II. TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH Ca(OH) 2 HOẶC Ba(OH) 2 CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3↓ + H 2 O. 2CO 2 + Ca(OH) 2 → Ca(HCO 3 ) 2 * Để biết khả năng xảy ra ta tính tỉ lệ k: k = 2 OH CO n n − + k = 1: muối HCO 3 - . + k = 2: muối CO 3 2- . + k > 2: OH - dư và CO 3 2- + k <1: CO 2 dư và HCO 3 - + 1 < k < 2: tạo cả muối HCO 3 - và CO 3 2- * Khi những bài toán không thể tính k ta dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối. - Hấp thụ CO 2 vào nước vôi dư thì chỉ tạo muối CaCO 3 . - Hấp thụ CO 2 vào nước vôi trong thấy có kết tủa, thêm NaOH dư vào thấy có kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả CaCO 3 và Ca(HCO 3 ) 2 . - Hấp thụ CO 2 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 CaCO 3 và Ca(HCO 3 ) 2 . - Nếu không có các dự kiện trên ta phải chia trường hợp để giải. * Khi hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch bazơ nhất thiết phải xảy ra sự tăng giảm khối lượng dung dịch. Thường gặp nhất là hấp thụ sản phẩm cháy bằng dung dịch Ca(OH) 2 hoặc dung dịch Ba(OH) 2 . Khi đó: Khối lượng dung dịch tăng = m hấp thụ - m kết tủa Khối lượng dung dịch giảm = m kết tủa – m hấp thụ - Nếu m kết tủa > m CO 2 thì khối lượng dung dịch giảm so với khối lượng dung dịch ban đầu. - Nếu m kết tủa < m CO 2 thì khối lượng dung dịch tăng so với khối lượng dung dịch ban đầu. 6 * Khi dẫn p gam khí CO 2 vào bình đựng nước vôi dư sau phản ứng khối lượng dung dịch tăng m gam và có n gam kết tủa tạo thành thì luôn có: p= n + m * Khi dẫn p gam khí CO 2 vào bình đựng nước vôi sau phản ứng khối lượng dung dịch giảm m gam và có n gam kết tủa tạo thành thì luôn có: p=n – m * Thí dụ minh họa Thí dụ 1: Hấp thụ toàn bộ x mol CO 2 vào dung dịch chứa 0,03 mol Ba(OH) 2 thì thu được 3,94 gam kết tủa. Giá trị của x là? A. 0,02mol và 0,04 mol B. 0,02mol và 0,05 mol C. 0,01mol và 0,03 mol D. 0,03mol và 0,04 mol Hướng dẫn giải: CO 2 + Ba(OH) 2 → BaCO 3↓ + H 2 O (1) 2CO 2 + Ba(OH) 2 → Ba(HCO 3 ) 2 (2) Nhận thấy: 3 BaCO n = 0,02 mol < 2 ( ) Ba OH n = 0,03 Xét 2 trường hợp: * TH1: Chỉ tạo thành BaCO 3 Theo (1): 2 CO n = 3 BaCO n = 0,02 mol → x = 0,02 mol. * TH 2: Tạo thành 2 muối: Theo (1) và (2): 2 CO n ∑ = 0,02 + 2(0,03-0,02) = 0,04 mol. → Đáp án A. Thí dụ 2: Hấp thụ toàn bộ 0,3 mol CO 2 vào dung dịch chứa 0,25 mol Ca(OH) 2 . Khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng hay giảm bao nhiêu gam? A. Tăng 13,2 gam. B. Tăng 20 gam. C. Giảm 16,8 gam. D. Giảm 6,8 gam. Hướng dẫn giải: Theo bài: k = 1,2 → tạo 2 muối: CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3↓ + H 2 O (1) x x x 7 2CO 2 + Ca(OH) 2 → Ca(HCO 3 ) 2 (2) 2 y y y Ta có: x + y = 0,25 và x + 2y = 0,3. → x = 0,2 mol và y = 0,05 mol. → 3 CaCO m = 20 gam > 2 CO m = 13,2 gam. → Khối lượng dung dịch giảm: m = 20 – 13,2 = 6,8 gam. → Đáp án D Thí dụ 3: Hấp thụ hết 0,672 lít CO 2 (đktc) vào bình chứa 2 lít dung dịch Ca(OH) 2 0,01M. Thêm tiếp 0,4 gam NaOH vào bình này. Khối lượng kết tủa thu được sau phản ứng là? A. 1,5 gam. B. 2 gam. C. 2,5 gam. D. 3 gam. Hướng dẫn giải: 2 CO n = 0,03 mol, 2 ( ) Ca OH n = 0,02 mol. → k = 1,5 → Tạo 2 muối: CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3↓ + H 2 O (1) x x x 2CO 2 + Ca(OH) 2 → Ca(HCO 3 ) 2 (2) 2 y y y Ta có: x + y = 0,02 và x + 2y = 0,03. → x = 0,01 mol và y = 0,01 mol. Khi thêm 0,4 gam NaOH ( 0,01 mol): HCO 3 - + OH - → CO 3 2- + H 2 O (3) 0,02 0,01→ 0,01 Ca 2+ + CO 3 2- → CaCO 3↓ (4) 0,01 0,01 0,01 Theo (1) và (4): 3 CaCO n = 0,01 + 0,01 = 0,02 mol → m = 2 gam. → Đáp án B. 8 Thí dụ 4: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít CO 2 (đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH) 2 nồng độ a mol/lít, thu được 15,76 gam kết tủa. Giá trị của a là A. 0,032 B. 0,048 C. 0,040 D. 0,060 Hướng dẫn giải: 2 CO n = 0,12 mol, 3 BaCO n = 0,08 mol Sơ đồ bài toán: 3 2 2 3 2 ( ) ( ) BaCO CO Ba OH Ba HCO   + →     Bảo toàn nguyên tố C: 2 3 3 2 ( ) 0,12 0,08 0,02 2 2 CO BaCO Ba HCO n n n mol − − = = = Bảo toàn nguyên tố Ba: 2 3 3 2 ( ) ( ) Ba OH BaCO Ba HCO n n n= + = 0,08 + 0,02 = 0,1 mol. → 2,5a = 0,1 → a = 0,04. → Đáp án C. III. TÁC DỤNG VỚI HỖN HỢP DUNG DỊCH KIỀM (NaOH, KOH, Ca(OH) 2 , Ba(OH) 2 ) Bản chất của phản ứng giữa CO 2 với dung dịch kiềm (NaOH, Ba(OH) 2 … ) là phản ứng giữa CO 2 và OH - . Do đó, nếu dung dịch ban đầu có nhiều bazơ thì không nên viết các phương trình phân tử mà viết phương trình phản ứng dưới dạng ion thu gọn: CO 2 + OH - → HCO 3 - (1) CO 2 + 2OH - → CO 3 2- + H 2 O (2) - Tính OH n − ∑ và lập tỉ số k để biết sinh ra muối gì. - Tính số mol các ion theo (1) và (2). - So sánh số mol CO 3 2- với số mol Ba 2+ , Ca 2+ để tính lượng kết tủa thu được. * Thí dụ minh họa Thí dụ 1: Dung dịch A chứa NaOH 1M và Ca(OH) 2 0,02M. Hấp thụ 0,5 mol khí CO 2 vào 500 ml dung dịch A. Sau khi phản ứng kết thúc, thu được kết tủa có khối lượng là A. 1,0 gam. B. 1,2 gam. C. 2,0 gam. D. 2,8 gam. 9 Hướng dẫn giải: Ta có: OH n − ∑ = 0,5x0,02x2 + 0,5 = 0,52 mol, 2 Ca n + = 0,01 mol 2 CO n = 0,5 mol → k = 1,04 → tạo 2 muối: CO 2 + OH - → HCO 3 - (1) x x CO 2 + 2OH - → CO 3 2- + H 2 O (2) y 2y y Ca 2+ + CO 3 2- → CaCO 3 ↓ (3) 0,01 0,02 → 0,01 → x + y = 0,5 và x + 2y = 0,52. → x = 0,48 mol và y = 0,02 mol. Theo (3): 3 CaCO n = 0,01 mol → m = 0,01x100 = 1,0 gam. → Đáp án A. Thí dụ 2: Hòa tan một mẫu hợp kim K-Ba có số mol bằng nhau vào nước dư, thu được dung dịch X và 6,72 lít khí (đktc). Sục 0,025 mol CO 2 vào dung dịch X thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là A. 2,955. B. 4,334. C. 3,940. D. 4,925 Hướng dẫn giải: 2 2 2 ( )Ba OH Ba H O H K KOH     + → +         Gọi số mol của Ba và K là a mol. Ta có 2a + a = 0,3x2=0,6 mol. → a = 0,2 mol Dung dịch X gồm: KOH: 0,2 mol và Ba(OH) 2 : 0,2 mol . OH n − ∑ = 0,2 + 0,4 = 0,6 mol, 2 CO n = 0,025 mol. → k = 24 → chỉ tạo muối CO 3 2- . 10 CO 2 + 2OH - → CO 3 2- + H 2 O (1) 0,025 0,05 0,025 Ba 2+ + CO 3 2- → BaCO 3 ↓ (2) 0,2 0,025 0,025 → 3 BaCO n = 0,025 mol → m = 4,925 gam. → Đáp án D. Thí dụ 3: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít CO 2 (đktc) vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm KOH 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. Hướng dẫn giải: OH n − ∑ = 2 ( ) 2 NaOH Ba OH n n+ = 0,25 mol. 2 CO n = 0,2 mol. → k = 1,25 → phản ứng tạo ra hỗn hợp 2 muối. Sơ đồ bài toán: 3 2 2 3 : : HCO x CO OH CO y − − −     + →       Theo bảo toàn nguyên tố C: x + y = 0,2. Theo bảo toàn điện tích âm: x + 2y = 0,25 → x = 0,15 mol và y = 0,05 mol Nhận thấy: 2 2 3 0,05 0,1 CO Ba n n − + = < = → 2 3 3 0,05 BaCO CO n n − = = mol → khối lượng kết tủa: m = 9,85 gam → Đáp án C * Lưu ý 1: Khi bài toán cho cả 2 oxit CO 2 và SO 2 thì gọi công thức trung bình là XO 2 để lập phương trình và tính toán cho gọn. [...]... 10 D 30 Câu 11: Hấp thu hết CO2 vào dung dịch NaOH được dung dịch A Biết rằng: - Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch A thì phải mất 50 ml dung dịch HCl 1M mới thấy bắt đầu có khí thoát ra - Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch A được 7,88 gam kết tủa Dung dịch A chứa? A Na 2CO3 B NaHCO3 C NaOH và Na 2CO3 D NaHCO3, Na 2CO3 Câu 12: Hấp thụ hết 0,2 mol CO2 vào 1 lít dung dịch chứa KOH 0,2M và Ca(OH)2... Nếu CO2 tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm OH- và CO3 2Khi đó: Quy đổi CO3 2- = 2OH- + CO2 Sau đó: Tính tổng số mol OH- và CO2 rồi đưa về dạng cơ bản Thí dụ 5: Cho V lít (đktc) CO2 vào 300 ml dung dịch chứa NaOH 0,5M và Na 2CO3 0,4M thu được dung dịch X chứa 29,97 gam hỗn hợp muối Giá trị của V là: A 3,36 B 6,048 C 5,04 D 5,60 Hướng dẫn giải: Gọi số mol CO2 ban đầu là x Quy đổi: Na 2CO3 = 2NaOH + CO2 0,12... 5,33 Câu 9: Cho V lít khí CO2 (ở đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 200 ml dung dịch hỗn hợp KOH 1M và Ba(OH)2 0,75M thu được 27,58 gam kết tủa Giá trị lớn nhất của V là A 6,272 lít B 8,064 lít C 8,512 lít D 2,688 lít Câu 10: Cho 8,96 lít khí CO2 (đktc) vào 250 ml dung dịch NaOH 2M được dung dịch X Cho X tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 dư được a gam kết tủa Nếu cho X tác dụng với dung dịch CaCl2 dư được b gam... 7.(KB-11): Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch gồm K2 CO3 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 1,6 B 1,2 C 1,0 D 1,4 Câu 8: Cho V lít khí CO2 (ở đktc) hấp thụ hết vào 500 ml dung dịch NaOH 1M, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 25,2 gam... (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 Câu 6.(KB-2010): 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... 0,24 0,12 11 Khi đó: nCO = x + 0,12 (mol) 2 ∑n OH − = 0,24 + 0,15 = 0,39 CO2 + NaOH → NaHCO3 a a a CO2 + 2NaOH → Na 2CO3 + H2O b 2b b Ta có: a + 2b = 0,39 và 84a + 106b = 29,97 → a = 0,3 và b = 0,045 → nCO = x + 0,12 = 0,3 + 0,045 → x = 0,225 (mol) → V = 5,04 lít 2 → Đáp án C Thí dụ 6: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lit CO2 (đktc) vào bình đựng 200ml dung dịch KOH 1M và K 2CO3 0,5M.Cô cạn dung dịch sau phản ứng... gam C 10 gam D 1 gam Câu 13: Dung dịch X chứa NaOH 0,2M và Ca(OH)2 0,1M Hấp thụ 7,84 lít khí CO2 (đktc) vào 1 lít dung dịch X thì khối lượng kết tủa thu được là? A 15 gam B 5 gam C 10 gam D 1 gam 14 Câu 14: Cho 5,6 lít hỗn hợp X gồm N2 và CO2 (đktc) đi chậm qua 5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 5 gam kết tủa Tính tỉ khối hơi của hỗn hợp X so với H2 A 18,8 B 1,88 C 37,6... Câu 19: Hấp thụ hoàn toàn V lit CO2 (đktc) vào bình đựng 200ml dung dịch NaOH 1M và Na 2CO3 0,5M.Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 19,9 gam chất rắn khan Giá trị V là A 2,24 B 3,36 C 5,6 D 1,12 Câu 20: Hỗn hợp X gồm Ba và Na Cho 20,12 g hỗn hợp X vào nước dư thu được dung dịch Y và 4,48 lít H2(đktc) Sục 5,6 lít CO2 ( đktc) vào dung dịch Y thì khối lượng kết tủa thu được là: A 39,4 gam B 63,04gam C... lít CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch hỗn hợp KOH aM và Ca(OH)2 1M thu được dung dịch X và 10 gam kết tủa Giá trị của a là A 1M B 2M C 8M D 4M Câu 16: Cho V(lít) khí CO2 hấp thụ hoàn toàn bởi 200 ml dd Ba(OH)2 0,5M và NaOH 1,0M Tính V để kết tủa thu được là cực đại? A 2,24 lít ≤ V≤ 6,72 lít B 2,24 lít ≤ V ≤ 5,6 lít C 2,24 lít ≤V ≤ 8,96 lít D 2,24 lít ≤V ≤ 4,48 lít Câu 17: Sục 4,48 lít CO2 vào 200 ml dung. .. lít khí 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 9,85 B 11,82 C 17,73 D 19,70 Câu 4.(KA -09): Cho 0,448 lít khí CO2 (ở đktc) hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,06M và Ba(OH)2 0,12M, thu được m gam kết tủa Giá trị của m là A 3,940 B 1,182 C 2,364 D 1,970 Câu 5.(CĐ-2010): Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí CO2 (đktc)