A. 19,700 B 14,775 C 23,640 D 16,745 Hướng dẫn giả
2.2.9. Phương pháp giải tốn: Muối cacbonat tác dụng với axit
2.2.9.1.Cơ sở lý thuyết
a.Khi cho dung dịch muối CO32- tác dụng với H+
Nhận định đúng về bản chất của quá trình phản ứng (khi cho CO32- từ từ vào H+
hay cho từ từ H+ vào CO32-).
• Nếu cho từ từ CO32- vào H+
• Nếu cho từ từ H+ vào CO32-
CO32- + H+HCO3- (1) HCO3- + H+ CO2+ H2O (2)
Trường hợp thường gặp là cho từ từ H+ vào CO32- thì xảy ra theo thứ tự (1) và (2) Điều quan trọng là phải nhận ra được mức độ đã xảy ra của (1) và (2).
• Nếu đã cĩ khí CO2 thốt ra thì (1) đã xảy ra xong ( tồn bộ CO32- đã chuyển hết về HCO3- ), (2) đã xảy ra.
• Nếu kết thúc thí nghiệm, cho dung dịch sau phản ứng tác dụng với dung
dịch Ca(OH)2 ([hoặc Ba(OH)2] thấy xuất hiện kết tủa thì (2) cịn dư ( tức hết H+ ).
• Nếu sau phản ứng khơng cĩ khí thốt ra chỉ cĩ (1) xảy ra ,và chưa xảy ra
(2), dung dịch sau phản ứng cĩ khối lượng khơng đổi.
b.Khi cho từ từ dung dịch H+ vào dung dịch chứa hỗn hợp CO32-, HCO3-
Vì CO32- cĩ tính bazơ mạnh hơn HCO3- nên khi cho từ từ H+ ( nghĩa là tại thời điểm đầu đang thiếu) vào dung dịch hỗn hợp CO32-, HCO3-, phản ứng sẽ xảy ra theo thứ tự:
CO32- + H+HCO3- (1) HCO3- + H+ CO2+ H2O (2)
• Nếu CO32- cịn dư sau (1) thì 2 chưa xảy ra; cịn nếu đã khí bay ra thì dung dịch khơng cịn CO32-.
• Lượng HCO3- tham gia phản ứng (2) gồm lượng ban đầu và lượng mới tạo
ra ở (1).
Nếu bài cho lượng dư axit thì cĩ 2 phản ứng tạo khí: CO32- + 2H+CO2+ H2O
HCO3- + H+ CO2+ H2O
- Khi cho từ từ dung dịch hỗn hợp CO32- và HCO3- vào dung dịch H+, cĩ 2 phản ứng tạo khí được coi như xảy ra cùng lúc
CO32- + 2H+CO2+ H2O HCO3- + H+ CO2+ H2O
-Để giải nhanh cần chú ý, trong mọi trường hợp đều luơn cĩ kết quả:
2
2
3 3 3 3
(CO HCO ) CO ( )
n −+ − =n + ↓n CaCO hoặcBaCO
-Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng để tính khối lượng muối thu được sau phản ứng Cứ 1 mol CO32- chuyển thành 2 mol Cl- thì khối lượng tăng :∆m = 71- 60 = 11 gam.
Cứ 1 mol CO32- chuyển thành 1 mol SO42- thì khối lượng tăng :∆m =96- 60 = 36 gam.
Sử dụng cơng thức giải nhanh
Cơng thức tính khối lượng muối clorua khi cho muối cacbonat tác dụng với dung dịch HCl giải phĩng khí CO2 và H2O
Cơng thức tính khối lượng muối sunfat khi cho muối cacbonat tác dụng với dung dịch H2SO4 lỗng giải phĩng khí CO2 và H2O
2.2.9.2.Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Cho từ từ dung dịch chứa 0,5 mol HCl và 0,3 mol NaHSO4 vào dung dịch chứa 0,6 mol NaHCO3 và 0,3 mol Na2CO3 đồng thời khuấy đều, thu được V lít khí (ở đktc) và dung dịch X. Khi cho dung dịch Ba(OH)2 (dư) trong vào dung dịch X thấy tạo ra m gam kết tủa. Giá trị của V và m lần lượt là
A.11,2 và 78,8 B. 20,16 và 148,7. C. 20,16 và 78,8. D. 11,2 và 148,7.
Hướng dẫn giải
Số mol H+ = 0,5 + 0,3 = 0,8(mol) Số mol SO42- = 0,3(mol)
Số mol CO32- = 0,3 (mol) Số mol HCO3- = 0,6(mol)
CO32- + H+HCO3-
(mol) 0,3 0,3 0,3
HCO3- + H+ CO2+ H2O (mol) 0,5 0,5 0,5
V = 0,5.22,4 =11,2 (lít)
Số mol HCO3- cịn = 0,6 + 0,3 - 0,5 = 0,4(mol)
mMuối clorua = mMuối cacbonat + 11. n CO2
Ba(OH)2 + HCO3- BaCO3 + OH- + H2O (mol) 0,4 0,4 Ba2+ + SO42-BaSO4 (mol) 0,3 0,3 m = 197.0,4 +233.0,3=148,7 (gam) ( Đáp án D)
Ví dụ 2: Thêm từ từ đến hết dung dịch chứa 0,18 mol HCl vào dung dịch hỗn hợp chứa 0,06 mol K2CO3 và 0,1 mol NaHCO3, sau khi phản ứng kết thúc thì thể tích khí CO2 (đktc) thu được là A. 1,344 lít. B. 2,240. lít. C. 2,688 lít. D. 1,120 lít. Hướng dẫn giải CO32- + H+HCO3- (mol) 0,06 0,06 0,06 HCO3- + H+ CO2+ H2O (mol) 0,12 0,12 0,12 V = 0,12.22,4 = 2,688 (lít) (Đáp án C)
Ví dụ 3: Thêm từ từ đến hết dung dịch chứa 0,2 mol HCl vào dung dịch hỗn hợp chứa 0,08 mol K2CO3 và 0,1 mol NaHCO3, sau khi phản ứng kết thúc thì thu được dung dịch X và V lít
khí CO2 (ở đktc). Cho dung dịch Ca(OH)2 (dư) vào X thu được m gam kết tủa. Giá trị của V
và m lần lượt là A. 4,480 và 6. B. 2,688 và 6. C. 3,360 và 8. D. 2,688 và 10. Hướng dẫn giải CO32- + H+HCO3- (mol) 0,080,08 0,08 HCO3- + H+ CO2+ H2O (mol) 0,12 0,12 0,12 V = 0,12.22,4 = 2,688 (lít)
Ca(OH)2 + HCO3- CaCO3 + OH- + H2O (mol) 0,06 0,06
m = 100.0,06 = 6 (gam)
(Đáp án B)
Ví dụ 4: Hồ tan hết 5,24 gam hỗn hợp gồm một muối cacbonat của kim loại kiềm và một
muối cacbonat của kim loại kiềm thổ bằng dung dịch HCl thu được 1,12 lít CO2(ở đktc). Cơ
cạn dung dịch sau phản ứng số gam muối khan thu được là
A. 7,80 gam. B. 5,79 gam. C. 11,10 gam. D. 8,90 gam.
Hướng dẫn giải
Số mol CO2 = số mol CO32- = 0,05 (mol)
Cách 1
Cứ 1 mol CO32- chuyển thành 2 mol Cl- khối lượng tăng =71-60 = 11 (gam) Vậy 0,05 mol CO32- ... ?
? = 11.0,05 = 0,55 (gam)
Số gam muối clorua = 5,24+0,55 = 5,79 (gam)
Cách 2: Sử dụng cơng thức
(Đáp án B)
Ví dụ 5 : Hồ tan hết 13,32 gam hỗn hợp gồm một muối cacbonat của kim loại kiềm và một
muối cacbonat của kim loại kiềm thổ bằng dung dịch H2SO4 (đủ) thu được 2,688 lít CO2(ở
đktc). Cơ cạn dung dịch sau phản ứng số gam muối khan thu được là
A. 17,64 gam. B. 15,79 gam. C. 17,46 gam. D. 18,90 gam.
Hướng dẫn giải
Số mol CO2 = số mol CO32- = 0,12 (mol)
Cách 1
Cứ 1 mol CO32- chuyển thành 1 mol SO42- khối lượng tăng = 96-60 = 36 (gam) Vậy 0,12 mol CO32- ... ?
? = 36.0,12= 4,32 (gam)
Số gam muối sunfat = 13,32+ 4,32 = 17,64 (gam)
Cách 2: sử dụng cơng thức
(Đáp án A)
Ví dụ 6: Cho 7,16 gam hỗn hợpX gồm muối cacbonat và hiđrocacbonat của kim loại kiềm M tác dụng hết với dung dịch HCl (dư), sinh ra 1,792 lít khí (ở đktc). Kim loại M là