2.2.3.1. Một số vấn đề lý thuyết cần nắm vững:
a. Kiến thức theo chuẩn kiến thức kĩ năng của Bộ giỏo dục và đào tạo và theo chương trỡnh sỏch giỏo khoa lớp 11.
♦ Cacbon: là phi kim, vừa cú tớnh khử, vừa cú tớnh oxi húa: tỏc dụng với một số kim loại, một số phi kim và một số hợp chất khỏc.
♦ Cacbon monoxit: là oxit khụng tạo muối, đồng thời, nú là một chất khử mạnh: khử được nhiều hợp chất như phản ứng khử oxit kim loại, ...
♦ Cacbon đioxit: là oxit axit yếu, tỏc dụng với dung dịch kiềm tạo muối. ♦ Axit Cacbonic - Muối cacbonat:
Axit cacbonic khụng bền, dễ bị phõn tớch thành CO2 và H2O.
Muối cacbonat là muối của axit yếu nờn tham gia phản ứng trao đổi; một số muối dễ bị nhiệt phõn.
Trong chương này, trọng tõm kiến thức nằm ở phần tớnh chất húa học và điều chế của CO, CO2 và muối cacbonat. Vỡ vậy, cỏc bài toỏn mà chỳng tụi xõy dựng sẽ
chủ yếu tập trung vào cỏc vấn đề này.
b. Bổ sung một số kiến thức khụng cú trong chương trỡnh SGK cơ bản 11 Ngoài cỏc kiến thức cú trong SGK, để bồi dưỡng học sinh giỏi cần bổ sung một số kiến thức sau:
Cacbon monoxit (CO)
- Tỏc dụng với O2: 2CO + O2
0
t
2CO2 ; CO + Cl2 xt COCl2 (photgen)
- Khử oxit kim loại từ sau Al trong dóy điện thế thành kim loại: CO + CuO t0
Cu + CO2
Một số điểm cần lưu ý khi giải bài toỏn: - Khi cacbon chỏy trong oxi:
C + O2 to CO2 2C + O2 to 2CO 2 C phản ứng CO CO n = n + n
- Khử oxit kim loại bởi CO: 2MxOy + CO t o M + CO2 2 oxit CO phản ứng M CO m + m = m + m
Do CO chiếm oxi của oxit nờn: CO + O (oxit) CO2
2
CO phản ứng O (trong oxit) CO
- CO2 tỏc dụng với dung dịch kiềm: Đặt 2 OH CO n T = n . + T 1: chỉ tạo muối HCO3- .
+ T 2: chỉ tạo muối CO32- .
+ 1 T 2: tạo cả 2 loại muối trờn.
- Khi dung dịch muối CO32- tỏc dụng với dung dịch HCl:
+ Nhỏ từ từ dung dịch CO32- vào dung dịch H+, xảy ra phản ứng: CO32- + 2H+ CO2 + H2O
+ Nhỏ từ từ dung dịch H+ vào dung dịch CO32-, xảy ra phản ứng theo đỳng thứ tự: H+ + CO32- HCO3- (1) H+ + HCO3- CO2 + H2O
2.2.3.2. Bài tập về nhúm Cacbon - Silic. (2)
Dạng Vận dụng:
● Phần tự luận.
Bài 5.1. Để khử hoàn toàn 40 gam hỗn hợp gồm CuO và Fe2O3 cần dựng 15,68 lớt khớ CO (đktc). Tớnh phần trăm khối lượng mỗi oxit trong hỗn hợp đầu?
Bài 5.2. Cho luồng khớ CO (dư) đi qua ống đựng m (gam) hỗn hợp 2 oxit Fe3O4 và CuO, đun núng cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,32 gam hỗn hợp 2 kim loại. Khớ thoỏt ra hấp thụ hết vào bỡnh đựng Ca(OH)2 dư thỡ thấy cú 5,0 gam kết tủa. Tớnh khối lượng hỗn hợp oxit ban đầu.
Bài 5.3. Cho 0,448 lớt khớ CO2 (đktc) hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm NaOH 0,06M và Ba(OH)2 0,12M, thu được m kết tủa. Tớnh giỏ trị của m ? Bài 5.4. Tiến hành làm 2 thớ nghiệm sau:
- Thớ nghiệm 1: cho từ từ dung dịch Na2CO3 1M vào cốc chứa 100 ml dung dịch HCl 2M, lắc đều, tới khi thể tớch dung dịch trong cốc đạt 250 ml thỡ dừng lại. Tớnh thể tớch khớ CO2 thoỏt ra (đktc) ?
- Thớ nghiệm 2: cho từ từ dung dịch HCl 2M vào cốc cú chứa 150 ml dung dịch Na2CO3 1M, lắc đều tới khi thể tớch dung dịch trong cốc đạt 250 ml thỡ dừng lại. Tớnh thể tớch khớ CO2 thoỏt ra (đktc)?
Bài 5.5. Cho 12,3 gam hỗn hợp gồm hai muối cacbonat của 2 kim loại ở 2 chu kỳ liờn tiếp nhau thuộc nhúm IIA tỏc dụng với dung dịch HCl (dư) thoỏt ra 3,024 lớt khớ CO2 (đktc). Xỏc định cụng thức 2 muối cacbonat cho trờn.
● Phần trắc nghiệm
Bài 6.1. Cho từ từ dd chứa a mol HCl vào dd chứa b mol Na2CO3 đồng thời khuấy đều, thu được V lớt khớ(đkc) và dd X.Khi cho dư nước vụi trong vào dd X thấy cú xuất hiện kết tủa.Biểu thức liờn hệ giữa V với a và b là:
A. V = 22,4(a-b) B. V = 11,2(a-b) C. V = 11,2(a+b) D. V = 22,4(a+b)
Bài 6.2. Cho từ từ 150 ml dd HCl 1M vào 500 ml dd A gồm Na2CO3 và NaHCO3
thỡ thu được 1,008 lớt khớ (đktc) và dd B. Cho dung dịch B tỏc dụng với dd Ba(OH)2
dư thỡ thu được 29,55 g kết tủa. Nồng độ mol của Na2CO3 và NaHCO3 trong dd A lần lượt là:
A. 0,21M và 0,32M. B. 0,21M và 0,18M. C. 0,2M và 0,4M. D. 0,18M và 0,26M.
Bài 6.3. Cacbon phản ứng được với tất cả cỏc chất trong dóy nào sau đõy? A. Fe2O3, CO2, H2, HNO3 (đặc) B. CO, Al2O3, CO2, HNO3 C. Al2O3, O2, dd NH3, CO2 D. Cl2, CuO, dd HCl, Ca Bài 6.4. Điều nào sau đõy sai khi phỏt biểu về CO? Giải thớch?
A. CO là chất khớ khụng màu, khụng mựi, khụng vị, ớt tan trong nước B. Trong phõn tử cú liờn kết đụi
C. CO là chất khử mạnh D. CO là oxit khụng tạo muối
Bài 6.5. Cõu nào sau đõy sai khi phỏt biểu về CO2? Giải thớch?
A. Liờn kết C – O trong phõn tử CO2 là liờn kết cú cực nờn phõn tử CO2 là phõn tử cú cực
B. CO2 là khớ khụng màu, nặng hơn khụng khớ, ớt tan trong nước C. CO2 là oxit axit.
Bài 6.6. Cho CO2 tan vào nước cất cú pha vài giọt quỳ tớm a. Dung dịch chuyển thành màu gỡ?
A. Xanh B. Tớm C. Khụng màu D. Hồng
b. Sau khi đun núng dung dịch trờn một thời gian thỡ dung dịch chuyển thành màu gỡ? Giải thớch
A. Xanh B. Tớm C. Khụng màu D. Hồng
Bài 6.7. Dung dịch muối A làm quỳ tớm ngà màu xanh, dung dịch muối B khụng làm quỳ tớm đổi màu. Trộn lẫn hai dung dịch A và B thỡ xuất hiện kết tủa. A, B là những chất nào? Giải thớch?
A. NaOH và K2CO3 B. KOH và FeCl3
C. K2CO3 và BaCl2 D. (NH4)2CO3 và KOH
Bài 6.8. Cho dũng khớ CO dư qua ống sứ đựng 31,2 gam hỗn hợp CuO và FeO nung núng thu được chất rắn A. Cho khớ đi ra lội từ từ qua 1 lit dung dịch Ba(OH)2 0,2M thấy tạo thành 29,55 gam kết tủa. Khối lượng chất rắn A là bao nhiờu? Giải thớch? A. 28,8 gam B. 26,4 gam C. 2,88 gam D. Kết quả khỏc Bài 6.9. Húa chất nào khụng thể đựng trong bỡnh thủy tinh?
A. Axit sunfuric đặc B. Xỳt đặc C. Axit clohidric D. Axit flohidric
Bài 6.10. Dựng thuốc thử nào sau đõy để phõn biệt cỏc lọ húa chất đựng trong cỏc lọ riờng biệt, khụng nhón: Na2CO3, Na2SiO3, Na3PO4? Giải thớch?
A. Dung dịch NaOH B. Dung dịch NaCl C. H2O D. Dung dịch HCl
Bài 6.11. Khi cấp cứu tại chỗ người bị ngộ độc do uống phải xăng, dầu, người ta dựng cỏch nào sau đõy?
A. Cho uống nước B. Cho uống nước muối
C. Cho rửa ruột D. Cho uống than hoạt tớnh và nước Bài 6.12. Bỡnh cứu hỏa chứa CO2 khụng dựng để dập đỏm chỏy nào? Giải thớch? A. Chỏy xăng, dầu, ga B. Chỏy do chập điện
C. Chỏy nhà bằng tre, lỏ D. Chỏy do kim loại magie, nhụm
Bài 6.13. Cho cacbon vào dung dịch H2SO4 đặc, sản phẩm thu được cho qua bỡnh đựng dung dịch brom, sau phản ứng bỡnh nước brom cú màu gỡ?
Bài 6.14. Hỗn hợp A gồm Fe và một oxit sắt cú tổng khối lượng là 17 gam. Cho khớ CO dư đi qua A nung núng, khớ sinh ra sau phản ứng được dẫn vào bỡnh đựng nước vụi dư thu được 30 gam kết tủa. Khúi lượng Fe thu được sau phản ứng là bao nhiờu? A. 12,2 gam B. 7,4gam C. 16,52 gam D. 14,6 gam Bài 6.15. Trờn hai đĩa cõn ở vị trớ cõn bằng cú 2 cốc thủy tinh đựng 10 ml axit HCl nồng độ a mol/l như nhau. Cho vào cốc (1) 20 gam MgCO3 và cho vào cốc (2) 20 gam KHCO3. Sau khi phản ứng kết thỳc. Nếu a = 2M thỡ 2 đĩa cõn ở vị trớ nào? A. Thăng bằng B. Đĩa đặt cốc (1) thấp hơn C. Đĩa đặt cốc (2) thấp hơn Bài 6.16. Trong phũng thớ nghiệm thường điều chế CO2 từ CaCO3 và dung dịch HCl, do đú CO2 bị lẫn một ớt hơi nước và khớ hidro clorua. Để cú CO2 tinh khiết nờn cho hỗn hợp khớ này lần lượt qua cỏc bỡnh chứa:
A. P2O5 khan và dung dịch NaCl B. dung dịch NaHCO3 và CaO khan
C. Dung dịch NaHCO3 và dung dịch H2SO4 đặc D. CuSO4 khan và dung dịch NaCl
Bài 6.17. Trong số cỏc oxit: CuO, HgO, Fe2O3, Al2O3, CaO, MgO. Số oxit tỏc dụng với CO ở nhiệt độ cao tạo kim loại là bao nhiờu?
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
Bài 6.18. Hỗn hợp X gồm CuO và Fe2O3. Hũa tan hoàn toàn 44 gam X bằng dung dịch HCl (dư), sau phản ứng thu được dung dịch chứa 85,25 gam muối. Mặt khỏc, nếu khử hoàn toàn 22 gam X bằng CO (dư), cho hỗn hợp khớ thu được sau phản ứng lội từ từ qua dung dịch Ba(OH)2 dư thỡ thu được m gam kết tủa. Giỏ trị của m là
A. 76,755 B. 73,875 C. 147,750 D. 78,875
Bài 6.19. Khử hoàn toàn một oxit sắt X ở nhiệt độ cao cần vừa đủ V lớt (đktc) khớ CO. Sau phản ứng thu được 0,84 gam Fe và 0,448 lớt khớ CO2 (đktc). Cụng thức oxit sắt và giỏ trị của V lần lượt là
A. FeO ; 0,224 B. Fe2O3 ; 0,448
C. Fe3O4 ; 0,448 D. Fe3O4 ; 0,224
Bài 6.20. Cho 2,24 lớt CO2 (đktc) hấp thụ vào 100 ml dung dịch Ba(OH)2 0,7M tạo ra m gam kết tủa. Giỏ trị của m là
Bài 6.21. Cho m gam NaOH vào 2 lớt dung dịch NaHCO3 nồng độ a (mol/lớt) thu được 2 lớt dung dịch X. Lấy 1 lớt dung dịch X tỏc dụng với dung dịch BaCl2 (dư) thu được 11,82 gam kết tủa. Mặt khỏc, cho 1 lớt dung dịch X vào dung dịch CaCl2 (dư) rồi đun núng, sau khi kết thỳc cỏc phản ứng thu được 7,0 gam kết tủa. Giỏ trị của a và m tương ứng là
A. 0,065; 4,8 B. 0,07; 4,8 C. 0,065; 2,4 D. 0,07; 3,2 Dạng Vận dụng sỏng tạo:
● Phần tự luận.
Bài 7.1. (Trớch đề thi chọn HSG thành phố Hải Phũng năm 2012).
Hỗn hợp X gồm kim loại bari và hai kim loại kiềm thuộc hai chu kỡ kế tiếp được chia làm 2 phần bằng nhau:
– Phần I cho vào cốc đựng 200ml dung dịch chứa H2SO4 1M và HCl 1M thấy tạo thành 7,28 lit khớ (đktc), cụ cạn dung dịch sau phản ứng thu được 62,7 gam chất rắn khan.
– Phần II cho vào nước dư thu được dung dịch Y. Đổ 138,45 gam dung dịch Na2SO4 20% vào dung dịch Y thấy tạo thành m1 gam kết tủa trắng, nhưng nếu đổ 145,55 gam dung dịch Na2SO4 20% vào dung dịch Y thỡ thu được m2 gam kết tủa. Biết m2 - m1 = 1,165.
a. Xỏc định hai kim loại kiềm và tớnh phần trăm số mol của Ba trong X. b. Nếu sục V lit khớ CO2 (đktc) vào dung dịch Y thỡ thu được m gam kết tủa cực đại. Xỏc định giỏ trị V.
Bài 7.2. (Trớch đề thi chọn HSG trường THPT Trần Nguyờn Hón năm 2011).
1. Hoà tan 22,95 gam BaO vào nước được dung dịch A. Cho 18,4 gam hỗn hợp B gồm CaCO3 và MgCO3 hoà tan hết trong dung dịch HCl thu được khớ X. Nếu cho dung dịch A hấp thụ hết khớ X thỡ cú kết tủa tạo thành hay khụng?
2. Nếu cho 14,2 gam hỗn hợp B trong đú cú a% MgCO3 tỏc dụng hết với dung dịch HCl và hấp thụ hết khớ X thu được vào dung dịch A thỡ a cú giỏ trị bằng bao nhiờu để cho lượng kết tủa thu được là lớn nhất ? nhỏ nhất ?
Bài 7.3. Hũa tan 115,3 gam hỗn hợp X gồm MgCO3 và RCO3 bằng 500 ml dung dịch H2SO4 loóng thu ðýợc dung dịch A, chất rắn B và 4,48 lớt khớ CO2 (đktc). Cụ
cạn dung dịch A thu được 12 gam muối khan. Mặt khỏc, đem nung chất rắn B tới khối lượng khụng đổi thỡ thu được 11,2 lớt CO2 (đktc) và chất rắn C. Xỏc định cụng thức phõn tử của muối RCO3, biết rằng, số mol của RCO3 gấp 2,5 lần số mol của MCO3. Bài 7.4. Cho hỗn hợp A gồm 3 oxit của sắt (Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol bằng nhau. Lấy m1 gam A cho vào một ống sứ chịu nhiệt, nung núng nú rồi cho một luồng khớ CO đi qua ống, CO phản ứng hết, toàn bộ khớ CO2 ra khỏi ống được hấp thu hết vào bỡnh đựng lượng dư dung dịch Ba(OH)2, thu được m2 gam kết tủa trắng. Chất rắn cũn lại trong ống sứ sau phản ứng cú khối lượng là 19,20 gam gồm Fe, FeO, Fe3O4. Cho hỗn hợp này tỏc dụng hết với HNO3 đun núng thu được 2,24 lớt NO duy nhất (đktc). Tớnh khối lượng m1, m2 và số mol HNO3 đó phản ứng.
Bài 7.5. Hộiố õụuờ A ỏộàm CuO vaứ mộọt ộũit cuỷa kim lộaui õộựa tỡũ II( kõộõốỏ ủộki ) cộự tl leọ mộl 1: 2. Cõộ kõs CO dử ủi ởua 2,4 ỏam õộiố õụuờ A ốuốỏ ốộựốỏ tõỡ tõu ủử ụuc õộiố õụuờ ỡaộố B. ẹek õộứa taố õeỏt ỡaộố B caàố duứốỏ ủuựốỏ 320 ml duốỏ dũcõ HNO3 0,3125M vaứ tõu ủử ụuc kõs NO duy ốõaỏt.Xaực ủũốõ cộõốỏ tõử ực õộựa õộuc cuỷa ộũit kim lộaui. Bieỏt ỡaốốỏ caực ờõaỷố ử ựốỏ ũaỷy ỡa õộaứố tộaứố.
● Phần trắc nghiệm.
Bài 8.1. Điện phõn núng chảy Al2O3 với anot bằng than chỡ (hiệu suất điện phõn là 100%) thu được m (kg) Al ở catot và 67,2 m3 (đktc) hỗn hợp khớ X cú tỉ khối so với hiđro bằng 16. Lấy 2,24 lớt (đktc) hỗn hợp khớ X sục vào dung dịch nước vụi trong (dư) thu được 2 gam kết tủa. Giỏ trị của m là
A. 108 B. 75,6 C. 54 D. 67,5
Bài 8.2. Dẫn từ từ 0,896 lớt (đktc) khớ CO nung núng qua 4,64 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 (với tỉ lệ số mol mỗi chất như nhau) thu được chất rắn Y. Cho Y tỏc dụng với HNO3 đặc, núng, dư thoỏt ra V lớt (đktc) khớ. Giỏ trị của V là
A. 2,24 B. 1,12 C. 0,224 D. 0,112
Bài 8.3. Dẫn luồng khớ CO đi qua hỗn hợp gồm CuO và Fe2O3 nung núng, sau một thời gian thu được chất rắn X và khớ Y. Cho Y hấp thụ hoàn toàn dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được 29,55 gam kết tủa. Chất rắn X phản ứng với dung dịch HNO3
dư thu được V lớt khớ NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giỏ trị của V là
Bài 8.4. Dung dịch X chứa cỏc ion: Ca2+, Na+, HCO3- và Cl-, trong đú, số mol của ion Cl- là 0,1. Cho 1/2 dung dịch X phản ứng với dung dịch NaOH (dư), thu được 2 gam kết tủa. Cho 1/2 dung dịch X cũn lại phản ứng với dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 3 gam kết tủa. Mặt khỏc, nếu đun sụi đến cạn dung dịch X thỡ thu được m gam chất rắn khan. Giỏ trị của m là
A. 9,21 B. 9,26 C. 8,79 D. 7,47
Bài 8.5.: Nung một hỗn hợp rắn gồm a mol FeCO3 và b mol FeS2 trong bỡnh kớn chứa khụng khớ (dư). Sau khi cỏc phản ứng xảy ra hoàn toàn, đưa bỡnh về nhiệt độ ban đầu, thu được chất rắn duy nhất là Fe2O3 và hỗn hợp khớ. Biết ỏp suất khớ trong bỡnh trước và sau phản ứng bẳng nhau, mỗi liờn hệ giữa a và b là (biết sau cỏc phản ứng, lưu huỳnh ở mức oxi húa +4, thể tớch cỏc chất rắn là khụng đỏng kể)
A. a = 0,5b B. a = b C. a = 4b D. a = 2b
Bài 8.6. (Trớch đề tuyển sinh Đại học, Cao đẳng khối A năm 2013): Hỗn hợp X
gồm Na, Ba, Na2O và BaO. Hũa tan hoàn toàn 21,9 gam X vào nước, thu được 1,12 lớt khớ H2 (đktc) và dung dịch Y, trong đú cú 20,52 gam Ba(OH)2. Hấp thụ hoàn toàn 6,72 lớt khớ CO2 (đktc) vào Y, thu được m gam kết tủa. Giỏ trị của m là
A. 23,64 B. 15,76 C. 21,92 D. 39,40