10. Cấu trỳc luận văn
2.5.1.Bài toỏn về phản ứng của hiđroxit kimloại kiềm và kimloạ
Nhận xột :
a, Hiđroxit của cỏc kim loại kiềm (LiOH, NaOH, KOH...)là những bazơ mạnh tan tốt trong nước tạo thành dung dịch kiềm.
Hiđroxit của cỏc kim loại kiềm thổ : Be(OH)2 lưỡng tớnh, Mg(OH)2 là bazơ mạnh. Hai chất đều khụng tan trong nước, Ca(OH)2 ớt tan, cũn Ba(OH)2 tan tốt trong nước.
b, Khi cho cỏc oxit axit như CO2, SO2... tỏc dụng với dung dịch kiềm thỡ tuỳ theo tỉ mol số mol của chỳng mà muối tạo thành là muối gỡ?
Với phản ứng: CO2 + NaOH:
Chất tạo thành phụ thuộc vào tỉ lệ T = 2
NaOH CO n
n
- Nếu T = 1: CO2 + NaOH NaHCO3 (1) - Nếu T = 2: CO2 + 2 NaOH Na2CO3 + H2O (2)
Nếu 1< T< 2: xảy ra cả (1) và (2) tạo 2 muối NaHCO3 và Na2 CO3 (Nếu T < 1 thỡ xảy ra (1) và CO2 dư
Nếu T >2 thỡ xảy ra (2) và NaOH dư)
Trường hợp chưa biết số mol NaOH và CO2 thỡ căn cứ vào dữ kiện của đề bài để xột đoỏn:
Vớ dụ: Nếu dung dịch tạo thành:
- Phản ứng được với OH cú HCO3
- Phản ứng được với CaCl2 hoặc BaCl2 cú 2 3
CO
Với phản ứng: CO2 + Ca(OH)2
Đầu tiờn xảy ra phản ứng : CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O Nếu CO2 dư thỡ kết tủa bị tan: CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3) 2
(kết tủa tan hết hay tan một phần tuỳ thuộc CO2 dư nhiều hay ớt). Phản ứng sau cú đặc điểm là khi đun núng sẽ xảy ra theo chiều ngược lại, khi đú lại thu thờm kết tủa chớnh bằng lượng kết tủa đó bị tan trong CO2 dư. Như vậy, nếu dung dịch thu được sau phản ứng khi đó loại bỏ kết tủa mà “tỏc dụng được với kiềm tạo thờm kết tủa” hoặc “tỏc dụng với axit tạo khớ” hoặc “đun núng thu được kết tủa” thỡ phản ứng đó tạo ra 2 loại muối.
Chỳ ý: Bản chất của phản ứng giứa XO2 (CO2, SO2) với dung dịch kiềm ( NaOH, Ba(OH)2... ) là phản ứng giữa XO2 và OH, do đú nếu dung dịch ban đầu cú nhiều bazơ thỡ tớnh tổng số mol OH và lập tỉ lệ T để biết sinh ra muối gỡ và viết phương trỡnh phản ứng dưới dạng ion rỳt rọn:
XO2 + 2OH XO2 3
+ H2O XO2 + OH HXO3
Khi bài toỏn cho cả 2 oxit CO2 và SO2 thỡ gọi chung là XO2 để thiết lập phương trỡnh và tớnh toỏn cho gọn.
XO2 khi bị hấp thụ vào dung dịch kiềm nhúm IIA gõy ra độ tăng hoặc giảm khối lượng của dung dịch so với ban đầu:
- Nếu m < mXO2 mtăng = mXO2- m
Bài toỏn minh họa:
Bài 1: Nung hoàn toàn 13,4 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại A và B hoỏ trị II thu được 6,8 gam hỗn hợp oxit.
Tớnh khối lượng muối thu được khi cho khớ sinh ra hấp thụ vào: a, V ml dung dịch NaOH 1M, với V = 75 ml, 450 ml và 250 ml b, 2 lớt dung dịch Ca(OH)2 0,015M. Lời giải: nCa(OH)2 = 0,015.2 = 0,03 mol ACO3 t0 AO + CO2 BCO3 t0 BO + CO2 mCO2 = 13,4 – 6,8 = 6,6 gam nCO2= 6,6 0,15 44 mol a, CO2 + NaOH
- Với V = 75 ml nNaOH = 0,075 mol T = 2 NaOH CO n n = 0,075 0,5 1 0,15 CO2 + NaOH NaHCO3 0,075 0,075 0,075 mNaHCO3 = 0,075.84 = 6,3 gam
- Với V = 450 ml nNaOH = 0,45 molT = 2 NaOH CO n n = 0, 45 3 2 0,15 CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O 0,15 0,3 0,15 2 3 Na CO m 0,15.106 15,9gam
Với V = 250 ml nNaOH = 0,25 mol T = 2 NaOH CO n n = 0, 25 1,67 1 2 0,15 T CO2 + NaOH NaHCO3 x x x (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O y 2y y Theo bài: 2 0,15 2 0, 25 CO NaOH n x y n x y 3 2 3 0,05 0,05 0,1 0,1 NaHCO Na CO n mol x y n mol mmuối = 0,05.84 + 0,1.106 = 14,8 gam b. CO2 + Ca(OH)2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 0,03 0,03 0,03 nCO
2 dư 0,12 mol xảy tiếp phản ứng: CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 0,03 0,03
mCa(HCO3)2 = 0,03.162 = 4,86 gam
Bài 2: Sục V lớt khớ CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thấy xuất hiện 1 gam kết tủa trắng. Lọc kết tủa rồi đem đun núng dung dịch thu được 0,1 gam kết tủa nữa. Tớnh tớch khớ CO2 đó dựng?
Lời giải :
Sau khi lọc kết tủa, đem đun núng dung dịch thu được 0,1 gam kết tủa nữa. Vậy sản phẩm gồm 2 muối là: HCO3; CO2
3
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O 0,01 0,01
2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2
0,002 0,001 Ca(HCO3)2 t0 CaCO3 + CO2 + H2O 0,001 0,001 2 2 CO CO n 0,012molV 0,012.22,4 0,2688lit
Bài 3: Cho 0,05 mol hoặc 0,35 mol CO2 hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2 đều thu được 0,05 mol kết tủa. Tớnh số mol Ca(OH)2 trong dung dịch ?
Lời giải :
Theo đề bài suy ra khi dựng 0,35 mol CO2 thỡ CO2 phải dư CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1)
CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 (2)
Đặt số mol CO2 tham gia phản ứng (1) và (2) là x, y ta cú: ncũn lại = x – y = 0,05 (a)
nCO2 x y 0,35 (b) Từ (a) và (b) x = 0,2 mol ; y = 0,15 mol
nCa(OH)2 = x = 0,2 mol.
Bài 4: Dẫn 5,6 lớt khớ CO2 (đktc) vào bỡnh chứa 200ml dung dịch NaOH xM, sau phản ứng khụng cú khớ thoỏt ra khỏi bỡnh. Dung dịch thu được cú khả năng tỏc dụng tối đa với 100ml dung dịch KOH 1M.Tớnh giỏ trị của x?
Lời giải:
nCO2 = 0,25 mol , nKOH = 0,1 mol
Vỡ sau phản ứng khụng cú khớ thoỏt ra khỏi bỡnh CO2 hết dung dịch sau phản ứng cú khả năng tỏc dụng với KOH cú NaHCO3
CO2 + NaOH NaHCO3 (1) 2NaHCO3 + 2KOHNa2CO3 +K2CO3+2H2O (2) Từ (1) và (2) suy ra 2 2 CO (1) KOH CO du n n 0,1 n 0,25 0,1 0,15 CO2 + 2NaOHNa2CO3 + H2O (3) 0,150,3
nNaOH = 0,4 mol NaOH = x = 0, 4
Bài 5: Dung dịch X chứa x mol Ca(OH)2. Cho dung dịch X hấp thụ 0,06 mol CO2 được 2y mol kết tủa,nhưng nếu dựng 0,08 mol CO2 thỡ thu được y mol kết tủa. Tớnh x,y?
Lời giải:
- Khi dựng 0,08 mol CO2 thu được kết tủa ớt hơn khi dựng 0,06 mol CO2 chứng tỏ kết tuả sinh ra đó bị hoà tan 1 phần:
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
x x x n = x mol ; nCO2; dư = 0,08 – x mol CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2
(0,08 – x ) (0,08 – x ) nCaCO
3cũn lại = x – (0,08 - x) = y hay 2x – 0,08 =y (1) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Khi dựng 0,06 mol CO2: Nếu CO2 khụng dư thỡ chỉ xảy ra phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
0,06 2y
2y = 0,06 y = 0,03 mol x = 0,55 mol vụ lớ (Vỡ nCO
2 = 0,06 mol > x nghĩa là CO2 dư, trỏi với giả thiết) Như vậy, giả thiết CO2 khụng dư là khụng đỳng
CO2 phải dư và xảy ra 2 phản ứng . Tương tự như phần trờn ta cú:
nCaCO3cũn lại = x – (0,06 - x) = 2y hay 2x – 0,06 = 2y (2)
Từ (1) và (2) x = 0,05 mol, y = 0,02 mol.
Bài toỏn vận dụng:
Bài toỏn tự luận.
Bài 1: Hoà tan 2,8 gam CaO vào nước được dung dịch A.
a, Cho 2,24 lớt CO2 (đktc) vào dung dịch A được bao nhiờu gam kết tủa? b, Cho V lớt CO2 (đktc) vào dung dịch A được 1 gam kết tủa.Tớnh V?
Bài 2: Hấp thụ hoàn toàn 0,16 mol CO2 vào 2 dung dịch Ca(OH)2 0,05M được kết tủa X và dung dịch Y. Khi đú khối lượng dung dịch Y so với khối lượng dung dịch Ca(OH)2 ban đầu tăng hay giảm bao nhiờu gam ?
Đỏp ỏn: 3,04 gam
Bài 3: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lớt khớ CO2 (ở đktc) vào 2,5 lớt dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l thu được 15,76 gam kết tủa.Tớnh giỏ trị của a?
Đỏp ỏn: 0,04M
Bài 4: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lớt CO2(đktc) vào 500ml dung dịch NaOH x M. Dung dịch thu được cú khả năng hấp thụ tối đa 2,24 lớt CO2 (đktc).Tớnh x?
Đỏp ỏn: 0,5M
Bài 5: Sục Vlớt CO2 vào 750ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M. Sau khi kết thỳc phản ứng thu được dung dịch X chứa 2 muối và khối lượng giảm 5,45 gam so với khối lượng dung dịch Ba(OH)2 ban đầu.Tớnh V?
Đỏp ỏn: V = 4,47 lớt
Bài 6: Trong một bỡnh kớn chứa 0,02 mol Ba(OH)2. Sục vào bỡnh CO2 cú giỏ trịbiến thiờn trong khoảng từ 0,005 mol đến 0,024 mol.
Xỏc định khoảng biến thiờn của khối lượng kết tủa(gam)?
Đỏp ỏn: 0,985 đến 3,94
Bài tập trắc nghiệm khỏch quan.
Cõu 1: Cho luồng khớ CO2 cú V= 2,24 lớt (đktc) vào 0,2 lớt dd NaOH 1M, sau phản ứng khối lượng muối thu được là bao nhiờu gam ?
A. 10,6 B.20,6 C.23,5 D.10,35
Cõu 2: Nhiệt phõn hỗn hợp muối Cacbonat của hai kim loại A,B( húa trị II) ,sau phản ứng thu được 2,24 lớt khớ CO2 (đktc), dẫn khớ này qua 150 ml dd NaOH 1M. Sau phản ứng khối lượng muối thu được là bao nhiờu gam?
A.19 B.9,5 C. 10,3 D.21,6
Cõu 3: Cho 7,2g hỗn hợp A chứa 2 muối cacbonat của 2 kim loại kế tiếp nhau trong nhúm IIA. Hũa tan hết A vào dd H2SO4 loóng được khớ B. Cho toàn bộ
khớ B hấp thụ vào 450ml dd Ba(OH)2 0,2M tạo được 15,76g kết tủa. Cụng thức của 2 muối Cacbonat ban đầu là
A.BeCO3, MgCO3 B.MgCO3, CaCO3 C.CaCO3,SrCO3 D.cả A và B (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cõu 4: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lớt CO2 đktc vào 2,5 lớt dd Ba(OH)2 a(mol/l) thu được 15,76 g kết tủa. Giỏ trị của a là
A,0,032 B.0,048 C.0,06 D.0,04
Cõu 5: Cho luồng khớ CO dư đi qua ống sứ chứa 8,46g hỗn hợp Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 đun núng. Khớ đi ra sau phản ứng hấp thụ hết vào dung dịch nước vụi trong dư, tạo ra 12g kết tủa. Khối lượng chất rắn thu được là:
A.6,54g B.4,36g C.8,72g D.2,18g
Cõu 6: Cho V lớt (đktc) khớ CO2 hấp thụ hết vào bỡnh đựng 500ml dd Ba(OH)2 1M, khi kết thỳc phản ứng thu được 59,1g. Giỏ trị của V là
A.6,72 B.11,2 C.15,68 D.6,72 và 15,68
Cõu 7: Hấp thụ hoàn toàn 6,72 lớt CO2 (đktc) vào 750 ml dung dịch được m(g) kết tủa. Giỏ trị của m là
A.3,75 B.11,25 C.7,5 D.15
Cõu 8: Dẫn 5,6 lớt CO2 (đktc) vào bỡnh chứa 200 ml dd NaOH a(M), dd thu được cú khả năng tỏc dụng tối đa với 100ml dd KOH 1M. Giỏ trị của a là
A.2 B.0,75 C.2,5 D.1,25
Cõu 9: Cho 4,48 lớt khớ CO2 (đktc) hấp thụ hết vào 500ml dung dịch hỗn hợp NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,2M thu được m gam kết tủa.Tớnh giỏ trị của m?
A. 9,85 gam B. 9,65 gam. C.7,88 gam. D.8,865 gam.
Cõu 10: Hỗn hợp X gồm SO2 và CO2 cú tỉ khối so với H2 là 27.
Tớnh thể tớch dd NaOH 0,5M tối thiếu để hấp thụ hết 4,48 lớt khớ X ở đktc. A. 0,36 lớt. B. 0,42 lớt. C.0,4 lớt. D.0,48 lớt.
2.5.2. Bài toỏn về phản ứng của muối cacbonnat (CO2
3
; HCO3)với dung dịch axit và của HCO3 với dung dịch kiềm
a, Khi cho muối CO2 3 tỏc dụng với H+ - Cho từ từ CO2 3 vào H+ : CO2 3 + 2H+ CO2 + H2O - Cho từ từ H+ vào CO2 3 : 2 3 3 3 2 2 H CO HCO (1) H HCO CO H O(2)
* Nhận định mức độ xảy ra của (1) và (2) khi cho từ từ H+ vào CO2 3
: - Nếu sau thớ nghiệm khụng cú khớ thoỏt ra chỉ cú (1) xảy ra.
- Nếu đó cú khớ CO2 thoỏt ra thỡ (1) đó xảy ra xong (toàn bộ CO2 3
đó chuyển hết về HCO3), và (2) đó xảy ra.
- Nếu kết thỳc thớ nghiệm, cho dung dịch sau phản ứng tỏc dụng với dung dịch kiềm nhúm IIA (Ba(OH)2 , Ca(OH)2 ...)thấy xuất hiện kết tủa thỡ sau (2) cũn dư HCO3 (tức H+ đó hết).
b, Khi cho từ từ dung dịch H+ vào dung dịch hỗn hợp CO32- và HCO3-: Vỡ CO2
3
cú tớnh bazơ mạnh hơn HCO3 phản ứng sẽ xảy ra theo thứ tự H+ + CO2
3
HCO3 (1) H+ + HCO3 CO2 + H2O (2)
- Trong đú lượng HCO3 tham gia phản ứng (2) gồm lượng ban đầu và lượng mới tạo ra ở (1) .
* Nếu bài toỏn cho lượng axit dư thỡ cú hai phản ứng tạo khớ: 2H+ + CO2 3 CO2 + H2O H+ + HCO3 CO2 + H2O c, Khi cho từ từ dd hỗn hợp CO2 3 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
và HCO3 vào dd axit H+: Cả hai phản ứng tạo khớ được coi như xảy ra cựng lỳc.
2 3 2 2 3 2 2 2H CO CO H O H HCO CO H O
d, Muối hiđrocacbonat của kim loại kiềm và kiềm thổ cú tớnh lưỡng tớnh là do ion HCO3 .
HCO3 + H+ CO2 + H2O HCO3 + OH- H2O + CO2
3
Bài toỏn minh họa:
Bài 1: Cho từ từ dung dịch chứa 0,015 mol HCl vào dung dịch chứa a mol K2CO3 thu được dung dịch X (khụng chứa HCl) và 0,005 mol CO2.
Nếu thớ nghiệm trờn được tiến hành ngược lại cho (từ từ K2CO3 vào dung dịch HCl) thỡ thu được bao nhiờu lớt CO2?
Lời giải: nH = 0,015 mol Cho từ từ HCl vào K2CO3: H+ + CO2 3 HCO3 a a H+ + HCO3 CO2 + H2O 0,005 0,005 nH = 0,15 mol = a + 0,005 a = 0,01 mol Cho từ từ K2CO3 vào HCl CO2 3 + 2H+ CO2 + H2O Ban đầu: 0,01 0,015 Phản ứng: 0,0075 0,015 0,0075 Kết thỳc: 0,0025 0 0,0075 nCO2 = 0,0075 mol VCO2 = 0,0075.22,4 = 0,168 lit.
Bài 2: Cho từ từ dd x mol HCl vào dd chứa y mol Na2CO3. Thiết lập mối quan hệ giữa x và y để sau phản ứng khụng cú khớ thoỏt ra?
Lời giải:
Cho từ từ dung dịch chứa HCl vào dung dịch Na2CO3 H+ + CO2
3
HCO3 (1) H+ + HCO3 CO2+ H2O (2)
Để sau phản ứng khụng cú khớ thoỏt ra thỡ chưa xảy ra phản ứng (2) Trong phản ứng (1) HCl vừa đủ hoặc thiếu so với Na2CO3 x y.
Bài 3: Dung dịch X chứa 0,6 mol NaHCO3 và 0,3 mol Na2CO3. Thờm từ từ dung dịch chứa 0,8 mol HCl vào dung dịch X thu được dung dịch Y và V lớt CO2 (đktc). Thờm nước vụi trong dư vào dung dịch Y thấy tạo thành m gam kết tủa. Tớnh giỏ trị của V và m?
Lời giải:
nHCO3 = 0,6 mol ; nCO2
3 = 0,3 mol; nH = 0,8 mol Cho từ từ H+ vào dung dịch X: CO2
3 và HCO3, cú thứ tự phản ứng: H+ + CO2 3 HCO3 (1) 0,3 0,3 0,3 H+ + HCO3 CO2 + H2O (2) 0,5 0,5 0,5
Cú: nHCO3dư = (0,6 +0,3)- 0,5 = 0,4 mol Cho Ca(OH)2 dư vào Y:
Ca2+ + OH+ HCO3 CaCO3 + H2O 0,4 0,4
VCO
2 = 0,5.22,4 = 11,2 lớt m = mCaCO3 = 0,4.100 = 40 gam.
Bài 4: Cho từ từ dung dịch HCl cú pH = 0 vào dung dịch chứa 5,25 gam hỗn hợp muối cacbonat của 2 kim loại kiềm kế tiếp đến khi cú 0,015 mol khớ thoỏt ra thỡ dừng lại. Cho dung dịch thu được tỏc dụng với dung dịch Ca(OH)2 dư sinh ra 3 gam kết tủa.Xỏc định cụng thức 2 muối và tớnh thể tớch dung dịch HCl đó dựng?
Lời giải :
n = nCaCO3 = 0,03 mol; pH = 0 H = 1M
Gọi cụng thức chung của 2 muối: M CO2 3(x mol);nHCl đó dựng = y mol Cho từ từ H+ vào hỗn hợp CO2
H+ + CO32- HCO3- x x x H+ + HCO3 CO2 + H2O 0,0150,015 0,015 nHCl = y = x + 0,015 (1) Vỡ cú khớ CO2 thoỏt ra nờn CO2 3 đó chuyển hết thành HCO3 Cho dung dịch Ca(OH)2 dư vào được kết tủa HCO3 d ư: HCO3 + Ca2+ + 2OH CaCO3+ H2O
(x – 0,015) (x – 0,015) n= x -0,015 = 0,03 x = 0,045 mol Thay x = 0,045 vào (1) y = 0,06 mol Cú: 2M + 60 = 116,67 M = 28,33 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2 kim loại Na (23) và K(39);VHCl = 0,06
1 = 0,06 lớt
Bài 5: Cho từ từ dung dịch hỗn hợp chứa 0,5 mol HCl và 0,3 mol NaHSO4 vào dung dịchchứa hỗn hợp 0,6 mol NaHCO3 và 0,3 mol K2CO3 được dung dịch X và V lớt CO2(đktc). Thờm dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch X tạo thành m gam kết tủa. Tớnh V và m?
Lời giải:
nH = 0,5 + 0,3 = 0,8 mol; nHCO3 = 0,6 mol; nCO32 = 0,3 mol