Bài tập CO2 tác dụng với dd kiềm

BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG CỦA CO₂ VỚI CÁC DUNG DỊCH KIỀM

Bài toán thuận: Cho chất tham gia phản ứng, tìm sản phẩm: Với bài toán loại này ta chỉ cần tính tỉ số mol gữa OH^- và O₂ (SO₂)

Đặt k= nOH^-/nCO₂ Khi đó nếu:

+  k≤ 1 sản phẩm thu được là muối axit, tức là chi xảy ra phản ứng: OH^-  + CO₂ →HCO₃^-     (1)

+ k≥ 2  sản phẩm thu được là muối trung hòa, tức là chỉ xảy ra phản ứng: 2OH^- + CO₂ → CO₃^2-+ H₂O (2)

+ 1< k < 2 : sản phẩm gồm cả 2 muối, tức là xảy ra cả (1) và (2), khi đó lập hệ phương trình theo số mol CO₂ và số mol OH^- sẽ tìm được số mol 2 muối.

Bài toán nghịch: Cho sản phẩm, hỏi chất tham gia phản ứng:

VD: Cho x mol CO₂ tác dụng với a mol OH^- tạo thành b kết tủa ( b mol muối trung hòa). Tìm giá trị x biết a,b.

Giải: Với bài toán này thì chúng ta chú ý đến giá trị a, b.

-     Nếu a=2b thì bài toán rất đơn giản x= b

-   Nếu a> 2b thì bài toán có thể có 2 đáp số vì xảy ra 2 trường hợp

+ Trường hợp 1: OH^- dư, tức là chỉ xảy ra phản ứng (2) Vậy x= b

+ Trường hợp 2; Xảy cả 2 phản ứng (1),(2): Vậy x= a-b

Chú ý: Để giải được bài toán dạng này chúng ta cần hểu;

+ Cho dù đầu bài cho CO₂ hay SO₂ tác dụng với 1 hay nhiều dung dịch kiềm thì ta cũng đưa hết về số mol OH^-

+  Nếu bài toán yêu cầu tính số mol kết tủa thì giữa số mol CO₃^2- (SO₃^2-) và Ba²⁺ (  Ca²⁺) ion nào có số mol nhỏ hơn thì số mol kết tủa tính theo ion đó.

Ví dụ minh họa

Câu 1. Hấp thụ hoàn toàn 0,16 mol CO₂ vào 2 lít dd Ca(OH)₂ 0,05 M thu được kết tủa X và dd Y. Cho biết khổi lượng dd Y tăng hay giảm bao nhiêu so với dd Ca(OH)₂ ban đầu?

Lời giải

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃  + H₂O     

0,1  0,1          0,1

2CO₂         +    CaCO₃ + H₂O     → Ca(HCO₃)₂

0,16 – 0,1      →  0,06

=>       n↓= 0,04 mol

       n↓= 0,04 mol => m ↓    =  4g       < 0,16 . 44 = 7,04g

=> m_{dd tăng} = 7,04 – 4 = 3,04g

Câu 2. Thổi V lít khí CO₂ (đktc) vào 100ml dd Ca(OH)₂ 1M thu được 6g kết tủa. Lọc kết tủa đun nóng dd lại thấy có kết tủa nữa. Tìm V?

Lời giải

Dd sau phản ứng ↓  => có Ca(HCO₃)₂ taọ thành

         →

BTNT Ca   0,1 = 0,06 + n_Ca(HCO3)2          => n_Ca(HCO3)2    =  0,04 mol

n_CO2= n_CaCO3      +  2. n_Ca(HCO3)2      = 0,14 mol

V_CO2 = 3,136 l  

Câu 3. Sục 3,36 lít khí CO₂ (đktc) vào 300ml dd Ca(OH)₂ 0,2M và NaOH 0,3 M thu được m (g)  kết tủa và dd Y. Cô cạn dd Y thu được m’( g) chất rắn khan. Tìm m và m’ 

n_CO2 = 0,15 mol.  n_OH- = 0,21 mol,  n_Ca2+ = 0,06 mol

CO₂   +  2OH^-   → CO₃^2-  + H₂O

0,105 0,21    →  0,105

CO₂      +  CO₃^2-  + H₂O → 2HCO₃^-

0,045 →0,045          →         0,09

n_CO32-  = 0,06mol

Ca²⁺        +      CO₃^2-  → CaCO₃ 

  0,06                      0,06       0,06

=> m↓  = 6g

Dd          => m _crắn  = 0,09 . 84 = 7,56g

Câu 4. Sục 4,48 lít khí CO₂ (đktc) vào 500ml dd NaOH 0,1 M và Ba(OH)₂ 0,2M  tính m kết tủa thu được?

Lời giải

n_CO2 = 0,2 mol.  n_OH- = 0,25 mol,  n_Ba2+ = 0,1 mol

CO₂   +  2OH^-   → CO₃^2-  + H₂O

0,1250,25    →   0,125

CO₂      +  CO₃^2-  + H₂O → 2HCO₃^-

0,075 →0,075          →         1,5

n_CO32-  = 0,05mol

Ba²⁺        +      CO₃^2-  → BaCO₃ 

                     0,05       0,05

=> m↓  = 0,05 . 197 = 9,85g

Câu 5. A là hh khí gồm CO₂ , SO₂ dA/ H₂ = 27. Dẫn a mol hh khí A qua bình đựng 1 lít dd NaOH 1,5aM. Sau phản ứng cô cạn cẩn thận dd thu được m (g) muối khan. Tìm m theo a?

Lời giải

Gọi CT chung của 2 oxit MO₂ → M_MO2  = 54 => M = 22(g)

PP nối tiếp

MO₂      +   2NaOH→ Na₂MO₃  + H₂O

0,75a     1,5a   →     0,75a

MO₂   +  Na₂CO₃  + H₂O        → 2NaHCO₃

0,25a  →  0,25a

Sau phản ứng          

=> m = 0,5a . (46 + 22 + 48)  + 0,5a . (24+22+48) = 105a

Câu 6. Cho 0,448 lít CO₂ (đktc) hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch chứa hổn hợp NaOH 0,06M và Ba(OH)₂ 0,12M thu được m gam kết tủa . Giá trị của m:
A.1,182            B.3,94                            C.1,97                  D.2,364

Lời giải

n_CO2 = 0,02
n_OH- = 0,03
Lập tỉ lệ T = n_OH- /n_CO2 = 0,03:0,02 = 1,5
=>  Hai muối tạo thành

 n_CO32- = 0,01 và n_HCO3- = 0,01
n_Ba2+= 0,012
=> m = 0,01 . 197 = 1,97

=> Chọn C

Câu 7: Sục V lít CO₂ ( đktc) vào 100ml dung dịch Ca(OH)₂ 0,2M thu được 1,6 gam kết tủa . Giá trị lớn nhất của V là
A. 0,3584                     B.0,0896                        C.0,5376              D.0,7168

Lời giải

n_OH-= 0,04 mol

=> n _{kết tủa} = 0,016
-> n_CO2 max = 0,04-0,016 = 0,024

=> V = 0,024  . 22,4 = 0,5376 lít

Chọn C

Câu 8. Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít CO₂(đktc) vào 125 ml Ba(OH)₂ 1M thì thu được dung dịch X.( coi thể tích dung dịch không đổi). Tính nồng độ chất tan trong dung dịch X
A. 0,4M                       B. 0,2M                         C.0,6M                 D, 0,8M

Lời giải

n_CO2 = 0.15
n_OH- = 0,25
1

=> có 2 phản ứng tạo 2 muối
Ta có : n_CO2 = n_OH-  – n _CO32-

=>  n_BaCO3 = n_OH- - n_CO2= 0,25 -0,15 = 0,1 mol
Bảo toàn nguyên tố Ba

=> n_Ba(HCO3)2 = 0,125 – 0,1 = 0,025 mol
=>CM= 0,025: 0,125 = 0,2 M
Chọn B

Câu 9. Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít CO₂ (đktc) vào 500ml dung dịch NaOH 0,1M và Ba(OH)₂ 0,2M. Thì sinh ra m gam kết tủa. Giá trị của m
A.19,70                       B.11,73                          C. 9,85                 D.11,82

Lời giải

n_CO2= 0,2 mol

n_OH-= 0,05 + 0,2 = 0,25 mol

n_Ba2+= 0,1 mol
1

=>có 2 phản ứng tạo 2 muối
Ta có : n_CO2 = n_OH- – n _CO32-

=> n_BaCO3 = n_OH-    -  n_CO2   = 0,25 -0,2 = 0,05 mol
=> m = 9,85 gam

Chọn C

Câu 10. 2,688lit khí CO₂(đktc) + 2,5 lít Ba(OH)₂ nồng đô aM. Thu được 15, 6 gam kết tủa. Giá trị của a?
A. 0,04                        B. 0,03                           C. 0,048               D. 0,43

Lời giải

n_CO2 = 0,12 mol; n _BaCO3 = 0,08
n _BaCO3 < n_CO2

=> có tạo 2 muối
=> n_CO2 = n_OH- – n_BaCO3

=> n_OH-   = 0,12+0,08 = 0,2

=> n _Ba(OH)2 = 0,1 mol 
=> a= 0,1/2,5 =0,04

Chọn D

Câu 11. V lít CO₂ ( đktc) + 500ml dung dịch Ca(OH)₂ 0,5M tạo thành 10 gam kết tủa . Tìm Vmax?
A.2,24                         B.3,36                            C.4,48                  D.6,72

Lời giải

n_OH-   = 0.25 mol

n_CaCO3 = 0,1 mol ( n_CaCO3< n_Ca(OH)2)

=> có 2 muối 
n_CO2 max = 0,25 – 0,1 = 0,15
=> V = 3,36 lit

Chọn B
(Vmin = 0,1x22,4 = 2,24)

Câu 12. 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 50ml dd HCl 1M mới thấy bắt đầu có khí thoát ra. Mặt khác cho dd Ba(OH)₂ dư vào dung dịch A được 7,88 gam kết tủa. Dung dịch A chứa?
A. Na₂CO₃                                                         B. NaHCO₃
C. NaOH và NaHCO₃                                        D. NaHCO₃, Na₂CO₃

Lời giải

n_CO2 = n_BaCO3 = 7,88 : 197 =0,04 mol
n_H+ = 0,05 mol
Trường hợp NaOH hết (không còn trong dung dịch A)
- Xét đáp án A ( dd chỉ chứa Na₂CO₃)
n_Na2CO3 = 0,04
CO₃^2-   +    H⁺→ HCO₃^-

0,04----->0,04
HCO₃^-   +   H⁺→  CO₂ + H₂O
=> chỉ mất 0,04 mlol HCl thì bắt đầu thoát khí
=> loại A
- Xét đáp án B: Thấy khí thoát ra ngay khi bắt đầu cho HCl vào do phản ứng:
HCO₃^-   +   H⁺→  CO₂ + H₂O
- Xét đáp án D: Thấy khí thoát ra ngay khi n_HCl < 0,04
nHCl = 0,05-> có OH_- trong dung dịch A

Chọn C

Câu 13. Dẫn 5,6 lít CO₂ (đktc) vào bình chứa 200ml 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

Lời giải

CO₂ + 2OH^- → CO₃^2-+ H₂O
n_CO2 = 0,25 mol   => nó tác dụng được với tối đa là 0,5 mol OH ^-
n_KOH = 0,1 mol   => n_NaOH = 0,4 mol    => CM = 2M.

Chọn C

Câu 14. Hấp thụ 3,36 lít SO₂ (đktc) vào 0,5 lít hỗn hợp gồm NaOH 0,2M và KOH 0,2M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được khối lượng muối khan là
A. 9,5gam                      B. 13,5g                         C. 12,6g               D. 18,3 g

Lời giải

n_SO2 = 0,15 mol

n_OH- = 0,2 mol
n_SO2 = 0,15 mol <n_OH- = 0,2 mol< 2 n_SO2 = 0,3 mol
=> phản ứng tạo 2 muối
n_SO32- = 0,2 – 0,15 = 0,05 mol

=> _nHSO3- = 0,15-0,05 = 0,1 mol
=> m muối khan = 0,05 . 80 + 0,1 . 81 + 0,1 . 23 + 0,1. 39 = 18,3 gam

Chọn D

Câu 15. Hấp thụ hết 0,672 lít CO₂ (đktc) vào bình chứa 2 lít dung dịch Ca(OH)₂ 0,01M. Thêm tiếp 0,4gam NaOH vào bình này. Khối lượng kết tủa thu được sau phản ứng là?
A. 1,5g                           B. 2g                              C. 2,5g                           D. 3g

Lời giải

n_CO2 = 0,03 mol

n_OH- =0,,04 + 0,01 = 0,05 mol

n_{Ca 2+} = 0,02 mol
n_CO2 = 0,03 mol <n_OH- =0,05 mol< 2 n_CO2 = 0,06 mol

=> dung dịch sau phản ứng có 2 muối
n_CO32- = n_OH- – n_CO2 = 0,05 – 0,03 = 0,02 mol

Lượng kết tủa = 0,02 x100 = 2 gam

Chọn B

Một số bài tập áp dụng

Bài 1. Dung dịch X chứa NaOH 0,2M và Ca(OH)₂ 0,1M. Sục 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. 20 gam.

Bài 2. Cho V lít (đktc) CO₂ tác dụng với 200 ml dung dịch Ca(OH)₂ 1M thu được 10 gam kết tủa. Vậy thể tích V của CO₂ là

A. 2,24 lít.                     B. 6,72 lít.                   

C. 8,96 lít.                      D. 2,24 hoặc 6,72 lít

Bài 3. Cho 56ml khí CO₂ hấp thụ hết vào 100ml dung dịch chứa NaOH 0,02M và Ba(OH)₂ 0,02M. Khối lượng kết tủa thu được là:

A. 0,0432g                              B. 0,4925g                        

C. 0,2145g                               D. 0,394g

Bài 4. Dẫn V lít khí CO₂ ( ở đktc) qua 500 ml dung dịch Ca(OH)₂ nồng x M , sau phản ứng thu được 3 gam kết tủa và dung dịch A. Đun nóng dung dịch A thu được thêm 2 gam kết tủa nữa. Giá trị của V và x là

A. 1,568 lit và 0,1 M                        B. 22,4 lít và 0,05 M                

C. 0,1792 lít và 0,1 M                                D. 1,12 lít và 0,2 M

Bài 5. Cho V lít khí SO₂ ( ở đktc) vào 700 ml Ca(OH)₂ 0,1 M sau phản ứng thu được 5 gam kết tủa. Giá trị của V là:

A. 2,24 lít hoặc 1,12 lít                                         B. 1,68 lít hoặc 2,016 lít         

C. 2,016 lít hoặc 1,12 lít                             D. 3,36 lít

Bài 6. Đốt 8,96 lít H₂S (đktc) rồi hoà tan sản phẩm khí sinh ra vào dung dịch NaOH 25% (d = 1,28 g/ml) thu được 46,88 gam muối. Thể tích dung dịch NaOH là

           A. 100 ml.                             B. 80ml.               

           C. 120 ml.                               D. 90 ml.

Bài 7. Đốt cháy hoàn toàn 8,8 gam FeS và 12 gam FeS₂ thu được khí. Cho khí này sục vào V ml dung dịch NaOH 25% (d=1,28 g/ml) được muối trung hòa. Giá trị tối thiểu của V là

           A. 50 ml.                               B. 75 ml.                

           C. 100 ml.                             D. 120 ml.

Bài 8. Đốt cháy hoàn toàn 0,9  gam FeS₂ trong O₂ dư. Hấp thụ toàn bộ khí thu được vào 100 ml dung dịch gồm NaOH 0,1 M và Ba(OH)₂ 0,05 M thì thu được bao nhiêu gam kết tủa?

A. 1,080 gam                                                        B. 2,005 gam                           

C. 1,6275 gam                                            D. 1,085 gam

Bài 9. Đốt cháy m gam FeS trong khí O₂ dư thu được khí X. Hấp thụ hoàn toàn khí X vào 200 ml dung dịch gồm NaOH 0,1 M và Ba(OH)₂ 0,1 M. Sau phản ứng thu được dung dịch Y và 4,34 gam kết tủa. Khi cho dung dịch NaOH vào dung dịch X thì lại thấy có kết tủa Giá trị của m là:

A. 2,53 gam                             B. 3,52 gam                            

C.3,25 gam                                       D. 1,76 gam

Bài 10. Sục hết 1,568 lít khí CO₂ (đktc) vào 500 ml dung dịch NaOH 0,16M. Sau thí nghiệm được dung dịch A. Rót 250 ml dung dịch B gồm BaCl­₂ 0,16M và Ba(OH)₂ xM vào dung dịch A được 3,94 gam kết tủa và dung dịch C. Nồng độ xM của Ba(OH)₂ bằng

           A. 0,02M.                             B. 0,025M.                   

           C. 0,03M.                             D. 0,015M.

Bài 11. Nung nóng m gam MgCO₃ đến khi khối lượng không đổi thì thu được V lít khí CO₂ ( ở đktc). Hấp thụ hoàn toàn V lít CO₂ vào 400 ml dung dịch Ca(OH)₂ 0,1 M thì thu được 2,5 gam kết tủa và dung dịch X. Cho dung dịch NaOH dư vào X thì thu được a gam kết tủa. Giá trị của V và a là:

A. 1,232 lít và 1,5 gam                               B. 1,008 lít và 1,8 gam         

C. 1,12 lít và 1,2 gam                                           D. 1,24 lít và 1,35 gam

Bài 12. Cho m gam FeCO₃ tác dụng với dung dịch HNO₃ đặc nóng (dư) thu được hỗn hợp khí X. Hấp thụ hoàn toàn X vào dung dịch Ca(OH)₂ 0,05 M dư thì thấy có V lít dung dịch Ca(OH)₂ phản ứng và thu được 2 gam kết tủa. Giá trị m và V là:

A. 3,2 gam và 0,5 lít                          B. 2,32 gam và 0,6 lít         

C. 2,22 gam và 0,5 lít                                  D. 2,23 gam và 0,3 lít

ĐÁP ÁN