BÀI TẬP VỀ MUỐI CACBONAT

DẠNG 3: TOÁN VỀ MUỐI CACBONAT

- Có 2 dạng thường gặp:

+) Phản ứng nhiệt phân    

                      -  Muối Hidrocacbonat cho muối cacbonat:

                                   2MHCO3  \(\rightarrow\)M2CO3 + CO2 + H2O

                                    M(HCO3)2  \(\rightarrow\)MCO3 + CO2 + H2O

                      -  Muối cacbonat của KL kiềm thổ chỉ bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao cho oxit bazo:

                              MCO3   \(\rightarrow\)MO + CO2

+) Phản ứng trao đổi:  

                     -  Với axit   tạo khí CO2

                     -  Với một số muối   tạo kết tủa.

- Hay sử dụng: Định luật bảo toàn khối lượng và Định luật tăng giảm khối lượng.

- Lưu ý:  Khi cho từ từ dd HCl vào hỗn hợp muối cacbonat và hidrocacbonat, phản ứng xảy ra theo trình tự:

Đầu tiên: H+ + CO32-   \(\rightarrow\) HCO3-

Sau đó: HCO3- + H+   \(\rightarrow\) CO2 + H2O

VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1: Cho dung dịch Ba(HCO3)2 lần lượt vào các dung dịch: CaCl2; Ca(NO3)2; NaOH; Na2CO3; KHSO4; Na2SO4; Ca(OH)2; H2SO4; HCl. Số trường hợp có kết tủa là

A.   4        B.   7   C.   5   D. 6

 Lời giải

Có 6 trường hợp tạo kết tủa sau đây:

Ba(HCO₃)₂  + 2NaOH   \(\rightarrow\) BaCO₃  + Na₂CO₃  + 2H₂O

Ba(HCO₃)₂  +  Na₂CO₃  \(\rightarrow\)BaCO₃  + 2NaHCO₃

Ba(HCO₃)₂  + 2KHSO₄  \(\rightarrow\)BaSO₄  + K₂SO₄  + 2CO₂  + 2H₂O

Ba(HCO₃)₂  + Na₂SO₄  \(\rightarrow\)BaSO₄  + 2NaHCO₃

Ba(HCO₃)₂  + Ca(OH)₂  \(\rightarrow\) BaCO3  + CaCO3  + 2H2O

Ba(HCO₃)₂  + H₂SO₄  \(\rightarrow\)BaSO₄  + 2CO₂  + 2H₂O

Ví dụ 2 : Cho 35 gam hỗn hợp X gồm Na₂CO₃ và K₂CO₃. Thêm từ từ , khuấy đều 0,8 lit HCl 0,5 M vào dung dịch X trên thấy có 2,24 lit khí CO₂ thoát ra ở đktc và dung dịch Y. Thêm Ca(OH)₂ vào dung dịch Y được kết tủa A.

Tính khối lượng mỗi chất trong X và khối lượng kết tủa A ?

Lời giải

Gọi số mol của Na₂CO₃ là a, K₂CO₃ là b.

Khi thêm từ từ dd HCl vào dd X lần lượt xảy ra phản ứng :

                    CO₃^2-   +    H⁺  =>   HCO₃^–

                    a + b         a + b       a + b

Khi toàn thể  CO  biến thành  HCO

                    HCO₃^– +    H⁺   =>   CO₂  +  H₂O

                     0,1          0,1           0,1

      n_CO  =  2,24/ 22,4 = 0,1 mol.

Dung dịch sau phản ứng tác dụng Ca(OH)₂ cho kết tủa. Vậy  HCO  dư, H⁺ hết.

                    HCO₃^– + Ca(OH)₂  =>   CaCO₃    + OH^– + H₂O

     =  a + b  + 0,1 = 0,5 . 0,8  = 0,4

    hay   a + b = 0,3  (1)

    và   106a + 138b = 35 (2). Giải hệ có a = 0,2 mol Na₂CO₃,

                                                    b = 0,1 mol K₂CO₃.

Do đó khối lượng 2 muối là :

m_{Na CO}   =  0,2 . 106  = 21,2 (g)

m_{K CO}   =  0,1 . 138  = 13,8 (g)

khối lượng kết tủa :

    n_CaCO3 =  n_HCO3– _dư  =  a + b  – 0,1 =  0,2 mol

   m_CaCO  = 0,2 . 100 = 20 (g)

Ví dụ 3: Cho 10,5 gam hỗn hợp X gồm Na₂CO₃ và K₂CO₃ tác dụng với HCl dư thì thu được 2,016 lit CO₂ ở đktc.

a, Tính % khối lượng X ?

b, Lấy 21 gam hỗn hợp Na₂CO₃ và K₂CO₃ với thành phần % như trên tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ (không có khí CO₂ bay ra). Tính thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng ?

c, Nếu thêm từ từ 0,12 lit dung dịch HCl 2M vào dung dịch chứa 21 gam hỗn hợp X trên. Tính thể tích CO₂ thoát ra ở đktc ?

 Lời giải

a, Gọi số mol của Na₂CO₃ là a, K₂CO₃ là b, do HCl dư. Vậy CO  biến thành CO₂

                 CO₃^2-  +  2 H⁺     =>   CO₂  +  H₂O

                 a + b                         a + b

      Ta có :  a + b  =  2,016/ 22,4 = 0,09 mol

               106a + 138b = 10,5

      giải hệ :  a = 0,06 mol Na₂CO₃

                   b = 0,03 mol K₂CO₃

    % Na₂CO₃  =   = 60,57%

    % K₂CO₃   = 100% – 60,57% = 39,43%

b, Khi cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch X : Na₂CO₃, K₂CO₃

          (21 gam = 2 . 10,5 gam hỗn hợp trên).

                     CO₃^2-   +    H⁺  =>   HCO₃^–

                    0,18          0,18         0,18

      Nếu không có khí CO₂ thoát ra, tức là phản ứng dừng lại ở đây.

       n_HCl = n_H+  = 0,18 mol => V_{HCl 2M} = 0,18/2 = 0,09(l)

c, Nếu dùng 0,12 lit dung dịch HCl 2M hay 0,12.2 = 0,24 mol H⁺ > 0,18 mol. Nên sẽ có phương trình :

                   HCO₃^– +    H⁺  =>    CO₂  +  H₂O

                   0,06                          0,06

          V_CO2  = 0,06.22,4 = 1,344 (l)

Ví dụ 4: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít (đkc) CO2  vào 100ml dung dịch gồm K2CO3  0,2M và KOH x mol/lít. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn được dung dịch Y. Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl2 dư được 11,82 gam kết tủa. Giá trị x là

A.   1,0     B.   1,4            C.   1,2            D. 1,6

 Lời giải

Số mol CO2  = 0,1 ; Số mol K2CO3  = 0,02

Số mol KOH = 0,1x ; số mol  BaCO3  = 0,06 mol

Giả sử dung dịch Y gồm 0,06 mol K2CO3  và y mol KHCO3. Bảo toàn C và K cho ta hệ:

0,06 + y = 0,1  + 0,02 = 0,12 và  0,12 +  y = 0,04+  0,1x

=>  x =1,4 và y = 0,06 => chọn B

BÀI TẬP ÁP DỤNG