Dạng bài CO2 tác dụng với dung dịch kiềm

DẠNG TOÁN CO₂ TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH KIỀM

I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

A. Bài toán CO₂, SO₂ dẫn vào dung dịch NaOH, KOH

- Khi cho CO₂ (hoặc SO₂) tác dụng với dung dịch NaOH đều xảy ra 3 khả năng tạo muối:

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O (1)

CO₂ + NaOH → NaHCO₃ (2)

Đặt T = n_NaOH/n_CO2

- Nếu T = 2 : chỉ tạo muối Na₂CO₃

- Nếu T = 1 : chỉ tạo muối NaHCO₃

- Nếu 1 < T < 2 : tạo cả muối NaHCO₃ và Na₂CO₃

* Có những bài toán không thể tính T. Khi đó phải dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối.

- Hấp thụ CO₂ vào NaOH dư ( KOH dư )chỉ tạo muối trung hòa Na₂CO₃ (K₂CO₃)

- Hấp thụ CO₂ vào NaOH chỉ tạo muối Na₂CO₃, Sau đó thêm BaCl₂ vào thấy kết tủa. Thêm tiếp Ba(OH)₂ dư vào thấy xuất hiện thêm kết tủa nữa →Tạo cả 2 muối Na₂CO₃ và NaHCO₃

- Chất hấp thụ vào bình NaOH tăng :

m bình tăng = m dd tăng = m chất hấp thụ ( CO₂ + H₂O có thể có )

- Trong trường hợp không có các dữ kiện trên thì chia trường hợp để giải.

B. Bài toán CO₂, SO₂ dẫn vào dung dịch Ca(OH)₂, Ba(OH)₂:

Do ta không biết sản phẩm thu được là muối nào nên phải tính tỉ lệ T:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O (1)

Ca(OH)₂ + 2CO₂ → Ca(HCO₃)₂ (2)

T= n_CO2/n_Ca(OH)2

- Nếu T = 1 : chỉ tạo muối CaCO₃

- Nếu T = 2 : chỉ tạo muối Ca(HCO₃)₂

- Nếu 1 < T < 2: tạo cả muối CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

* Khi những bài toán không thể tính T ta dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối.

- Hấp thụ CO₂ vào nước vôi dư thì chỉ tạo muối CaCO₃

- Hấp thụ CO₂ vào nước vôi trong thấy có kết tủa, thêm NaOH dư vào thấy có kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

- Hấp thụ CO₂ vào nước vôi trong thấy có kết tủa, lọc bỏ kết tủa rồi đun nóng nước lọc lại thấy kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂.

- Sự tăng giảm khối lượng dung dịch : Khi cho sàn phẩm cháy vào bình Ca(OH)2 hay Ba(OH)2

m bình tăng = m hấp thụ

m dd tăng = m hấp thụ - m kết tủa

m dd giảm = m kết tủa – m hấp thụ

- Nếu không có các dữ kiện trên ta phải chia trường hợp để giải.

C. Muốn làm tốt dạng bài tập này cần nắm tỉ lệ mol và cách đặt số mol vào cho phù hợp-Một số bài phải sử dụng phương trình ion rút gọn khi gặp bài CO2 + hh ( NaOH và Ca(OH)2)

CO₂ + 2OH^- → CO₃^2- + H₂O (1)

CO₂ + OH^- → HCO₃^- (2)

T = n_OH-/n_CO2

- Nếu T = 2 : chỉ tạo muối CO₃^2-

- Nếu T = 1 : chỉ tạo muối HCO₃^-

- Nếu 1 < T < 2 : tạo cả muối HCO₃^- và CO₃^2-

Dạng 1. a mol CO₂ tác dụng với dung dịch kiềm b mol ( NaOH hay Ca(OH)₂ hay Ba(OH)₂ ) .Yêu cầu. Tính

1. Khối lượng kết tủa CaCO₃ hay BaCO₃ tạo ra , Cách làm rất đơn giản:

 - Nếu thấy a < b thì => ĐS: = a mol .

- Nếu thấy a > b thì => ĐS: = 2b – a

2. Khối lượng của từng muối thu được ( muối HCO₃^- và muối CO₃^2- )

Cách làm rất đơn giản:

Trước tiên: lấy = T , Nếu thấy giá trị 1 < T < 2

Thì sẽ có 2 muối sinh ra ( đó là HCO₃^- và CO₃^2-

Dạng 2 . Cho V (lit) CO₂ (đktc) tác dụng với dung dịch kiềm b mol ( NaOH hay Ca(OH)₂ hay Ba(OH)₂ ) thu được x mol kết tủa ( ↓ ) . Yêu cầu. Tính :

1.Thể tích khí CO₂ .Thường có 2 ĐS.

Dạng 3: a mol CO₂ + Ca(OH)₂ hay Ba(OH)₂ → b mol kết tủa. Tính Ca(OH)₂

II. BÀI TẬP MẪU

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

III. 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