Chuyên đề Hóa học 12 CO2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh giải bài tập Hóa học lớp 12 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.
1. Phương pháp và ví dụ CO2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm
Lý thuyết và Phương pháp giải
Tác dụng với NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2
Đối với bài toán này ta tính hệ số k:
Nếu:
PTHH tạo muối:
Lưu ý:
– Hấp thụ CO2 vào NaOH dư/ nước vôi dư chỉ tạo muối Na2CO3/ CaCO3.
– Hấp thụ CO2 dư vào NaOH/ nước vôi chỉ tạo muối NaHCO3/ Ca(HCO3)2.
– Hấp thụ CO2 vào NaOH tạo dung dịch muối. Sau đó thêm BaCl2 vào dung dịch muối thấy kết tủa. Thêm tiếp Ba(OH)2 dư vào thấy xuất hiện thêm kết tủa: tạo ra 2 muối Na2CO3và NaHCO3.
– Hấp thụ CO2 vào nước vôi trong thấy tạo kết tủa. Sau đó thêm NaOH dư vào thấy có kết tủa nữa: tạo ra 2 muối CaCO3 và Ca(HCO3)2.
– Hấp thụ CO2 vào nước vôi trong thấy tạo kết tủa, lọc bỏ kết tủa rồi đun nung nóng lọc lại thấy kết tủa trắng nữa: tạo ra 2 muối CaCO3 và Ca(HCO3)2.
– Nếu bài toán không cho bất kì dữ liệu nào thì phải cho trường hợp để giải.
Ví dụ minh họa
Bài 1: Nung 13,4 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hóa trị 2, thu được 6,8 gam chất rắn và khí X. Lượng khí X sinh ra cho hấp thụ vào 75ml dung dịch NaOH 1M. Khối lượng muối khan thu được sau phản ứng là:
A. 5,8 g
B. 6,5 g
C. 4,2 g
D. 6,3 g
Hướng dẫn:
Gọi công thức chung của hai muối cacbonat kim loại hóa trị II là RCO3
RCO3 −tº→ RO + CO2
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mCO2 = mRCO3 – mRO = 13,4 – 6,8 = 6,6 (g)
nCO2 = 0,15 mol
Ta có: nNaOH = 0,075 mol
⇒ tạo ra muối NaHCO3 và CO2 dư.
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Số mol CaCO3 nCaCO3 = 100/100 = 1 mol
Số mol CO2 nCO2 = nCaCO3 = 1 mol
Số mol NaOH nNaOH = 60/40 = 1,5 mol
Lập tỉ lệ k = nNaOH/nCO2 = 1,5/1 = 1,5
k = 1,5 phản ứng tạo ra hai muối NaHCO3 và Na2CO3
Gọi x, y lần lượt là số mol NaHCO3 và Na2CO3.
Theo bài ra ta có hệ
Khối lượng NaHCO3 m = 84.0,5 = 42 (g)
Khối lượng Na2CO3 m = 106.0,5 = 53 (g)
Bài 3: Cho 2,8 gam CaO tác dụng với một lượng nước lấy dư thu được dung dịch A. Sục 1,68 lít CO2 (đktc) vào dung dịch A.
a) Tính khối lượng kết tủa thu được.
b) Khi đun nóng dung dịch A thì khối lượng kết tủa thu được tối đa là bao nhiêu?
Hướng dẫn:
Ta có: nCaO = 2,8/56 = 0,05(mol) và nCO2 = 1,68/22,4 = 0,075(mol)
Phản ứng:
Lập tỉ lệ:
Như vậy, sau phản ứng tạo thành 2 muối:
⇒ mCaCO3 = 100(0,05 – 0,025) = 2,5(gam)
Khi đun nóng dung dịch:
Vậy khi đun nóng, khối lượng kết tủa thu được tối đa là 5 gam.
Bài 4: Cho V lít SO2 (đktc) vào 300 ml dung dịch Ca(OH)2 0,1M thu được 2,08 gam kết tủa. Tìm V.
Hướng dẫn:
Ta có: nCa(OH)2= 0,1 × 0,3 = 0,03 (mol)
Kết tủa là CaSO3 ⇒ nCaSO3 = 2,6/120 = 0018 (mol)
+) Trường hợp 1: Ca(OH)2 dư:
nSO2 = 0,018 (mol) ⇒ V = 0,4032 (lít)
+) Trường hợp 2: xảy ra xả 2 phản ứng.
nSO2 = 0,018 + 0,024 = 0,042 (mol) ⇒ V = 0,9408 (lít)
2. Bài tập trắc nghiệm CO2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm
Bài 1: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch gồm K2CO3 0,2M và KOH x mol/lít, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y. Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl2 (dư) thu được 11,82 gam kết tủa. Giá trị của X là:
A. 1,0
B. 1,4
C. 1,2
D. 1,6
Đáp án: B
Ta có: nCO2 = 0,1 mol; nBaCO3 = 11,82/197 = 0,06 mol; nK2CO3 = 0,02 mol
Khi sục CO2 vào dung dịch hỗn hợp K2CO3 và KOH, giả sử chỉ xảy ra phản ứng:
⇒ nK2CO3 trong dung dịch = 0,1 + 0,02 = 0,12 mol
Ta thấy n↓ = 0,12 → n↓ đề cho = 0,06 mol
Vậy trong phản ứng CO2 với KOH ngoài muối K2CO3 còn có muối KHCO3
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố C ta có:
nCtrong CO2 + nCTrong K2CO3 = nCTrong BaCO3 + nCTrong KHCO3
0,1 + 0,02 = 0,06 + x (x là số mol BaCO3)
x = 0,06
⇒ nKOH = 0,14 mol → [KOH] = 0,14/0,1 = 1,4M
Bài 2: Sục V lít CO2 (đktc) vào 150 ml dung dịch Ba(OH)2 1M sau phản ứng thu được 19,7 gam kết tủa. Tính V?
A. 2,24l
B. 3,36l
C. 4,48l
D. Cả A và C
Đáp án: D
Phản ứng có thể xảy ra là:
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (1)
2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2 (2)
Khi sục CO2 vào dung dịch Ba(OH)2, kết tủa thu được là BaCO3
Ta có: nBaCO3 = 19,7/197 = 0,1(mol) và nBa(OH)2 = 1.150/1000 = 0,15(mol)
So sánh thấy: nBaCO3 ≠ nBa(OH)2 nên có hai trường hợp:
Trường hợp 1: xảy ra phản ứng (1), tạo muối BaCO3, Ba(OH)2 còn dư:
Lúc đó: nCO2 = nBaCO3 = 0,1(mol)
Vậy: VCO2 = 0,1.22,4 = 2,24(lít)
Trường hợp 2: Xảy ra hai phản ứng, tạo muối (CO2 và Ba(OH)2 đều hết).
ở phản ứng (1) : nCO2pư(1) = nBa(OH)2pư (1) = nBaCO3 = 0,1(mol)
⇒ nBa(OH)2pư (2) = 0,15 – 0,1 = 0,05 (mol)
⇒ nCO2pư (2) = 2.0,05 = 0,1(mol)
Suy ra tổng số mol CO2: nCO2 = nCO2pư(1) + nCO2pư(2) = 0,1 + 0,1 = 0,2(mol)
⇒ VCO2 = 0,2.22,4 = 4,48 (lít)
Bài 3: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít CO2 (đktc) vào 125 ml dung dịch Ba(OH)2 1M, thu được dung dịch X. Coi thể tích dung dịch không thay đổi, nồng độ mol của chất tan trong dung dịch X là:
A. 0,4M
B. 0,2M
C. 0,6M
D. 0,1M
Đáp án: B
Ta có: nCO2 = 0,15 mol; nBa(OH)2 = 0,125 mol; nOH– = 0,25 mol
Ta thấy
→ tạo ra 2 muối.
PTPỨ:
Ta có hệ:
Bài 4: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít CO2 (đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 có nồng độ a mol/l, thu được 15,76 gam kết tủa. Giá trị của a là:
A. 0,032
B. 0,048
C. 0,06
D. 0,04
Đáp án: B
Ta có: nCO2 = 2,688/22,4 = 0,12 mol;
nBaCO3 = 11,82/197 = 0,06 mol
Do nCO2 ≠ nBaCO3 nên ngoài BaCO3 còn có Ba(HCO3)2 được tạo thành.
Theo phản ứng: ∑nBa(OH)2 = 0,08 + 0,02 = 0,1 mol
a = 0,1/2,5 = 0,04M
Bài 5: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí CO2 (ở đktc) vào m gam dung dịch hỗn hợp chứa 0,05 mol NaOH; 0,05mol KOH; 0,05 mol Ba(OH)2. Dung dịch sau phản ứng có khối lượng?
A. (m – 11,65) gam
B. (m + 6,6) gam
C. (m – 5,05) gam
D. (m – 3,25) gam
Đáp án: D
⇒ mdd = m + 0,15.44 – 197.0,05 = (m – 3,25) gam
Bài 6: Hấp thụ hoàn toàn 0,672lit khí CO2 (đktc) vào 1 lít dd gồm NaOH 0,025M và Ca(OH)20,0125M, thu được x gam kết tủa. Giá trị của x là:
A. 2,00
B. 0,75
C. 1,25
D. 1,00
Đáp án: C
nOH- = n NaOH + 2n Ca(OH)2 = 0,05 mol
nCO2 = 0,672/22,4 = 0,03 mol
⇒ x = 0,0125.100 = 1,25 g
Bài 7: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít CO2 ở (đktc) vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,2M, sinh ra m gam kết tủa. Giá trị của m là:
A. 19,70
B. 17,73
C. 9,85
D. 11,82
Đáp án: C
Ta có: nCO2 = 4,48/22,4 = 0,2 mol
nNaOH = 0,5.0,1 = 0,05 mol
nBa(OH)2 = 0,2.0,5 = 0,1 mol
Ta thấy:
Ta có hệ phương trình:
⇒ mBaCO3 = 0,05.197 = 9,85 g
Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn m gam FeS2 bằng một lượng O2 vừa đủ, thu được khí X. Hấp thụ hết X vào 1 lít dung dịch chứa Ba(OH)2 0,15M và KOH 0,1M, thu được dung dịch Y và 21,7 gam kết tủa. Cho Y vào dung dịch NaOH, thấy xuất hiện thêm kết tủa. Giá trị của m là:
A. 23,2
B. 12,6
C. 18,0
D. 24,0
Đáp án: C
PTPƯ:
Ta có: nBa(OH)2 = 0,15 mol
NKOH = 0,1 mol
Khi cho SO2 vào dung dịch Y thu được 21,7 (g) ↓ BaSO3. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH thấy xuất hiện thêm kết tủa, chứng tỏ trong dung dịch Y có ion HSO–3.
Vì: Ba2+ + HSO–3 + OH– → BaSO3↓ + H2O
Ta có: nBaCO3 = 0,1 mol
PTPƯ:
Ta có: nOH– = 0,4 – 0,2 = 0,2 mol
Theo ptpư (2), (3) ta có: nSO2 = 0,1 + 0,2 = 0,3 mol
Theo ptpư (1) ta có: nFeS2 = 1/2 nSO2 = 0,15 mol ⇒ mFeSO24 = 120.0,15 = 15 (g)
Mời các bạn tham khảo thêm các bài viết dưới đây của chúng tôi:
- Lý thuyết: Một số hợp chất quan trọng của nhôm
- Lý thuyết: Luyện tập tính chất của nhôm và hợp chất của nhôm
- Tính chất chung của kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm
- Chuỗi phản ứng hóa học của kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm
- Nhận biết, điều chế kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm
- Bài toán xác định tên kim loại
Trên đây TaiLieuViet đã giới thiệu tới các bạn CO2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm. Để có kết quả cao hơn trong học tập, TaiLieuViet xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Toán lớp 12, Giải bài tập Hóa học lớp 12, Giải bài tập Vật Lí 12, Tài liệu học tập lớp 12 mà TaiLieuViet tổng hợp và đăng tải.
