Chuyên đề Hóa học lớp 9: Nhiệt phân muối cacbonat và hidrocacbonat được TaiLieuViet sưu tầm và giới thiệu tới các bạn học sinh cùng quý thầy cô tham khảo. Tài liệu bao gồm Lý thuyết và phương pháp giải nhiệt phân muối hiđrocacbonat và muối cacbonat; bên cạnh đó là các bài tập vận dụng có đáp án giúp các em nắm vững kiến thức được học, từ đó học tốt Hóa 9 hơn. Sau đây mời các bạn tham khảo chi tiết. 

I. Lý thuyết và phương pháp giải nhiệt phân muối hiđrocacbonat và muối cacbonat

1. Nhiệt phân muối hiđrocacbonat (HCO3-)

Nhận xét: Tất cả các muối hiđrocacbonat đều kém bền nhiệt và bị phân huỷ khi đun nóng.

Phản ứng:

2M(HCO3)n → M2(CO3)n + nCO2 + nH2O

Ví dụ: 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O

2. Nhiệt phân muối cacbonat (CO32-)

Nhận xét: Các muối cacbonat không tan (trừ muối amoni) đều bị phân huỷ bởi nhiệt.

Phản ứng:

M2(CO3)n → M2On + CO2

VD: CaCO3 → CaO + CO2

  • Lưu ý:

Các phản ứng nhiệt phân muối cacbonat và hiđrocacbonat đều không thuộc phản ứng oxi hoá – khử.

Phản ứng nhiệt phân muối FeCO3 trong không khí có phản ứng:

FeCO3 → FeO + CO2

4FeO + O2 → 2Fe2O3

Mở rộng thêm:

Các dạng bài tập về muối Cacbonat

Khi cho từ từ dung dịch axit vào dung dịch muối cacbonat ( hoặc hỗn hợp muối cacbonat và hiđrocacbonat) thì phản ứng xảy ra theo thứ tự sau:

CO32- + H+ → HCO3–

HCO3– + H+ → CO2 ↑ + H2O

Khi cho từ từ dung dịch muối cacbonat ( hoặc hỗn hợp muối cacbonat và hiđrocacbonat) vào dung dịch axit thì phản ứng xảy ra đồng thời như sau:

CO32- + 2H+ → CO2 ↑ + H2O

HCO3– + H+ → CO2 ↑ + H2O

Khi cho muối hidrocacbonat tác dụng với dung dịch bazo sẽ tạo ra muối cacbonat

HCO3– + OH- → CO32- + H2O

Các muối cacbonat (trừ kim loại kiềm) và hidrocacbonat có phản ứng nhiệt phân.

II. Bài tập ví dụ minh họa

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Phương trình phản ứng tổng quát

nBaCO3 = 34,475/197 = 0,175 mol

nBaCO3 = 0,175 < nBa(OH)2

TH1 chỉ tạo thành muối cacbonat → nCO2 = nBaCO3 = 0,175 mol

→ nMCO3 = 0,175 mol → MMCO3 = 65,1/0,175 = 372

→ không có kim loại nào phù hợp

TH2 tạo thành hai muối BaCO3: 0,175 mol và Ba(HCO3)2: y mol

Bảo toàn nguyên tố Ba: 0,175 + y = 0,475 → y =0,3

nCO2 = nBaCO3 + 2nBa(HCO3)2 = 0,175 + 2.0,3 = 0,775 mol

nMCO3 = nCO2 = 0,775mol → MMCO3 = 65,1/0,775 = 84 → M = 24 → M: Mg

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

4FeCO3 + O2overset{t^{circ } }{rightarrow} 2Fe2O3 + 4CO2

x………………→ 0,5x ……. x

BaCO3overset{t^{circ } }{rightarrow} BaO + CO2

y …………..→.. y……y

nCO2 = x + y

Chất rắn Y gồm: Fe2O3 và BaO

Y + H2O dư: Chất rắn không tan là Fe2O3

→ 160.0,5x = 8 → x = 0,1 mol → nCO2 = 0,1 + y

BaO + H2O → Ba(OH)2

y.…………..→……..y

Dung dịch Z là dung dịch Ba(OH)2

Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O

y……. →…… y…… y

→ Số mol CO2 dư để hòa tan kết tủa BaCO3 là: (0,1+y) – y =0,1 mol

CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2

0,1…→…..0,1…………………..0,1

nBaCO3 = y – 0,1 = 9,85/197 = 0,05 mol → y = 0,15 mol

mFeCO3 = 0,1.116 = 11,6g

mBaCO3 = 0,15.197 = 29,77g

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Gọi x, y lần lượt là số mol của  FeCO3 và Fe(NO3)2

Phương trình phản ứng

4Fe(NO3)2overset{t^{circ } }{rightarrow} 2Fe2O3 + 8NO2 + O2

x     →       0,5x    →      2x      →    0,25x

4FeCO3 + O2overset{t^{circ } }{rightarrow} 2Fe2O3 + 4CO2

y    →  0,25y  →0,5y      →    y

Vì thu được hỗn hợp chứa 2 khí hiếm nên O2 phản ứng vừa hết với FeCO3

=> 0,25y = 0,25x => x = y

=> % theo khối lượng của FeCO3 trong hỗn hợp là

%m_{FeCO3} = frac{116.100%}{116 + 180} = 39,19%

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Gọi x, y lần lượt là số mol của FeCO3 và BaCO3

Phương trình phản ứng

4FeCO3 + O2overset{t^{circ } }{rightarrow} 2Fe2O3 + 4CO2

x →                       0,5x  →       x

BaCO3overset{t^{circ } }{rightarrow} BaO + CO2

y → y   →        y

Tổng số mol CO2 = x + y

Chất rắn Y gồm: Fe2O3 và BaO

Y + H2O dư: Chất rắn không tan là Fe2O3

=>160.0,5x = 8 =>x = 0,1 mol

BaO + H2O → Ba(OH)2

y → y

Dung dịch Z là dung dịch Ba(OH)2

Phương trình phản ứng

Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O

y →            y      →         y

CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2

0,1 →           0,1 mol

=>nBaCO3 = y – 0,1 = 0,05

=>y = 0,15 mol

=>mFeCO3 = 0,1.116 = 11,6 gam

mBaCO3 = 197.0,15 = 29,55 gam

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết 

Ta có

nCa(OH)2 = 0,03 mol

nKOH = 0,3 mol.

nCaCO3 = 0,03 mol ⇒ toàn bộ Ca(OH)2 kết tủa hết.

Nhiệt phân hoàn toàn a gam MgCO3

MgCO3 → MgO + CO2 (1)

Dẫn CO2 vào dung dịch bazơ

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (2)

0,03 →  0,03 → 0,03

KOH + CO2 → KHCO3 (3)

2KOH + CO2 → K2CO3 + H2O (4)

Từ phương trình (3), (4) và (5) → 0,03 ≤ nCO2 = nMgCO3 ≤ 0,03 + 0,3

→ 0,672 lít ≤ V ≤ 7,392 lít

→ 0,03.84 ≤ a ≤ 0,33.84

→ 2,53 gam ≤ a ≤ 27,72 gam

III.  Bài tập tự luyện có đáp án

Bài 1: Nhiệt phân hoàn toàn một hỗn hợp 17,4g M2CO3 và CaCO3. Đến khi phản ứng kết thúc thu được 8,6g chất rắn và V lít khí CO2 (đktc). Xác định V và kim loại M.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Vì p/ư hoàn toàn nên khối lượng hỗn hợp giảm chính là khối lượng CO2 thoát ra.

mCO2 = 17,4 – 8,6 = 8,8g => nCO2 = 0,2 mol => VCO2 = 4,48 lít.

Gọi a, b lần lượt là số mol M2CO3 và CaCO3. Có:

(1) a.(2M + 60) + 100b = 17,4

(2) a + b = 0,2 (bảo toàn nguyên tố C)

Từ (2) => b = 0,2 – a. Thay vào (1) được:

2aM + 60a + 100.(0,2-a) = 17,4

=> a = 1,3/(20 – M)

Mà a < 0,2 => 1,3/(20-M) < 0,2 => 20 – M > 6,5 => M < 13,5 => M là Liti.

Bài 2: Nung CaCO3 thu được V1 l khí. Sục khí vào 200ml dung dịch Ba(OH)2 0.5M được 3.94 g kết tủa. Tính khối lượng muối ban đầu.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

nBaCO3 = 3,94/197 = 0,02mol

nBa(OH)2 = 0,5.0,2 = 0,1 mol

CaCO3overset{t^{circ } }{rightarrow} CaO + CO2 (1)

Sục khí CO2 vào Ba(OH)2, theo bài ra có thể xảy ra các trường hợp sau:

TH1: CO2 thiếu, Ba(OH)2 dư.

⇒ nCO2 = nBaCO3= 0,02 mol

⇒ nCaCO3 = nCO2 = 0,02 mol

⇒ m = 0,02.100 = 2g

TH2: Cả 2 cùng hết , tạo 2 muối.

Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O (1)

0,02 ← 0,02 ← 0,02 mol

Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2 (2)

(0,1 – 0,02) → 0,08.2 mol

Từ (1) ⇒ nCO2 = 0,02 + 0,08 = 0,18 mol ⇒ nCO2 = 0,02 + 0,08 = 0,18 mol = nCaCO3

mCaCO3 = 18 gam

Bài 3: Nung 14,2 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hóa trị 2 được 7,6 gam chất rắn và khí X. Dẫn toàn bộ lượng khí X vào 100 ml dung dịch KOH 1M thì khối lượng muối thu được sau phản ứng là:

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

mCO2 = mmuoi−mran  = 14,2 – 7,6 = 6,6 g

⇒ nCO2 = 6,6/44 = 0,15mol

nKOH : nCO2 = 0,1:0,15 < 1

Vậy chỉ tạo muối KHCO3

⇒ mKHCO3 = nKOH = 0,1 mol

⇒ mKHCO3 = 0,1.100 = 10 g

Bài 4: Nhiệt phân hoàn toàn 15g muối cacbonat của 1 kim loại hóa trị II. Dẫn hết khí sinh ra vào 200g dung dịch NaOH 4% vừa đủ thì thu được dung dịch mới có nồng độ các chất tan là 6,63%. Xác định công thức muối đem nhiệt phân?

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Gọi công thức phân tử của muối cacbonat là RCO3

nNaOH = 0,2 mol

TH1 chất tan là 2 muối nên ta đặt Na2CO3 có số mol là x

2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

2x ← x ← x

NaOH + CO2 → NaHCO3

(0,2 – 2x) → (0,2 – 2x) → (0,2 – 2x)

nCO2 = 0,2 – x => mCO2 = (0,2 – x).44

Sau phản ứng: mdd = 200 + (0,2 – x).44

m chất tan = mNa2CO3 + mNaHCO3 = 106.x + 84.(0,2 – 2x)

Theo giả thiết: nồng độ các chất tan là 6,63%

=> frac{106.x+84.(0,2-2x)}{200+44.(0,2-x)}=frac{6,63}{100}Rightarrow x=0,05

⇒ nCO2 = nNa2CO3 + nNaHCO3 = 0,05 + 0,2−2.0,05 = 0,15mol

Bảo toàn nguyên tố C: nRCO3 = nCO2 = 0,15mol

=> MRCO3 = 15 / 0,15 = 100

=> R = 40

Công thức muối cacbonat là CaCO3

TH2: NaOH dư

Số mol NaOH dư = 2x

2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

0,2 – 2x ← 0,1 – x ←0,1 – x

Sau phản ứng: mdd = 200 + (0,1 – x).44

m chất tan = mNa2CO3 + mNaOH = 106.(0,1-x ) + 40.2.x

Theo gỉa thiết: nồng độ các chất tan là 6,63%

=> frac{106.(0,1-x)+80.(x)}{200+44.(0,1-x)}=frac{6,63100}{100}Rightarrow x=0,128

=> x = 0,128 > 0,1 (loại)

Bài 5: Khi nung 30 gam hỗn hợp CaCO3 và MgCO3 thì khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng chỉ bằng một nửa khối lượng ban đầu. Tính thành phần % theo khối lượng các chất ban đầu?

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Gọi x, y lần lượt là số mol của CaCO3 và MgCO3

Theo đề bài ta có: 100x + 84y = 30 (1)

Phương trình hóa học

CaCO3 → CaO + CO2

x → x mol

MgCO3 → MgO + CO2

y → y mol

Ta có theo đề bài khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng chỉ bằng một nửa khối lượng ban đầu.

mCaO + mMgO = 1/2.30 = 15 gam

→ 56x + 40y = 15 (2)

Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được: x = 15/176; y = 45/176

%mCaCO3 = (15/176.100)/30.100% = 28,4%

%mMgCO3 = 100% − 28,4% = 71,6%.

Bài 6. Cho 4,41 gam hỗn hợp 3 muối: K2CO3, Na2CO3 và BaCO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 4,74 gam muối khan. Thể tích khí CO2 sinh ra là:

Hướng dẫn trả lời câu hỏi

K2CO3 + 2HCl → 2KCl + CO2 + H2O

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O

BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + CO2 + H2O

=> PTTQ: R2(CO3)n + 2n HCl → 2RCln + nCO2 + nH2O

n →2n →n

Ta thấy chênh lệch khối lượng hai muối là

mCl− – mCO3 2-= 2.n.35,5 − n.60

Với n là số mol của muối ban đầu

Áp dụng công thức tính nhanh:

nCO2 = (mRCln − mR2(CO3)n):11= (4,74 − 4,41): 11= 0,03 mol

=> V = 0,03.22,4 = 0,672 lít

IV. Bài tập vận dụng liên quan 

Câu 1. Nung m gam hỗn hợp X gồm FeCO3, Fe(NO3)2 trong bình chân không đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được chất rắn là Fe2O3 và 10,08 lít (đktc) hỗn hợp chỉgồm hai khí. Nếu cho 1/2 hỗn hợp X trên tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư thì thu được tối đa bao nhiêu lít khí (đktc, sản phẩm khửduy nhất là NO)?

Câu 2. Nung m gam hỗn hợp E gồm hai muối cacbonat trung tính của 2 kim loại X và Y đều có hóa trị 2. Sau một thời gian thu được 3,36 lít CO2 đktc và còn lại hỗn hợp rắn Z. Cho Z tác dụng hết với dung dịch HCl dư rồi cho khí thoát ra hấp thụ hết bởi dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 15 gam kết tủa, phần dung dịch đem cô cạn thu được 32,5 gam hỗn hợp muối khan. Giá trị của m là:

Câu 3. Nung a gam đá vôi chứa 80% CaCO3 về khối lượng (phần còn lại là tạp chất trơ) một thời gian thu được chất rắn chứa 45,65% CaO. Hiệu suất phân huỷ CaCO3 là bao nhiêu

Với chuyên đề: Nhiệt phân muối cacbonat và hidrocacbonat trên đây chúng ta có thể hiểu rõ về các phản ứng hóa học, tính chất hóa học, áp dụng của nhiệt phân muối cacbonat.

Câu 4. Nung 14,2 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hóa trị 2 được 7,6 gam chất rắn và khí X. Dẫn toàn bộ lượng khí X vào 100 ml dung dịch KOH 1M thì khối lượng muối thu được sau phản ứng là bao nhiêu

Câu 5: Nhiệt phân hoàn toàn 15 gam muối cacbonat của 1 kim loại hóa trị II. Dẫn hết khí sinh ra vào 200 gam dung dịch NaOH 4% vừa đủ thì thu được dung dịch mới có nồng độ các chất tan là 6,63%. Xác định công thức muối đem nhiệt phân?

Câu 6: Khi nung 60 gam hỗn hợp CaCO3 và MgCO3 thì khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng chỉ bằng một nửa khối lượng ban đầu. Tính thành phần % theo khối lượng các chất ban đầu?

Câu 7. Hỗn hợp X gồm RCO3 và R’CO3. Nung m gam hỗn hợp X một thời gian thu được 3,36 lít khí CO2 (đktc) và còn lại chất rắn Y. Cho Y tác dụng với dung dịch HCl dư thu được dung dịch B và V lít khí CO2. Cho V lít khí CO2 hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ba(OH)2 thu được 9,85 gam gam kết tủa và dung dịch D. Đun nóng dung dịch D thu được tối đa 9,85 gam kết tủa nữa. Phần dung dịch B đem cô cạn thu được 38,15 gam muối khan. Tính m.

Câu 8. Nung m gam hỗn hợp X gồm 2 muối cacbonat trung hòa của 2 kim loại A, B đều có hóa trị II. Sau một thời gian thu được 3,36 lít khí CO2 (đktc), và còn lại hỗn hợp rắn Y. Cho Y tác dụng hết với dung dịch HCl dư, khí thoát ra hấp thụ hoàn toàn bởi dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 15 g kết tủa. Phần dung dịch đem cô cạn thu được 32,5g hỗn hợp muối khan. Viết phương trình phản ứng xảy ra và tính m.

Câu 9. Cho từ từ 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm Na2CO3 0,2M và KHCO3 0,1M vào 100 ml dung dịch HCl 0,2M, khuấy đều phản ứng hoàn toàn thu được V ml khí CO2 (đktc). Giá trị của V là

Câu 10. Cho 115,3 gam hỗn hợp 2 muối MgCO3 và RCO3 vào dung dịch H2SO4 loãng, thu được 4,48 lít khí CO2 đktc, chất rắn X và dung dịch Y chứa 12 gam muối. Nung X đến khối lượng không đổi, thu được chất rắn Z và 11,2 lít khí CO2 đktc. Khối lượng của Z là

………………………..

Trên đây, TaiLieuViet đã gửi tới các bạn Lý thuyết và các dạng bài tập Nhiệt phân muối cacbonat và hidrocacbonat Có đáp án. Hy vọng thông qua tài liệu này, các em học sinh sẽ dễ dàng giải các bài tập liên quan, từ đó học tốt môn Hóa 9 hơn.

Ngoài tài liệu trên, các bạn còn có thể tham khảo các Trắc nghiệm Hóa học 9, Giải sách bài tập Hóa 9, Giải bài tập Hóa học 9 giúp các bạn rèn luyện thêm kỹ năng giải đề và làm bài tốt hơn. Chúc các bạn học tốt.