Title CHUYÊN ĐỀ BÀI TOÁN CO2, H2O + THAN NÓNG ĐỎ - GV.Image.Marked.pdf ✅

CHUYÊN ĐỀ CO2, H2O + THAN NÓNG ĐỎ A. DẠNG BÀI 1. Dạng 1: Hơi nước và khí CO2 qua than nóng đỏ, thu được hỗn hợp gồm CO, H2, CO2. 2. Dạng 2: Hơi nước qua than nóng đỏ B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI 1. Dạng bài: Hơi nước và khí CO2 qua than nóng đỏ, thu được hỗn hợp gồm CO, H2, CO2. - Kiểu bài:  X  Y 2 +C + x y m 2 2 2 2 2 CO CO hoãn hôïp oxit (Fe O ,CuO...) H H O dung dòch bazô (Ca(OH) ,Ba(OH) ...) m (g) keát tuûa CO              - Tùy từng bài mà ta phải sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố để giải. + Nguyên tắc bảo toàn: Tổng số mol nguyên tử của nguyên tố trước phản ứng = Tổng số mol nguyên tử của nguyên tố sau phản ứng: * Áp dụng bảo toàn nguyên tố đối với sơ đồ trên: - Bảo toàn nguyên tố O ta có: CO2 2 2 (tröôùc) H O CO CO (sau) 2n  n  n  n - Bảo toàn nguyên tố H ta có: H2O H2 H2O H2 2n  2n  n  n - Phương trình hóa học C + CO2 o t 2CO (1) 0,5x x C + H2O o t CO + H2 (2) y y y C + 2H2O o t CO2 + 2H2 (3) 2z z 2z Đặt x, y, z lần lượt là mol của CO, H2, CO2 trong Y, ta có: hhñaàu CO2 H2O  n = n + n = 0,5x + y + 2z (1) 2 2 hhsau CO H CO  n = n + n + n = x + 2y + 3z (2) - Nhân (1) với 2, ta có: 2 hhñaàu  n = x + 2y + 4z (1) - Lấy (1) – (2) ⟺ 2nhh đầu – nhh sau = z (nCO2 trong hỗn hợp sau) X Y CO2 (Y)  2n  n  n (*) CO H2 2 hhsau CO  n  n  n  n mà CO H2 [O] (trong oxide) n  n  n * Trường hợp dẫn hỗn hợp khí qua dung dịch Ca(OH)2, hoặc Ba(OH)2. - Nếu Ca(OH)2, hoặc Ba(OH)2 dư CO2 n n    - Nếu CO2 dư, kết tủa tan 1 phần CO2 OH OH CO2 n n  n n n  n         2. Bài tập vận dụng Bài 1. Dẫn 0,6 mol hỗn hợp gồm hơi nước và khí CO2 qua than nung đỏ, thu được 0,9 mol hỗn hợp X gồm CO, H2 và CO2. Cho X hấp thụ hết vào 200 ml dung dịch NaOH 2M, thu được dung dịch Y. Cho từ từ dung dịch Y vào 150 ml dung dịch HCl 1M, thu được V lít khí CO2 (đktc). Tinh giá trị của V. Hướng dẫn
- Phương trình hóa học C + CO2 o t 2CO (1) 0,5x x C + H2O o t CO + H2 (2) y y y C + 2H2O o t CO2 + 2H2 (3) 2z z 2z Đặt x, y, z lần lượt là mol của CO, H2, CO2 trong Y, ta có: hhñaàu CO2 H2O  n = n + n = 0,5x + y + 2z (1) Y CO H2 CO2  n = n + n + n = x + 2y + 3z (2) - Nhân (1) với 2, ta có: X  2n = x + 2y + 4z (1) - Lấy (1) – (2) ⟺ 2x + 2y + 4z – 2x – 2y – 3z = 2.0,6 – 0,9 → z = 0,3 (mol) = nCO2 (X) CO H2  n  n  0,9  0,3  0,6(mol) * Cho hỗn hợp Y vào dung dịch NaOH. - Theo bài ta có: 2 NaOH NaOH CO n 0,4 n 0,4(mol) 1,33 ( 1; 2) n 0,3       ⟹Tạo ra 2 muối: Na2CO3 (x mol) và NaHCO3 (y mol) - Phương trình hóa học: 2 2 3 2 2 3 CO 2NaOH Na CO H O (4) CO NaOH NaHCO (5)      2x y 0,4 x 0,1(mol) x y 0,3 y 0,2 (mol)              - Cho Y từ từ vào 0,15 mol HCl (do ban đầu HCl dư nên 2 muối phản ứng cùng lúc theo đúng tỉ lệ mol của chúng). 2 3 3 Na CO 2 3 3 NaHCO n 0,1 1 goïi a laø mol cuûa Na CO vaø 2a laø mol cuûa NaHCO taùc duïng vôùi HCl n 0,2 2     - Phương trình hóa học: 2 3 2 2 3 2 2 2HCl Na CO 2NaCl CO H O (6) HCl NaHCO NaCl CO H O (7)         2 2 HCl CO CO n 4a 4a 0,15 a 0,0375(mol) n 3a 0,1125(mol) V 0,1125.24,79 2,52(lít)             Bài 2. Dẫn 0,275 mol hỗn hợp X gồm hơi nước và khí CO2 qua carbon nung đỏ, thu được 0,475 mol hỗn hợp Y gồm CO, H2, CO2. Cho Y hấp thụ vào dung dịch chứa Ba(OH)2 dư, sau phản ứng thu được m gam kết tủa. Tính giá trị của m. Hướng dẫn - Phương trình hóa học C + CO2 o t 2CO (1) 0,5x x
C + H2O o t CO + H2 (2) y y y C + 2H2O o t CO2 + 2H2 (3) 2z z 2z Đặt x, y, z lần lượt là mol của CO, H2, CO2 trong Y, ta có: X CO2 H2O  n = n + n = 0,5x + y + 2z (1) Y CO H2 CO2  n = n + n + n = x + 2y + 3z (2) - Nhân (1) với 2, ta có: X  2n = x + 2y + 4z (1) - Lấy (1) – (2) X Y CO2 2 (Y) CO (Y)  2n  n  n  n  2.0,275  0,475  0,075 (mol) CO H2  n  n  0,9  0,3  0,6(mol) - Cho Y đi qua dung dịch Ba(OH)2 dư. CO2 B 2 3 2  a(OH) BaCO  H O - Theo phương trình hóa học: CO2 B 3 3 aCO BaCO n  n  0,075(mol)  m  0,075.197  14,775(gam) Bài 3. Dẫn 0,5 mol hỗn hợp X (gồm hơi nước và khí CO2) đi qua than nung đỏ, thu được 0,95 mol hỗn hợp Y gồm CO, CO2 và H2. Cho Y hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch có chứa 0,2 mol Ba(OH)2. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam kết tủa. Tính giá trị của m. Hướng dẫn - Phương trình hóa học: C + CO2 o t 2CO (1) 0,5x x C + H2O o t CO + H2 (2) y y y C + 2H2O o t CO2 + 2H2 (3) 2z z 2z Đặt x, y, z lần lượt là mol của CO, H2, CO2 trong Y, theo phương trình hóa học (1, 2, 3) ta có: X CO2 H2O  n = n + n = 0,5x + y + 2z (1) Y CO H2 CO2  n = n + n + n = x + 2y + 3z (2) - Nhân (1) với 2, ta có: X  2n = x + 2y + 4z (1) - Lấy (1) – (2) → X Y CO2 2 (Y) CO (Y) 2n  n  n  n  2.0,5  0,95  0,05 (mol) - Theo bài: 2 2 Ba(OH) CO 2n 0,4 8 n 0,05   → chỉ tạo ra kết tủa BaCO3 - Cho Y đi qua dung dịch Ba(OH)2 CO2 B 2 3 2  a(OH) BaCO  H O - Theo phương trình hóa học: CO2 B 3 3 aCO BaCO n  n  0,075(mol)  m  0,075.197  14,775(gam) Bài 4. Dẫn 0,09 mol hỗn hợp gồm hơi nước và khí CO2 qua carbon nung đỏ, thu được 0,15 mol hồn hợp khí Y gồm CO, H2 và CO2. Cho Y đi qua ống đựng CuO (dư, nung nóng) thu được chất rắn Z
gồm 2 chất. Cho Z vào dung dịch HCl dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chất rắn. Tính giá trị của m. Hướng dẫn - Sơ đồ tóm tắt: 2 2 2 2 +C +CuO dö HCl 2 2 2 2 2 CO O CO H O H O CO Cu CO CuO H CuCl H O Cu CO (dö) HCl,H O                      - Phương trình hóa học: o o o t 2 2 t 2 2 t 2 2 2 C CO CO (1) 0,5x x C H O CO H (2) y y y C 2H O CO 2H (3) 2z z 2z         * Cho Y đi qua ống đựng CuO (dư, nung nóng) thu được chất rắn gồm hỗn hợp 2 chất nên CuO còn dư. 2 2 2 2 2 CO CuO Cu CO (4) H CuO Cu H O (5) CuO 2HCl CuCl H O (6)          Đặt x, y, z lần lượt là mol của CO, H2, CO2 trong Y, theo phương trình hóa học (1, 2, 3) ta có: X CO2 H2O  n = n + n = 0,5x + y + 2z (1) Y CO H2 CO2  n = n + n + n = x + 2y + 3z (2) - Nhân (1) với 2 X  2n = x + 2y + 4z (1) - Lấy (1) – (2) → CO2Y X Y n  2n  n  2.0,09  0,15  0,03(mol) CO H2  n  n  0,15  0,03  0,12(mol) - Theo phương trình hóa học (4,5) ta có: CO H2 CuOphaûn öùng CuO Cu(taïo thaønh) CuOphaûn öùng Laïi coù n  n  n  n  0,12(mol)  m  n  0,12.64  7,68(gam) Bài 6. Đưa 0,04 mol hỗn hợp X gồm hơi nước và khí CO2 qua carbon nung đỏ, thu được 0,075 mol hỗn hợp Y gồm CO, H2 và CO2. Cho Y đi qua ống đựng 20 gam hỗn hợp gồm Fe2O3 và CuO (dư, nung nóng), sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chất rắn. Tính giá trị của m. A. 18,56. B. 19,04. C. 19,52. D. 18,88. Hướng dẫn - Phương trình hóa học: o o o t 2 2 t 2 2 t 2 2 2 C CO CO (1) 0,5x x C H O CO H (2) y y y C 2H O CO 2H (3) 2z z 2z        