Title CHUYÊN ĐỀ BÀI TOÁN CO2, H2O + THAN NÓNG ĐỎ (KIÊN).pdf ✅

Nguyễn Thành Kiên, tài liệu BD HSG KHTN 9 – PHẦN HÓA HỌC, Zalo: 0972521072 1 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: CO (tröôùc) H O CO CO (sau) 2 2 2 2n n n n + = + - Bảo toàn nguyên tố H ta có: H O H H O H 2 2 2 2 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 CO H O 2 2  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 CO (Y) 2  − = 2n n n (*) CO H hhsau CO 2 2  + = − n n n n mà CO H [O] (trong oxide) 2 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 CO CO 2 2 OH OH 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
Nguyễn Thành Kiên, tài liệu BD HSG KHTN 9 – PHẦN HÓA HỌC, Zalo: 0972521072 2 - 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 CO H O 2 2  n = n + n = 0,5x + y + 2z (1) Y CO H CO 2 2  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)
Nguyễn Thành Kiên, tài liệu BD HSG KHTN 9 – PHẦN HÓA HỌC, Zalo: 0972521072 3 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 CO H O 2 2  n = n + n = 0,5x + y + 2z (1) Y CO H CO 2 2  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 CO (Y) CO (Y) 2 2  − = → = − = 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. CO Ba(OH) BaCO H O 2 2 3 2 + ⎯⎯→ + - Theo phương trình hóa học: CO BaCO BaCO 2 3 3 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 CO H O 2 2  n = n + n = 0,5x + y + 2z (1) Y CO H CO 2 2  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 CO (Y) CO (Y) 2 2 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 CO Ba(OH) BaCO H O 2 2 3 2 + ⎯⎯→ + - Theo phương trình hóa học: CO BaCO BaCO 2 3 3 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.
Nguyễn Thành Kiên, tài liệu BD HSG KHTN 9 – PHẦN HÓA HỌC, Zalo: 0972521072 4 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 CO H O 2 2  n = n + n = 0,5x + y + 2z (1) Y CO H CO 2 2  n = n + n + n = x + 2y + 3z (2) - Nhân (1) với 2 X  2n = x + 2y + 4z (1) - Lấy (1) – (2) → CO Y2( ) 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 H CuO Cu(taïo thaønh) 2 CuO phaûn öùng 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 + ⎯⎯→ + ⎯⎯→ + + ⎯⎯→ + * Cho Y đi qua ống đựng Fe2O3, CuO (dư, nung nóng): Đặt công thức chung của oxide là MxOy