Tiêu đề BÀI TẬP NÂNG CAO CO2 VÀ DUNG DỊCH BASE - GV.Image.Marked.pdf ✅

BÀI TOÁN CO2 TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH BASE VÀ MUỐI CARBONATE (Hệ nâng cao, các bài tập được giải theo phương pháp tự luận THCS) I. CO2 TÁC DỤNG VỚI HỖN HỢP DUNG DỊCH BASE VÀ MUỐI CARBONATE (M2(CO3)n) 1. Dạng bài: Hấp thụ a mol CO2 vào hỗn hợp dung dịch b mol NaOH và y mol Na2CO3 (hoặc NaOH và K2CO3) hoặc (Na2CO3 và KOH). Sau phản ứng thu được dung dịch muối X (hoặc hỗn hợp muối). - Khi hấp thụ V lít khí CO2 vào hỗn hợp dung dịch base M(OH)n và muối M2(CO3)n, ban đầu Base dư nên sẽ tạo ra muối carbonate trung hòa. Nếu CO2 còn dư sẽ tiếp tục phản ứng với muối carbonate trung hòa để tạo thành muối hydrogen carbonate. - Thông thường bài toán dạng này sẽ cho ra hỗn hợp 2 muối carbonate và hydrogen carbonate. - Phương trình hóa học: 2 n 2 3 n 2 2 2 3 n 2 3 n nCO 2M(OH) M (CO ) nH O (1) nCO M (CO ) nH O 2M(HCO ) (2)       2. Phương pháp giải: - Sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố. Tổng số mol nguyên tử (X) ban đầu = Tổng số mol nguyên tử (X) sau phản ứng. - Đặt ẩn mol, tính toán dựa trên phương trình hóa học xảy ra. * Chú ý: - Khi đề bài không cho biết cụ thể lượng CO2 phản ứng hoặc lượng M(OH)n hoặc chất thu được sau phản ứng thì sẽ xảy ra các trường hợp: + Trường hợp 1: Chất thu được bao gồm 2 muối carbonate và hydrogen carbonate. + Trường hợp 2: Chất thu được bao gồm muối carbonnate và Base dư. * Xét ví dụ: Hấp thụ a mol CO2 vào hỗn hợp dung dịch b mol NaOH và y mol Na2CO3. Sau phản ứng thu được dung dịch muối X (hoặc hỗn hợp muối). Hướng dẫn - Phương trình hóa học xảy ra: 2 2 3 2 2 2 3 2 3 CO 2NaOH Na CO H O (1) CO Na CO H O 2NaHCO (2)       - Giải theo bảo toàn nguyên tố C và Na, ta có: 2 2 3 2 3 3 2 3 2 3 3 CO Na CO (ñeà cho) Na CO (taïo thaønh) NaHCO NaOH Na CO (ñeà cho) Na CO (taïo thaønh) NaHCO n n n n (I) n 2n 2n n (II)       - Giải theo phương trình hóa học. + Theo phương trình hóa học (1) 2 2 NaOH CO CO (pö 2) n n 0,5b (mol) n (a 0,5b) 2      - Dựa trên phương trình hóa học ta tính được tổng số mol của muối carbonate, số mol của muối carbonate tan ra, còn lại; số mol của muối hydrogen carbonate * Đối với cấp THPT sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố và bảo toàn điện tích bài tập dạng này sẽ trở nên đơn giản, ngắn gọn.
3. Bài tập vận dụng Bài 1. Hấp thụ 3,7185 lít khí CO2 vào 200ml dung dịch hỗn hợp NaOH và Na2CO3 0,4M, thu được dung dịch có chứa 19,98 gam hỗn hợp muối. Nồng độ mol của NaOH trong dung dịch ban đầu là A. 0,75M. B. 0,70M. C. 0,60M. D. 0,50M. Hướng dẫn 2 2 3 CO Na CO 3,7185 n 0,15 (mol);n 0,2.0,4 0,08 (mol) 24,79     - Theo bài sau phản ứng thu được hỗn hợp muối → Muối gồm có: Na2CO3 và NaHCO3. - Phương trình hóa học: 2 2 3 2 2 2 3 2 3 CO 2NaOH Na CO H O (1) CO Na CO H O 2NaHCO (2)       - Gọi a, b lần lượt là mol của Na2CO3 và NaHCO3 trong hỗn hợp muối 106a  84b  19,98 (I) - Bảo toàn nguyên tố C, ta có: 2 2 3 2 3 3 CO Na CO (tröôùc) Na CO (sau) NaHCO n  n  n  n a  b  0,08 0,15 (II) - Từ (I), (II)  a  0,03(mol); b  0,2 (mol) - Bảo toàn nguyên tố Na, ta có: N 2 3 2 3 3 aOH Na CO (tröôùc) Na CO (sau) NaHCO NaOH n  2n  2n  n n  2.0,03 0,2  2.0,08  0,1(mol) → Nồng độ mol của NaOH trong dung dịch ban đầu là: M (NaOH) 0,1 C 0,5 M 0,2   * Cách 2: Giải theo phương trình hóa học. - Gọi x là mol của NaOH, theo phương trình hóa học (1). 2 2 3 2 3 2 2 3 2 3 CO (1) Na CO (1) NaOH Na CO CO (2) Na CO (pö ) Na CO (coøn laïi) 1 n n n 0,5.x (mol) n (0,08 0,5x) (mol) 2 n n (0,15 0,5x) (mol) n (0,08 0,5x) (0,15 0,5x) (x 0,07) (mol)                   - Theo phương trình hóa học (2): N 3 2 aHCO CO (2) n  2n  2(0,15 0,5x) - Theo bài: N 2 3 3 m a CO mNaHCO  19,98106(x  0,07)  84(0,3 x) 19,98x  0,1(mol) M (NaOH) 0,1 C 0,5 M 0,2    Bài 2. Hấp thụ hoàn toàn V lít CO2 (đkc) vào bình đựng 400 ml dung dịch X gồm NaOH 1,2M và Na2CO3 0,6M, thu được dung dịch Y. Kết tinh dung dịch Y (chỉ làm bay hơi nước) thu được 47,76 gam chất rắn khan. Tính giá trị của V. Hướng dẫn N 2 3 aOH Na CO n  0,48 (mol); n  0,24 (mol) - Nhận xét: Đề chưa cho biết thể tích của CO2 và không nêu rõ Y gồm những chất nào nên đối với bài tập này ta cần chia trường hợp để giải. * Trường hợp 1: Y gồm có Na2CO3 và NaHCO3. - Phương trình hóa học: 2 2 3 2 2 2 3 2 3 CO 2NaOH Na CO H O (1) CO Na CO H O 2NaHCO (2)      
- Gọi a, b lần lượt là mol của Na2CO3 và NaHCO3 trong hỗn hợp Y106a  84b  47,76 (I) - Bảo toàn nguyên tố Na, ta có: N 2 3 2 3 3 aOH Na CO (tröôùc) Na CO (sau) NaHCO n  2n  2n  n 2a  b  0,48 2.0,24 (II) - Từ (I), (II)  a  0,53(mol); b  0,1(mol) (loại) * Trường hợp 2: Y gồm có Na2CO3 và NaOH dư chỉ xảy ra phản ứng (1) - Gọi a, b lần lượt là mol của Na2CO3 và NaOH trong hỗn hợp Y106a  40b  47,76 (III) - Bảo toàn nguyên tố Na, ta có: N 2 3 2 3 aOH Na CO (tröôùc) Na CO (sau) NaOH(dö) n  2n  2n  n 2a  b  0,48 2.0,24 (IV) - Từ (III), (IV)  a  0,36(mol); b  24 (mol) (loại) - Bảo toàn nguyên tố C, ta có: 2 2 3 2 3 2 2 3 2 3 2 CO Na CO (tröôùc) Na CO (sau) CO Na CO (sau) Na CO (tröôùc) CO n n n n n n 0,36 0,24 0,12 (mol) V 0,12.24,79 2,9748 (L)            Bài 3. Hấp thụ hoàn toàn 9,916 lít CO2 (đkc) vào V lít dung dịch chứa NaOH 2,75M và K2CO3 1M, cô cạn dung dịch sau phản ứng ở nhiệt độ thường thu được 64,5 gam chất rắn khan gồm 4 muối. Tính giá trị của V. Hướng dẫn - CO2 N 2 3 aOH K CO 9,916 n 0,4 (mol); n 2,75V (mol); n V (mol) 24,79     - Phương trình hóa học: 2 2 3 2 2 2 3 2 3 2 2 3 2 3 CO 2NaOH Na CO H O (1) 2,75V 0,5.2,75V (mol) CO Na CO H O 2NaHCO (2) a 2a (mol) CO K CO H O 2KHCO (3)          b 2b (mol) → Chất rắn khan gồm 4 muối: Na2CO3, NaHCO3, K2CO3 , KHCO3; đặt a, b là mol của Na2CO3 và K2CO3 phản ứng với CO2 ở phương trình hóa học (2) và (3) 2 3 2 3 3 3 Na CO (coøn) K CO (coøn) NaHCO KHCO n 1,375V a (mol) n V b (mol) n 2a (mol); n 2b (mol)             - Theo bài ta có: mmuoái  106(1,375V  a)  138(V  b)  84.2a  100.2b  64,5  283,75V  62(a  b)  64,5 (I) - Bảo toàn C: 2 2 3 2 3 2 3 3 3 CO K CO Na CO K CO (sau) NaHCO KHCO n n n n n n 0,4 V (1,375 a) (V b) 2a 2b 2,75V 2(a b) 0,8 (II)                  - Từ (I) và (II) V 0,2 (L) 200 ml a b 0,125 (mol)        
Bài 4. Hấp thụ 4,958 lít khí CO2 (đkc) vào 200 ml dung dịch chứa Na2CO3 1,0M và KOH 1,5M. Sau khi phản ứng hoàn toàn được dung dịch Y. Cho dung dịch Ba(NO3)2 dư vào Y được m gam kết tủa. Giá trị của m là A. 68,95 B. 59,10 C. 49,25 D. 39,40 Hướng dẫn - CO2 KOH N 2 3 a CO n  0,2 (mol); n  0,3 (mol); n  0,2 (mol) - Ta có: 2 KOH CO n 1 2 n   → Trong Y có chứa hỗn hợp muối Na2CO3, K2CO3, NaHCO3, KHCO3. - Phương trình hóa học: 2 2 3 2 2 2 3 2 3 2 2 3 2 3 CO 2KOH K CO H O (1) 0,3 0,15 (mol) CO Na CO H O 2NaHCO (2) a 2a (mol) CO K CO H O 2KHCO (3)          b 2b (mol) - Cho Ba(NO3)2 vào Y, các phương trình hóa học xảy ra: 3 2 2 3 3 3 3 2 2 3 3 3 Ba(NO ) Na CO BaCO 2NaNO (3) Ba(NO ) K CO BaCO 2KNO (4)         - Đặt a, b là mol của Na2CO3 và K2CO3 phản ứng với CO2 ở phương trình hóa học (2) và (3) 2 3 2 3 3 3 Na CO (coøn) K CO (coøn) NaHCO KHCO n 0,2 a (mol) (I) n 0,15 b (mol) (II) n 2a (mol); n 2b (mol)             - Bảo toàn nguyên tố C, ta có: 2 2 3 2 3 2 3 3 3 CO Na CO Na CO (dö ) K CO (dö ) NaHCO KHCO n n n n n n 0,2 0,2 0,2 a 0,15 b 2a 2b a b 0,05 (III)                 - Theo phương trình hóa học (3, 4) ta có: B 3 2 3 2 3 3 aCO Na CO K CO BaCO n  n  n n  0,2  a  0,15 b  0,35(a  b) (IV) Từ (III) và (IV) B 3 3 aCO BaCO n  0,3 (mol) m  0,3.197  59,1(gam) Bài 5. Cho 3,7185 lít khí CO2 (đkc) vào 400 ml dung dịch hỗn hợp KOH 0,25M và K2CO3 0,4M thu được dung dịch X. Cho dung dịch BaCl2 dư vào dung dịch X thu được kết tủa, lọc lấy kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Tính giá trị của m. Hướng dẫn - CO2 KOH K2CO3 n  0,15 (mol); n  0,1(mol); n  0,16 (mol) - Ta có: KOH CO2 KOH K2CO3 n  0,1 n  0,15  n  n  0,26 → Trong X có chứa hỗn hợp muối K2CO3, KHCO3. - Phương trình hóa học: