Tiêu đề BÀI TẬP NÂNG CAO CO2 VÀ DUNG DỊCH BASE - GV.docx ✅

BÀI TOÁN CO 2 TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH BASE VÀ MUỐI CARBONATE (Hệ nâng cao, các bài tập được giải theo phương pháp tự luận THCS) I. CO 2 TÁC DỤNG VỚI HỖN HỢP DUNG DỊCH BASE VÀ MUỐI CARBONATE (M 2 (CO 3 ) n ) 1. Dạng bài: Hấp thụ a mol CO 2 vào hỗn hợp dung dịch b mol NaOH và y mol Na 2 CO 3 (hoặc NaOH và K 2 CO 3 ) hoặc (Na 2 CO 3 và KOH). Sau phản ứng thu được dung dịch muối X (hoặc hỗn hợp muối). - Khi hấp thụ V lít khí CO 2 vào hỗn hợp dung dịch base M(OH) n và muối M 2 (CO 3 )n, ban đầu Base dư nên sẽ tạo ra muối carbonate trung hòa. Nếu CO 2 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: 2n23n2 223n23n nCO 2M(OH) M(CO) nHO(1) nCO M(CO) nHO 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 CO 2 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 CO 2 vào hỗn hợp dung dịch b mol NaOH và y mol Na 2 CO 3 . Sau phản ứng thu được dung dịch muối X (hoặc hỗn hợp muối). Hướng dẫn - Phương trình hóa học xảy ra: 2232 22323 CO 2NaOH NaCO HO(1) CO NaCO HO 2NaHCO(2)   - Giải theo bảo toàn nguyên tố C và Na, ta có: 223233 23233 CONaCO(ñeàcho)NaCO(taïothaønh)NaHCO NaOHNaCO(ñeà cho)NaCO(taïothaønh)NaHCO nnnn(I) n2n2nn(II)   - Giải theo phương trình hóa học. + Theo phương trình hóa học (1) 22 NaOH COCO(pö2) n n0,5b(mol)n(a0,5b) 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 CO 2 vào 200ml dung dịch hỗn hợp NaOH và Na 2 CO 3 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 223CONaCO 3,7185 n0,15(mol);n0,2.0,40,08(mol) 24,79 - Theo bài sau phản ứng thu được hỗn hợp muối → Muối gồm có: Na 2 CO 3 và NaHCO 3 . - Phương trình hóa học: 2232 22323 CO2NaOHNaCOHO(1) CONaCOHO2NaHCO(2)   - Gọi a, b lần lượt là mol của Na 2 CO 3 và NaHCO 3 trong hỗn hợp muối 106a84b19,98(I) - Bảo toàn nguyên tố C, ta có: 223233CONaCO(tröôùc)NaCO(sau)NaHCOnnnnab0,080,15(II) - Từ (I), (II) a0,03(mol);b0,2(mol) - Bảo toàn nguyên tố Na, ta có: 23233NaOHNaCO(tröôùc)NaCO(sau)NaHCONaOHn2n2nnn2.0,030,22.0,080,1(mol) → Nồng độ mol của NaOH trong dung dịch ban đầu là: M(NaOH) 0,1 C0,5M 0,2 * Cách 2: Giải theo phương trình hóa học. - Gọi x là mol của NaOH, theo phương trình hóa học (1). 22323 223 23 CO(1)NaCO(1)NaOHNaCO CO(2)NaCO(pö) NaCO(coøn laïi) 1 nnn0,5.x(mol)n(0,080,5x)(mol) 2 nn(0,150,5x)(mol) n(0,080,5x)(0,150,5x)(x0,07) (mol)     - Theo phương trình hóa học (2): 32NaHCOCO(2)n2n2(0,150,5x) - Theo bài: 233NaCONaHCOmm19,98106(x0,07)84(0,3x)19,98x0,1(mol) M(NaOH) 0,1 C0,5M 0,2 Bài 2. Hấp thụ hoàn toàn V lít CO 2 (đkc) vào bình đựng 400 ml dung dịch X gồm NaOH 1,2M và Na 2 CO 3 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 23NaOHNaCOn0,48(mol);n0,24(mol) - Nhận xét: Đề chưa cho biết thể tích của CO 2 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 Na 2 CO 3 và NaHCO 3 . - Phương trình hóa học:
2232 22323 CO2NaOHNaCOHO(1) CONaCOHO2NaHCO(2)   - Gọi a, b lần lượt là mol của Na 2 CO 3 và NaHCO 3 trong hỗn hợp Y 106a84b47,76(I) - Bảo toàn nguyên tố Na, ta có: 23233NaOHNaCO(tröôùc)NaCO(sau)NaHCOn2n2nn2ab0,482.0,24(II) - Từ (I), (II) a0,53(mol);b0,1(mol) (loại) * Trường hợp 2: Y gồm có Na 2 CO 3 và NaOH dư chỉ xảy ra phản ứng (1) - Gọi a, b lần lượt là mol của Na 2 CO 3 và NaOH trong hỗn hợp Y 106a40b47,76(III) - Bảo toàn nguyên tố Na, ta có: 2323NaOHNaCO(tröôùc)NaCO(sau)NaOH(dö)n2n2nn2ab0,482.0,24(IV) - Từ (III), (IV) a0,36(mol);b24(mol) (loại) - Bảo toàn nguyên tố C, ta có: 2232322323 2 CONaCO(tröôùc)NaCO(sau)CONaCO(sau)NaCO(tröôùc) CO nnnnnn0,360,240,12(mol) V0,12.24,792,9748(L)   Bài 3. Hấp thụ hoàn toàn 9,916 lít CO 2 (đkc) vào V lít dung dịch chứa NaOH 2,75M và K 2 CO 3 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 - 223CONaOHKCO 9,916 n0,4(mol);n2,75V(mol);nV(mol) 24,79 - Phương trình hóa học: 2232 22323 22323 CO2NaOHNaCOHO(1) 2,75V 0,5.2,75V (mol) CONaCOHO2NaHCO(2) a 2a (mol) COKCOHO2KHCO(3)    b 2b (mol) → Chất rắn khan gồm 4 muối: Na 2 CO 3 , NaHCO 3 , K 2 CO 3 , KHCO 3 ; đặt a, b là mol của Na 2 CO 3 và K 2 CO 3 phản ứng với CO 2 ở phương trình hóa học (2) và (3) 23 23 33 NaCO(coøn) KCO(coøn) NaHCOKHCO n1,375Va(mol) nVb(mol) n2a(mol);n2b(mol)         - Theo bài ta có: muoáim106(1,375Va)138(Vb)84.2a100.2b64,5283,75V62(ab)64,5(I) - Bảo toàn C: 223232333COKCONaCOKCO(sau)NaHCOKHCOnnnnnn0,4V(1,375a)(Vb)2a2b 2,75V2(ab)0,8(II)  
- Từ (I) và (II) V0,2(L)200ml ab0,125(mol)     Bài 4. Hấp thụ 4,958 lít khí CO 2 (đkc) vào 200 ml dung dịch chứa Na 2 CO 3 1,0M và KOH 1,5M. Sau khi phản ứng hoàn toàn được dung dịch Y. Cho dung dịch Ba(NO 3 ) 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 - 223COKOHNaCOn0,2(mol);n0,3(mol);n0,2(mol) - Ta có: 2 KOH CO n 12 n → Trong Y có chứa hỗn hợp muối Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , NaHCO 3 , KHCO 3 . - Phương trình hóa học: 2232 22323 22323 CO2KOHKCOHO(1) 0,3 0,15 (mol) CONaCOHO2NaHCO(2) a 2a (mol) COKCOHO2KHCO(3)    b 2b (mol) - Cho Ba(NO 3 ) 2 vào Y, các phương trình hóa học xảy ra: 322333 322333 Ba(NO)NaCOBaCO2NaNO(3) Ba(NO)KCOBaCO2KNO(4)   - Đặt a, b là mol của Na 2 CO 3 và K 2 CO 3 phản ứng với CO 2 ở phương trình hóa học (2) và (3) 23 23 33 NaCO(coøn) KCO(coøn) NaHCOKHCO n0,2a(mol)(I) n0,15b(mol)(II) n2a(mol);n2b(mol)         - Bảo toàn nguyên tố C, ta có: 223232333CONaCONaCO(dö)KCO(dö)NaHCOKHCOnnnnnn 0,20,20,2a0,15b2a2bab0,05(III)   - Theo phương trình hóa học (3, 4) ta có: 323233BaCONaCOKCOBaCOnnnn0,2a0,15b0,35(ab)(IV) Từ (III) và (IV) 33BaCOBaCOn0,3(mol)m0,3.19759,1(gam) Bài 5. Cho 3,7185 lít khí CO 2 (đkc) vào 400 ml dung dịch hỗn hợp KOH 0,25M và K 2 CO 3 0,4M thu được dung dịch X. Cho dung dịch BaCl 2 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 - 223COKOHKCOn0,15(mol);n0,1(mol);n0,16(mol) - Ta có: 223KOHCOKOHKCOn0,1n0,15nn0,26 → Trong X có chứa hỗn hợp muối K 2 CO 3 , KHCO 3 .