Bài 16: Hợp chất của cacbon

1.1.1. Tính chất vật lý

• Là chất khí không màu, không mùi, không vị
• Hơi nhẹ hơn không khí, ít tan trong nước
• Hóa lỏng ở -191,5⁰C, hóa rắn ở -205,5⁰C, rất bền với nhiệt
• CO là khí rất độc

1.1.2. Tính chất hóa học

CO là oxít không  tạo muối (oxít trung tính)

Ở t^O thường, không tác dụng với H₂O, axít, kiềm.

Tính khử

CO cháy trong oxi hoặc không khí: 2CO + O₂  2CO₂

Tác dụng với nhiều oxít  kim loại (đứng sau Al)

3CO + Fe₂O₃  3CO₂ + 2Fe

1.1.3. Điều chế           

Trong Phòng thí nghiệm

HCOOH CO + H₂O

Trong công nghiệp

Hình 1: Sơ đồ lò gas

• C + H₂O    CO + H₂ (khí than ướt)
• CO₂ + C    2CO (khí than khô)

1.2.1. Tính chất vật lý

• Chất khí, không màu, nặng gấp 1,5 lần không khí
• Tan không nhiều trong nước
• Ở trạng thái rắn, CO₂ tạo thành một khối trắng gọi là "nước đá khô". Nước đá khô không nóng chảy mà thăng hoa, dùng để tạo môi trường lạnh, không có hơi ẩm.

1.2.2. Tính chất hóa học

CO₂ là khí không duy trì sự sống và sự cháy.

CO₂ là oxít axít

• Tan trong nước tạo H₂CO₃.

CO_2(k) + H₂O_(l)  \(\leftrightarrows\)H₂CO₃ (dd).

• Tác dụng với dung dịch bazơ:

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O (Nhận biết CO₂)

2CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂

1.2.3. Điều chế

Trong Phòng thí nghiệm

CaCO₃ +2HCl→ CaCl₂+CO₂+ H₂O.

Trong Công nghiệp

CaCO₃ CaO + CO₂

1.3.1. Axít cacbonic

• H₂CO₃ là axít 2 nấc rất yếu, kém bền phân huỷ thành CO₂ và H₂O.

H₂CO₃  \(\leftrightarrows\)H⁺ + HCO₃^-

HCO₃^- \(\leftrightarrows\) H⁺ + CO₃ ^2-

• Tác dụng với dd kiềm → muối
  • Trung hoà: Na₂CO₃, CaCO₃…
  • Axít: NaHCO₃, Ca(HCO₃)₂…

1.3.2. Muối cacbonat

Tính chất

• Tính tan

  • Muối cacbonat của kim loại kiềm, amoni và đa số các muối hidrocacbonat đều tan trong nước

  • Muối cacbonat của kim loại khác không tan trong nước

• Tác dụng với axít (Nhận biết muối cacbonat)

NaHCO₃ + HCl → NaCl + CO₂ + H₂O

HCO₃^- + H⁺ →CO₂ + H₂O

Na₂CO₃ + 2HCl → NaCl+CO₂ + H₂O

CO₃^2- + 2H⁺ → CO₂ + H₂O

Video 1: Phản ứng giữa NaHCO₃ và dung dịch HCl

Tác dụng với dd kiềm

Muối hidrocacbonat tác dụng với dd kiềm.

NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

HCO₃^- + OH^- → CO₃^2- + H₂O

• Phản ứng nhiệt phân
  • Muối cacbonat tan: Không bị nhiệt phân.
  • Muối cacbonat ko tan  oxít kim loại + CO₂.

VD: Mg CO_3(r)  MgO_(r) + CO_2(k)

• Muối hidrocacbonat  CO₃^2- + CO₂ + H₂O.

VD: 2 NaHCO_3(r)  Na₂CO_3(r) + CO₂ + H₂O

Video 2: Thí nghiệm nhiệt phân muối Natri hidrocacbonat

1.3.3. Ứng dụng

CaCO₃ là chất bột màu trắng, nhẹ, được dùng làm chất độn trong một số ngành công nghiệp.

Bài 1:

Cho khí CO đi qua ống chứa 0,04 mol X gồm FeO và Fe₂O₃ đốt nóng, ta nhận được 4,784 gam chất rắn Y (gồm 4 chất), khí đi ra khỏi ống dẫn qua dung dịch Ba(OH)₂ dư thì thu được 9,062 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng FeO trong hỗn hợp X là:

Hướng dẫn:

\({n_{C{O_2}}} = {n_{BaC{O_3}}} = 0,046{\rm{ }}(mol)\)

Bảo toàn nguyên tố C ta có :  \({n_{CO}} = {n_{C{O_2}}} = 0,046(mol)\)

Bảo toàn khối lượng : 

\(\begin{array}{l} {\rm{ }}{m_{hh}} + {m_{CO}} = {m_Y} + {m_{C{O_2}}}\\ \Leftrightarrow {m_{hh}} = {m_Y} + {m_{C{O_2}}} - {m_{CO}}\\ \Leftrightarrow {m_{hh}} = 4,784 + 0,046.44 - 0,046.28 = 5,52(gam) \end{array}\)

Gọi số mol của FeO và Fe₂O₃ lần lượt là x và y :

\(\left\{ \begin{array}{l} x + y = 0,04\\ 72{\rm{x}} + 160y = 5,52 \end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l} x = 0,01{\rm{ }}(mol)\\ y = 0,03{\rm{ }}(mol) \end{array} \right.\)

\(\% {m_{FeO}} = \frac{{0,01.72}}{{5,52}}.100 = 13,04\)

Bài 2:

Cho V lít hỗn hợp khí (ở đkc) gồm CO và H₂ phản ứng với một lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO và Fe₃O₄ nung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,48gam. Giá trị của V là 

Hướng dẫn:

m chất rắn giảm = m hỗn hợp khí tăng

CO \(\overset{O^{2-}}{\rightarrow}\)CO₂\(\nearrow\)

H₂ \(\overset{O^{2-}}{\rightarrow}\) H₂O\(\nearrow\)

1 mol hỗn hợp (CO, H₂) phản ứng \(\Rightarrow\) m chất rắng giảm 16g

\(\Rightarrow\) n(CO, H₂)phản ứng =\(\frac{16}{16}=1 mol\)

\(nO^{2-}=\frac{0,48}{16}=0,03\)

n(CO + H₂)=0,03

V = 0,672 (lít)

Sau bài học cần nắm:

• Tính chất vật lí của CO và CO2
• Tính chất vật lí, tính chất hóa học của muối cacbonat (nhiệt phân, tác dụng với axit).
• Cách nhận biết muối cacbonat bằng phương pháp hoá học.

Bài kiểm tra Trắc nghiệm Hóa học 11 Bài 16 có phương pháp và lời giải chi tiết giúp các em luyện tập và hiểu bài.

• Câu 1:

  Khí có mặt trong thành phần khí quyển gây nên hiệu ứng nhà kính là :

  • A. O₂
  • B. CO₂
  • C. SO₃
  • D. N₂

• Câu 2:

  Ở điều kiện thích hợp xảy ra các phản ứng sau:

  (a) 2C + Ca → CaC₂.              (b) C + 2H₂ → CH₄.        

  (c) C + CO₂ → 2CO.              (d) 3C + 4Al  → Al₄C₃.

  Trong các phản ứng trên, tính khử của cacbon thể hiện ở phản ứng

  • A. a
  • B. b
  • C. c
  • D. d

• Câu 3:

  Khi ủ than tổ ong một khí rất độc, không màu, không mùi được tạo ra. Khí đó là:

  • A. NO₂.
  • B. CO.
  • C. CO₂.
  • D. SO₂.

• Câu 4:

  “Nước đá khô” không nóng chảy mà thăng hoa nên được dùng để tạo môi trường lạnh và khô rất tiện cho việc bảo quản thực phẩm. Nước đá khô là:

  • A. CO rắn
  • B. CO₂ rắn
  • C. H₂O rắn
  • D. SO₂ rắn

• Câu 5:

  CO₂ không phản ứng với chất nào trong các chất sau:

  • A. NaOH.
  • B. CaO.
  • C. O₂.
  • D. Mg.

Câu 3- Câu 5: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

Các em có thể hệ thống lại nội dung bài học thông qua phần hướng dẫn Giải bài tập Hóa học 11 Bài 16.

Bài tập 16.1 trang 23 SBT Hóa học 11

Bài tập 16.2 trang 23 SBT Hóa học 11

Bài tập 16.3 trang 24 SBT Hóa học 11

Bài tập 16.4 trang 24 SBT Hóa học 11

Bài tập 16.5 trang 24 SBT Hóa học 11

Bài tập 16.6 trang 24 SBT Hóa học 11

Bài tập 1 trang 87 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 2 trang 88 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 3 trang 88 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 4 trang 88 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 5 trang 88 SGK Hóa học 11 nâng cao

Bài tập 6 trang 88 SGK Hóa học 11 nâng cao

Trong quá trình học tập nếu có bất kì thắc mắc gì, các em hãy để lại lời nhắn ở mục Hỏi đáp để cùng cộng đồng Hóa Chúng tôi thảo luận và trả lời nhé.