BÀI TOÁN CO2 TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH KIỀM
Định hướng tư duy giải
Khi cho CO2 vào thì CO2 sẽ làm 2 nhiệm vụ:
Nhiệm vụ đầu tiên: Đưa nên cực đại.
Phương trình: \(C{O_2} + 2O{H^ - } \to CO_3^{2 - } + {H_2}O\)
Nhiệm vụ thứ hai: (Nếu CO2 dư): Đưa về thành HCO3-
Phương trình: \(C{O_2} + CO_3^{2 - } + {H_2}O \to 2HCO_3^ - \)
Do đó để xử lý nhanh loại toán này các bạn phải xem CO2 làm mấy nhiệm vụ? Thường thì các bài toán đều cho CO2 làm cả 2 nhiệm vụ và nhiệm vụ 2 chưa hoàn thành (có 2 muối)
Chú ý : Nếu có 2 muối tạo ra thì \({n_{CO_3^{2 - }}} = {n_{O{H^ - }}} - {n_{C{O_2}}}\)
Ví dụ 1: Hấp thụ hoàn toàn 1,12 lít khí CO2 (đktc) vào 200ml dung dịch KOH 1M, thu được dung dịch X . Cho từ từ dung dịch HCl 2,5M vào X đến khi bắt đầu có khí sinh ra thì hết V ml. Giá trị của V là:
A. 80 B. 60 C. 40 D. 100
Định hướng tư duy giải
Ta có : \({n_{C{O_2}}} = 0,05(mol) \to \left\{ \begin{array}{l} CO_3^{2 - }:0,05\\ O{H^ - }:0,1 \end{array} \right.\)
Bắt đầu có khí có nghĩa là OH- hết và \(CO_3^{2 - } \to HCO_3^ - \)
\( \to {n_{{H^ + }}} = 0,1 + 0,05 = 0,15 \to V = \frac{{0,15}}{{2,5}} = 0,06\)
Ví dụ 2: Hấp thụ 3,36 lít CO2 vào 200,0 ml dung dịch hỗn hợp NaOH xM và Na2CO3 0,4M thu được dung dịch X có chứa 19,98 gam hỗn hợp muối khan. Nồng độ mol/l của NaOH trong dung dịch ban đầu là:
A. 0,70M B. 0,75M C. 0,50M D. 0,60M
Định hướng tư duy giải
Ta có : \({n_{C{O_2}}} = 0,15(mol)\, + \,\left\{ \begin{array}{l} NaOH:0,2x\\ N{a_2}C{O_3}:0,08 \end{array} \right.\,\,\,\,\,\, \to 19,98\left\{ \begin{array}{l} NaHC{O_3}:a\\ N{a_2}C{O_3}:0,23 - a \end{array} \right.\)
\(BTKL:19,98 = 84a + 106(0,23 - a)\,\,\,\,\,\, \to a = 0,2\)
Và \(\to 0,2x + 0,08.2 = 0,2 + 0,03.2\,\,\, \to x = 0,5M\)
Ví dụ 3: Cho 1,792 lít khí CO2 (ở đktc) hấp thụ hết vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,2M và Ba(OH)2 0,12M thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là :
A. 4,728. B. 3,940. C. 1,576. D. 2,364.
Định hướng tư duy giải
Ta có :
\(\left\{ \begin{array}{l} {n_{C{O_2}}} = 0,08(mol)\\ \sum {{n_{O{H^ - }}} = 0,088} \end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l} {n_{CO_3^{2 - }}} = {n_{O{H^ - }}} - {n_{C{O_2}}} = 0,008\\ {n_{B{a^{2 + }}}} = 0,024 \end{array} \right.\)
\( \to m = 0,008.197 = 1,576(gam)\)
Ví dụ 4: Cho m gam cacbon tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được V lít ở đktc hỗn hợp khí X gồm CO2 và SO2. Hấp thụ hết X bằng dung dịch NaOH vừa đủ thu được dung dịch Y chỉ chứa hai muối trung hòa. Cô cạn dung dịch Y thu được 35,8 gam muối khan. Giá trị của m và V lần lượt là :
A. 2,4 và 6,72 B. 2,4 và 4,48
C. 1,2 và 22,4 D. 1,2 và 6,72
Định hướng tư duy giải
\( \to {V_X}\left\{ \begin{array}{l} C{O_2}:a(mol)\\ S{O_2}:2a \end{array} \right. \to 35,8\left\{ \begin{array}{l} CO_3^{2 - }:a\\ SO_3^{2 - }:2a\\ N{a^ + }:6a \end{array} \right. \to a = 0,1(mol)\)
\(\to \left\{ \begin{array}{l} m = 12.0,1 = 1,2(gam)\\ V = 0,1.3.22,4 = 6,72(l) \end{array} \right.\)
Ví dụ 5: Hấp thụ hết 0,2 mol khí CO2 vào 100 ml dung dịch chứa đồng thời NaOH 1,5M và Na2CO3 1M thu được dung dịch X. Cho dung dịch BaCl2 dư vào X thu được a gam kết tủa. Cho rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của a là
A. 19,7. B. 9,85. C. 29,55. D. 49,25.
Định hướng tư duy giải
Ta có : \( \to \left\{ \begin{array}{l} NaOH:0,15(mol)\\ N{a_2}C{O_3}:0,1(mol) \end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l} NaHC{O_3}:x(mol)\\ N{a_2}C{O_3}:y(mol) \end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l} x + 2y = 0,35\\ x + y = 0,3 \end{array} \right.\)
\( \to \left\{ \begin{array}{l} x = 0,25(mol)\\ y = 0,05(mol) \end{array} \right. \to a = 0,05.197 = 9,85(gam)\)
Ví dụ 6: Hấp thụ hoàn toàn 11,2 lít CO2 (đktc) vào dung dịch chứa x mol Ca(OH)2; y mol NaOH và x mol KOH. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch chứa 32,3 gam muối (không có kiềm dư) và 15 gam kết tủa. Bỏ qua sự thủy phân của các ion, tỉ lệ x : y có thể là
A. 2 : 3. B. 8 : 3. C. 49 : 33. D. 4 : 1.
Định hướng tư duy giải
Ta có : \(\left\{ \begin{array}{l} {n_{C{O_2}}} = 0,5(mol)\\ {n_{CaC{O_3}}} = 0,15(mol) \end{array} \right. \to {n_{HCO_3^ - }} = 0,35(mol)\)
+ Khi đó dung dịch có :
\(\left\{ \begin{array}{l} C{a^{2 + }}:x - 0,15\\ N{a^ + } + {K^ + }:y + x\\ HCO_3^ - :0,35 \end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l} 2(x - 0,15) + x + y = 0,35\\ 40(x - 0,15) + 23y + 39x + 61.0,35 = 32,3 \end{array} \right.\)
\( \to \left\{ \begin{array}{l} x = 0,2\\ y = 0,05 \end{array} \right. \to \frac{x}{y} = 4:1\)
---(Để xem nội dung đầy đủ chi tiết vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)---
Các ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Cho V lít khí CO2 (đktc) 1 lít dung dịch Ba(OH)2 0,2M. Sau phản ứng thu được 19,7 gam kết tủa. Giá trị của V là :
A. 2,24. B. 2,24 hoặc 6,72. C. 4,48. D. 2,24 hoặc 4,48.
Hướng dẫn giải
Theo giả thiết ta có : \({n_{Ba{{(OH)}_2}}} = 0,2\,\,mol,\,\,{n_{BaC{O_3}}} = 0,1\,\,mol \Rightarrow \) Còn 0,1 mol Ba2+ nằm ở trong dung dịch.
● Trường hợp 1 : Ba(OH)2 dư
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (1)
mol: 0,1 0,1 0,1
Theo (1) ta thấy số mol CO2 đã dùng là 0,1 mol. Suy ra thể tích CO2 ở điều kiện tiêu chuẩn đã dùng là 2,24 lít.
● Trường hợp 2 : Ba(OH)2 phản ứng hết, 0,1 mol Ba2+ nằm trong dung dịch ở dạng Ba(HCO3)2.
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (1)
mol: 0,1 0,1 0,1
2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2 (2)
mol: 0,2 0,1 0,1
Ta thấy số mol CO2 là 0,3 mol. Suy ra thể tích CO2 ở điều kiện tiêu chuẩn đã dùng là 6,72 lít.
Ví dụ 2: Cho V lít CO2 đkc hấp thụ hết trong dung dịch chứa 0,2 mol Ba(OH)2 và 0,1 mol NaOH. Sau phản ứng hoàn toàn thì được kết tủa và dung dịch chứa 21,35 gam muối.V có giá trị là
A. 7,84l B. 8,96l C. 6,72l D. 8,4l
Hướng dẫn giải
+ Muối là \(HCO_3^ - \,\, \to 21,35\left\{ \begin{array}{l} NaHC{O_3}:0,1\\ Ba{(HC{O_3})_2}:0,05 \to {n_ \downarrow } = 0,15 \end{array} \right.\)
+ Vậy \({n_{C{O_2}}} = 0,1 + 0,05.2 + 0,15 = 0,35 \to V = 7,84(l)\)
Ví dụ 3: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít khí CO2 (đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l, thu được 15,76 gam kết tủa. Giá trị của a là :
A. 0,048. B. 0,032. C. 0,04. D. 0,06.
Hướng dẫn giải
Theo giả thiết ta có :
\({n_{C{O_2}}} = 0,12\,\,mol,\,\,{n_{BaC{O_3}}} = 0,08\,\,mol \Rightarrow \) Có 0,08 mol CO2 chuyển vào muối BaCO3 còn 0,04 mol CO2 chuyển vào muối Ba(HCO3)2.
Phương trình phản ứng :
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (1)
mol: 0,08 0,08 0,08
2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2 (2)
mol: 0,04 0,02 0,02
Theo (1), (2) và giả thiết ta có :
\({n_{Ba{{(OH)}_2}}} = 0,08 + 0,02 = 0,1\,\,mol \Rightarrow {\rm{[}}Ba{(OH)_2}{\rm{] = }}\frac{{0,1}}{{2,5}} = 0,04M.\)
Ví dụ 4: Hấp thụ hoàn toàn 11,2 lít CO2 (đktc) vào dung dịch chứa x mol Ca(OH)2; y mol NaOH và x mol KOH. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch chứa 32,3 gam muối (không có kiềm dư) và 15 gam kết tủa. Bỏ qua sự thủy phân của các ion, tỉ lệ x : y có thể là
A. 2 : 3. B. 8 : 3. C. 49 : 33. D. 4 : 1.
Hướng dẫn giải
Ta có : \(\left\{ \begin{array}{l} {n_{C{O_2}}} = 0,5(mol)\\ {n_{CaC{O_3}}} = 0,15(mol) \end{array} \right. \to {n_{HCO_3^ - }} = 0,35(mol)\)
+ Khi đó dung dịch có :
\(\left\{ \begin{array}{l} C{a^{2 + }}:x - 0,15\\ N{a^ + } + {K^ + }:y + x\\ HCO_3^ - :0,35 \end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l} 2(x - 0,15) + x + y = 0,35\\ 40(x - 0,15) + 23y + 39x + 61.0,35 = 32,3 \end{array} \right.\)
\( \to \left\{ \begin{array}{l} x = 0,2\\ y = 0,05 \end{array} \right. \to \frac{x}{y} = 4:1\)
1. Sục V lít CO2 (đktc) vào 150 ml dung dịch Ba(OH)2 1M, sau phản ứng thu được 19,7 gam kết tủa. Giá trị của V là :
A. 2,24 lít ; 4,48 lít. B. 2,24 lít ; 3,36 lít. C. 3,36 lít ; 2,24 lít. D. 22,4 lít ; 3,36 lít.
2. Dẫn 10 lít hỗn hợp khí gồm N2 và CO2 (đktc) sục vào 2 lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M thu được 1 gam kết tủa. Tính % theo thể tích CO2 trong hỗn hợp khí
A. 2,24% và 15,68%. B. 2,4% và 15,68%. C. 2,24% và 15,86%. D. 2,8% và 16,68%.
3. Sục V lít CO2 (đktc) vào dung dịch Ba(OH)2 thu được 9,85 gam kết tủa. Lọc bỏ kết tủa rồi cho dung dịch H2SO4 dư vào nước lọc thu thêm 1,65 gam kết tủa nữa. Giá trị của V là :
A. 11,2 lít và 2,24 lít. B. 3,36 lít. C. 3,36 lít và 1,12 lít. D. 1,12 lít và 1,437 lít.
4. Cho 2,24 lít khí CO2 (đktc) vào 20 lít dung dịch Ca(OH)2, ta thu được 6 gam kết tủa.Vậy nồng độ mol/l của dung dịch Ca(OH)2 là :
A. 0,004M. B. 0,002M. C. 0,006M. D. 0,008M.
5. Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít khí CO2 (đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/lít, thu được 15,76 gam kết tủa. Giá trị của a là :
A. 0,032. B. 0,048. C. 0,06. D. 0,04.
6. Sục V lít CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch hỗn hợp KOH 0,5M và Ba(OH)2 0,375M thu được 11,82 gam kết tủa. Giá trị của V là :
A. 1,344 lít. B. 4,256 lít. C. 8,512 lít. D. 1,344 lít hoặc 4,256 lít.
7. Sục CO2 vào 200 ml hỗn hợp dung dịch gồm KOH 1M và Ba(OH)2 0,75M. Sau khi khí bị hấp thụ hoàn toàn thấy tạo 23,64 gam kết tủa. Thể tích khí CO2 đã dùng (đktc) là
A. 8,512 lít. B. 2,688 lít. C. 2,24 lít. D. Cả A và B đúng.
8. Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch gồm K2CO3 0,2M và KOH x mol/lít, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y. Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl2 (dư), thu được 11,82 gam kết tủa. Giá trị của x là :
A. 1,0. B. 1,4. C. 1,2. D. 1,6.
9. Hấp thụ hết 13,44 lít CO2 (đktc) vào 1 lít dung dịch chứa KOH aM và K2CO3 aM thu được dung dịch Y. Cho Y tác dụng hết với dung dịch BaCl2 dư thu được 59,1 g kết tủa. Cô cạn (đun nóng) Y thu được m gam muối. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là :
A. 116,4 B. 161,4 C. 93,15 D. 114,6
...
Trên đây là phần trích dẫn Bài toán CO2 tác dụng với dung dịch kiềm môn Hóa học 12 năm 2019-2020, để xem toàn bộ nội dung chi tiết, mời các bạn cùng quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải về máy.
Chúc các em đạt điểm số thật cao trong kì thi sắp đến!
