Hóa học 11 Bài 16: Hợp chất của cacbon

10 trắc nghiệm 6 bài tập SGK 2 hỏi đáp

Nội dung bài Hợp chất của cacbon tìm hiểu về 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. Giúp học sinh hiểu được: CO có tính khử (tác dụng với oxit kim loại), CO2 là một oxit axit, có tính oxi hóa yếu (tác dụng với Mg, C).

Tóm tắt lý thuyết

A- CACBON MONOXIT

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

2. Tính chất hóa học

2.1. CO là oxít không  tạo muối (oxít trung tính)

Ở tO thường, không tác dụng với H2O, axít, kiềm.

2.2. Tính khử

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

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

3CO + Fe2O 3CO2 + 2Fe

3. Điều chế           

3.1. Trong Phòng thí nghiệm

HCOOH CO + H2O

3.2. Trong công nghiệp

Sơ đồ lò gas

Hình 1: Sơ đồ lò gas

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

B- CACBON ĐIOXIT

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.

2. Tính chất hóa học

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

2.2. CO2 là oxít axít

  • Tan trong nước tạo H2CO3.

CO2(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

3. Điều chế

3.1. Trong Phòng thí nghiệm

CaCO3 +2HCl→ CaCl2+CO2+ H2O.

3.2. Trong Công nghiệp

CaCO3 CaO + CO2

C- AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT

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

2. Muối cacbonat

2.1. Tính chất

2.1.1. 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

2.1.2. Tác dụng với axít (Nhận biết muối cacbonat)

NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O

HCO3- + H+ →CO2 + H2O

Na2CO3 + 2HCl → NaCl+CO2 + H2O

CO32- + 2H+ → CO2 + H2O

Video 1: Phản ứng giữa NaHCO3 và dung dịch HCl

2.1.3. Tác dụng với dd kiềm

Muối hidrocacbonat tác dụng với dd kiềm.

NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O

HCO3- + OH- → CO32- + H2O

2.1.4. Phản ứng nhiệt phân

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

VD: Mg CO3(r)  MgO(r) + CO2(k)

  • Muối hidrocacbonat  CO32- + CO2 + H2O.

VD: 2 NaHCO3(r)  Na2CO3(r) + CO2 + H2O

Video 2: Thí nghiệm nhiệt phân muối Natri hidrocacbonat

2.2. Ứng dụng

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

Bài tập minh họa

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)

Lời kết

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.

Các em có thể hệ thống lại nội dung bài học thông qua phần hướng dẫn Giải bài tập Hóa học 11 Bài 16 và bài kiểm tra Trắc nghiệm Hóa học 11 Bài 16 có phương pháp và lời giải chi tiết. 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 HOC247 thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!