Chuyên đề phương pháp giải bài tập muối cacbonat tác dụng với axit môn Hóa học 9 năm 2021-2022

PTTQ:

Muối cacbonat + axit → Muối + CO₂ + nước

Ví dụ:

CaCO₃ + HCl →  CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Na₂CO₃ + H₂SO₄  →  Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O

Chú ý:

- Khi đổ từ từ axit vào muối cacbonat tạo muối hidrocacnat trước, sau đó muối hidrocacbonat phản ứng tiếp với axit tạo CO₂:

VD: Đồ từ từ dd HCl vào dung dịch NaHCO₃ và Na₂CO₃:

Na₂CO₃     +     HCl    →   NaHCO₃    +   NaCl 

NaHCO₃    +    HCl _dư       →  NaCl      +     H₂O    +     CO₂  

- Khi đổ từ từ muối vào axit → tạo ra CO₂ luôn mà không tạo ra muối HCO₃ như trên:

VD: Đổ từ từ hỗn hợp muối NaHCO₃ và Na₂CO₃ vào dung dịch HCl. Xảy ra đồng thời cả hai quá trình:

Na₂CO₃     +     2HCl    →   2NaCl    +   CO₂ + H₂O

NaHCO₃    +    HCl     →  NaCl      +     H₂O    +     CO₂  

1.1. Hỗn hợp 2 muối tác dụng với 1 axit

Dữ kiện cho: Khối lượng muối cacbonat ban đầu hoặc khối lượng muối sau phản ứng. Số mol CO₂ hay số mol axit phản ứng.

Phương pháp giải:

- Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol. Đặt số mol của từng muối cacbonat lần lượt là x, y.

- Bước 2: Viết PTHH xảy ra.

- Bước 3: Tìm tỉ lệ số mol của các chất tham gia, các chất tạo thành theo số mol đã biết theo x, y.

- Bước 4: Lập hệ phương trình theo x, y. Tìm x, y

- Bước 5: Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 1: Hoà tan 2,84 gam hỗn hợp 2 muối CaCO₃ và MgCO₃ bằng dung dịch HCl dư thu được 0,672 lít khí CO₂ (đktc). Tính thành phần % số mol mỗi muối trong hỗn hợp.

Ta có: n_CO2 = \( \frac{0,672}{22,4}= 0,03\) (mol)

Gọi số mol của CaCO₃ , MgCO₃ trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là: x , y (mol)

PTHH:

               CaCO₃ + 2HCl →  CaCl₂ + CO₂ + H₂O        (1)

Tỉ lệ        1             2               1             1          1

P.ư          x             2x                            x

             MgCO₃ + 2HCl →  MgCl₂ + CO₂ + H₂O        (1)

Tỉ lệ          1             2               1             1          1

P.ư            y            2y                              y

Thep PTHH (1) và (2) ta có:

m_hh = m_CaCO3 + m_MgCO3 = 100x + 84y = 2,84 (g)

nCO₂ = nCO₂(1) + nCO₂(2) = x + y = 0,03 (mol)

Giải hệ phương trình → x = 0,02 , y = 0,01

Trong hỗn hợp ban đầu:

m_CaCO3 = 0,02.100 = 2 (g)

→%CaCO₃ = \( \frac{m_{CaCO_3}}{m_{hh}} \).100%= \(\frac{2}{2,84}\).100% = 70,42%

→%MgCO₃ = 100% - 70,42% = 29,58 %

1.2. Nhiều muối tác dụng với 1 axit

Dữ kiện cho: khối lượng muối cacbonat, khối lượng muối tạo thành.

Phương pháp giải:

- Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.

- Bước 2: Viết PTHH xảy ra.

- Bước 3: Dựa vào PTHH ta thấy cứ :

+ Khi axit là HCl: Gốc CO₃ chuyển thành 2 gốc Cl → Cứ 60 gam CO₃ chuyển thành 71 gam → khối lượng tăng 11g

+ Khi axit là H_2­SO₄: gốc CO₃ chuyển thành 1 gốc SO₄ →  Cứ 60 gam CO₃ chuyển thành 96 gam → khối lượng tăng 36g

 → n _{muối cacbonat} = nCO₂ = \( \frac{m_{muoi sau}-m_{muoi truoc}}{khoi luong tang}\)

- Bước 4: Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 2: Cho 3,69 gam hỗn hợp 3 muối: K₂CO₃; Na₂CO₃ và ZnCO₃ tác dụng vừa đủ với dung dịch H₂SO₄. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 4,77 gam muối khan. Thể tích khí CO₂ sinh ra.

PTHH:

K₂CO₃ + H₂SO₄  → K₂SO­₄ + CO₂ + H₂O

Na₂CO₃ + H₂SO₄  → Na₂SO­₄ + CO₂ + H₂O

ZnCO₃ + H₂SO₄  → ZnSO­₄ + CO₂ + H₂O

Từ 3 PTHH ta thấy: 1 Gốc CO₃ chuyển thành 1 gốc SO₄ →  Cứ 60 gam CO₃ chuyển thành 96 gam → khối lượng tăng 36g

→ nCO₂ = n_{muối cacbonat} = \( \frac{m_{muoi sau}-m_{muoi truoc}}{khoi luong tang}\) = \(\frac{4,77-3,69}{36}\) = 0,03 (mol)

Thể tích khí CO₂ thu được là : V_CO2 = 0,03.22,4 = 0,672 (lít)

1.3. Một muối tác dụng hỗn hợp axit

Dữ kiện cho: Khối lượng muối cacbonat, hoặc khối lượng muối khan thu được sau phản ứng, hoặc thể tích khí CO₂.

Phương pháp giải:

- Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.

- Bước 2: Viết PTHH xảy ra.

- Bước 3: Gọi thể tích axit dùng là V (l) . Tính các số mol của các chất tham gia và tạo thành theo V.

- Bước 4: Tìm V. Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 3: Hoà tan Na₂CO₃ vừa đủ vào V(ml) hỗn hợp dung dịch axit HCl 0,5M và H₂SO₄ 1,5M thì thu được một dung dịch A và 7,84 lit khí B (đktc). Tính V(ml) hỗn hơp dung dịch axit đã dùng?

Giả sử phải dùng V(lit) dung dịch gồm HCl 0,5M và H₂SO₄ 1,5M.

→ nHCl = V.C_M = 0,5V   ; nH₂SO₄ = V.C_M = 1,5V

Ta có : nCO₂  = \(\frac{7,84}{22,4} = 0,35\)  (mol)

Na₂CO₃   +   2HCl   →  2NaCl   +   H₂O +    CO₂

0,25V         0,5V          0,5V                 0,25V   (mol)

Na₂CO₃ +   H₂SO₄   →   Na₂SO₄  +  H₂O  +    CO₂

1,5V            1,5V           1,5V                       1,5V   (mol)

Theo bài ra ta có:

Số mol CO₂ = 0,25V + 1,5V  = 0,35 (mol)   (I)

→ V = 0,2 (l) = 200ml.

1.4. Đổ từ từ dung dịch axit vào muối cacbonat.

Dữ kiện cho: Số mol muối cacbonat, muối hidrocacbonat. Số mol axit.

Phương pháp giải:

- Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.

- Bước 2: Viết PTHH xảy ra.

- Bước 3: Đặt số mol lần lượt vào từng phương trình. Xác định số mol axit dư sau p.ư (1)

- Bước 4: Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 4: Dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na₂CO₃  1,5M và NaHCO₃  1M. Nhỏ từ từ từng giọt cho đến hết 200 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch X, sinh ra V lít khí (ở đktc). Giá trị của V?

Ta có: nHCl = 1.0,2 = 0,2 (mol) ;

nNa₂CO₃ = 0,1.1,5 = 0,15 (mol)

nNaHCO₃ = 0,1.1 = 0,1 (mol)

PTHH:

          Na₂CO₃     +     HCl    →   NaHCO₃    +   NaCl  

Có:        0,15                0,2

P/ư      0,15               0,15            0,15

→ HCl dư nên tính theo số mol Na₂CO₃ → nHCl dư = 0,2 – 0,15 = 0,05 (mol)

Sau phản ứng : nNaHCO₃ = 0,15 + 0,1= 0,25 (mol)

          NaHCO₃    +    HCl _dư       →  NaCl      +     H₂O    +     CO₂  

Có:         0,25              0,05

P.ư         0,05             0,05                                                    0,05

NaHCO₃ dư → Số mol tính theo HCl → nCO₂ = 0,05 (mol)

→ V = V_CO2 = 0,05.22,4 = 1,12 (l)

1.5. Đổ từ từ muối cacbonat vào dung dịch axit

Dữ kiện cho: Số mol muối cacbonat, muối hidrocacbonat. Số mol axit.

Phương pháp giải

- Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.

- Bước 2: Viết PTHH xảy ra.

- Bước 3: Gọi số mol muối CO₃ tham gia pư là x, HCO₃ tham gia p.ư là y. Tìm số mol của axit theo x. y.

- Bước 4: Tìm x, y. Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 5: Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 100ml dung dịch X gồm K₂CO₃ 1,5M và NaHCO₃ 1M vào 200ml dung dịch HCl 1M, sinh ra V lít khi (đktc). Giá trị của V?

Ta có: nHCl = 0,2.1 = 0,2 (mol)

nK₂CO₃ = 1,5.0,1 = 0,15 (mol)

nNaHCO₃ = 0,1.1 = 0,1 (mol)

Gọi số mol của NaHCO₃ và K₂CO₃ phản ứng lần lượt là x, y (mol)

NaHCO₃ + HCl  →  NaCl + CO₂ + H₂O

    x             x                       x

K₂CO₃ + 2HCl  →  2KCl + CO₂ + H₂O

    y           2y                     y

  Theo PTHH ta có:

nHCl = x + 2y = 0,2 (mol)   (1)

Số mol phản ứng tỉ lệ với số mol ban đầu:

\(\frac{x}{y}= \frac{n_{HCO_3}}{n_{CO_3}}= \frac{0,1}{0,15}= \frac{2}{3}\) (2)

Giải hệ pt (1) và (2) → x = 0,05 ; y = 0,075

→ Số mol CO₂ = x + y = 0,05 + 0,075 = 0,125 ( mol)

→ V= V_CO2 = 0,125.22,4 = 2,8 (lít)

Bài 1: Hòa tan hoàn toàn 21,2 gam Na₂CO₃ vào một lương dư dung dịch H₂SO₄.

a) Tính thể tích khí CO₂ tạo thành (đktc).

b) Tính khối lượng muối thu được sau phản ứng.

Bài làm:

Ta có: nNa₂CO₃ = \( \frac{21,2}{106} = 0,2\) (mol)

PTHH:

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + CO₂ +H₂O

0,2                             0,2             0,2

a) Theo PTHH → nCO₂ = 0,2 (mol) → V_CO2 = 0,2 .22,4 = 4,48 (lít)

b) Theo PTHH → nNa₂SO₄ = 0,2 (mol)

→ mNa₂SO₄ = 0,2. 142 = 28,4 (g)

Bài 2: Hoà tan 3,68 gam hỗn hợp 2 muối CaCO₃ và MgCO₃ bằng dung dịch H₂SO₄ dư thu được 0,896 lít khí CO₂ (đktc).

a) Tính thành phần % số mol mỗi muối trong hỗn hợp.

b) Tính tổng khối lượng muối sunfat sinh ra.

Bài làm:

Ta có: n_CO2 = \( \frac{0,896}{22,4}= 0,04\) (mol)

Gọi số mol của CaCO₃ , MgCO₃ trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là: x , y (mol)

PTHH:

            CaCO₃ + H₂SO₄ →  CaSO₄ + CO₂ + H₂O        (1)

Tỉ lệ        1             1               1             1          1

P.ư          x             x                              x

             MgCO₃ + H₂SO₄ →  MgSO₄ + CO₂ + H₂O        (1)

Tỉ lệ          1                            1             1          1

P.ư            y            y                              y

Thep PTHH (1) và (2) ta có:

m_hh = m_CaCO3 + m_MgCO3 = 100x + 84y = 3,68 (g)

nCO₂ = nCO₂(1) + nCO₂(2) = x + y = 0,04 (mol)

Giải hệ phương trình → x = 0,02 , y = 0,02

a) Trong hỗn hợp ban đầu:

m_CaCO3 = 0,02.100 = 2 (g)

→%CaCO₃ = \( \frac{m_{CaCO_3}}{m_{hh}} \).100%= \(\frac{2}{3,68}\).100% = 54,35%

→%MgCO₃ = 100% - 54,35% = 45,65 %

b) Muối sunfat sinh ra:

m_CaSO4 = 0,02. 136 = 2,72 (g)

m_MgSO4 = 0,02. 120 = 2,4 (g)

→m_{muối sunfat} = 2,72 + 2,4 = 5,12 (g)

Bài 3:  Cho 3,28 gam hỗn hợp 3 muối K₂CO₃; Na₂CO₃ và MgCO₃ tác dụng vừa đủ với 60 ml dd H₂SO₄ 0,5M.

a) Tính thể tích khí CO₂ sinh ra ở đktc.

b) Tổng khối lượng muối sunfat sinh ra.

Bài làm:

Ta có : nH₂SO₄ = 0,06.0,5 = 0,03 (mol)

PTHH:

K₂CO₃ + H₂SO₄  → K₂SO­₄ + CO₂ + H₂O

Na₂CO₃ + H₂SO₄  → Na₂SO­₄ + CO₂ + H₂O

MgCO₃ + H₂SO₄  → ZnSO­₄ + CO₂ + H₂O

a) Từ 3 PTHH ta thấy: nCO₂ = nH₂SO₄ = 0,03 (mol)

→ Thể tích khí CO₂ = 0,03. 22,4 = 0,672 (lít)

b) Từ 3 PTHH ta thấy: 1 Gốc CO₃ chuyển thành 1 gốc SO₄ →  Cứ 60 gam CO₃ chuyển thành 96 gam → khối lượng tăng 36g

→ nCO₂ = n_{muối cacbonat} = \( \frac{m_{muoi sau}-m_{muoi truoc}}{khoi luong tang}\) = 0,03 (mol)

→ m_{muối sau} - m_{muối trước}  = 0,03.36 = 1,08 (g)

→ m_{muối sau} = 1,08 + m_{muối trước}  = 1,08 + 3,28 = 4,36 (g)

Bài 4: Hoà tan 23,85 g Na₂CO₃ vừa đủ vào V(ml) hỗn hợp dung dịch axit HCl 1M và H₂SO₄ 1M thì thu được một dung dịch A và V lit khí B (đktc). Tính V(ml) hỗn hơp dung dịch axit đã dùng?

a) Tính giá trị của V.

b) Tính nồng độ mol của từng muối thu được trong dung dịch A. Biết thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể.

Bài làm:

Ta có:  nNa₂CO₃ = \( \frac{23,85}{106} \) = 0,225 (mol)

Giả sử phải dùng V(lit) dung dịch gồm HCl 0,5M và H₂SO₄ 1,5M.

→nHCl = V.C_M = 1V   ; nH₂SO₄ = V.C_M = V

Na₂CO₃   +   2HCl   →  2NaCl   +   H₂O +    CO₂

0,5V            1V            1V                              0,5V   (mol)

Na₂CO₃ +   H₂SO₄   →   Na₂SO₄  +  H₂O  +    CO₂

1V                 1V            1 V                           1V   (mol)

a) Theo bài ra ta có:

Số mol Na₂CO₃ = 0,5V + 1V  = 1,5V = 0,225 (mol)   (I)

→ V = 0,15 (l) = 150ml.

b) Trong dung dich A gồm:  NaCl ( 0,15 mol)  ;  Na₂SO₄ ( 0,15 mol)

→ C_M NaCl = \( \frac{n}{V}=  \frac{0,15}{0,15}\) = 1 (M)

C_M Na₂SO₄ = \( \frac{n}{V}=  \frac{0,15}{0,15}\) = 1 (M)

---Hết---

Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề phương pháp giải bài tập muối cacbonat tác dụng với axit môn Hóa học 9 năm 2021-2022. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.