Chào các bạn, HOC247 xin đưa tới các bạn chuyên đề về phản ứng của CO2, SO2 với các dung dịch kiềm. Đây là một chuyên đề ứng dụng nhiều công thức giải nhanh trong giải bài tập các bạn cũng rất dễ bỏ qua các trường hợp xảy ra phản ứng. HOC247 phân loại bài tập, đưa công thức giải nhanh và một số bài tâp vận dụng. Hi vọng giúp các bạn phần nào đẩy nhanh tốc độ làm bài!
1. Tổng quan kiến thức
2.1.Tổng quan kiến thức
- Khi cho CO2, SO2 tác dụng với các dung dịch kiềm (KOH, NaOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2) thì sản phẩm sinh ra tùy thuộc vào tỉ lệ số mol giữa OH- và CO2( SO2)
OH- + CO2 →HCO3- (1)
2OH- + CO2 → CO32-+ H2O (2)
-Khi tác dụng với KOH, NaOH: sản phẩm sinh đều là muối tan. Vì vậy bài toán thường hỏi khối lượng từng muối trong dung dịch sau phản ứng.
-Khi tác dụng với Ba(OH)2, Ca(OH)2: thấy hiện tượng có kết tủa nếu kiềm còn dư thì kết tủa bị hòa tan. Vì vậy bài toán thường hỏi khối lượng kết tủa thu được.
2.2. Phương pháp giải bài tập
Đưa số mol kiềm về số mol của ion OH-, sau đó viết PTHH, tính theo PTHH đó: có 2 dạng bài toán.
Lấy ví dụ về CO2. SO2 tương tự
OH- + CO2 →HCO3- (1)
2OH- + CO2 → CO32-+ H2O (2)
Bài toán thuận: Cho chất tham gia phản ứng, tìm sản phẩm: Với bài toán loại này ta chỉ cần tính tỉ số mol gữa OH- và CO2
Đặt N= nOH-/nCO2 Khi đó nếu:
+ N≤ 1 chỉ xảy ra phản ứng (1) → sản phẩm thu được là muối axit (HCO3-)
+ N≥ 2 chỉ xảy ra phản ứng (2) → sản phẩm thu được là muối trung hòa (CO32-)
+ 1< N < 2 tức là xảy ra cả (1) và (2) → sản phẩm gồm cả 2 muối. Khi đó lập hệ phương trình theo số mol CO2 và số mol OH- sẽ tìm được số mol 2 muối.
Bài toán nghịch: Cho sản phẩm, hỏi chất tham gia phản ứng:
VD: Cho x mol CO2 tác dụng với a mol OH- tạo thành b kết tủa ( b mol muối trung hòa). Tìm giá trị x biết a,b.
Giải: Với bài toán này thì chúng ta chú ý đến giá trị a, b.
- Nếu a=2b thì bài toán rất đơn giản x= b hay nCO2 = n↓
- Nếu a> 2b thì bài toán có thể có 2 đáp số vì xảy ra 2 trường hợp
+ TH1: OH- dư, tức là chỉ xảy ra phản ứng (2) Vậy x= b hay nCO2 = n↓
+ TH2: Xảy cả 2 phản ứng (1),(2): Vậy x= a-b hay nCO2 = nOH- - n↓
Chú ý
+ Cho dù đầu bài cho CO2 hay SO2 tác dụng với 1 hay nhiều dung dịch kiềm thì ta cũng đưa hết về số mol OH-
+ Nếu bài toán yêu cầu tính số mol kết tủa thì giữa số mol CO32- (SO32-) và Ba2+ ( Ca2+) ion nào có số mol nhỏ hơn thì số mol kết tủa tính theo ion đó.
2. Một số bài tập tham khảo
Bài 1. Dung dịch X chứa NaOH 0,2M và Ca(OH)2 0,1M. Sục 7,84 lít khí CO2 (đktc) vào 1 lít dung dịch X thì khối lượng kết tủa thu được là
A. 15 gam.
B. 5 gam.
C. 10 gam.
D. 20 gam.
Lời giải chi tiết
Chú ý: dd X chứa 2 kiềm nên quy về OH-
Ta có nCO2 = 7,84/22,4 = 0,35 mol ; nOH- = 0,2.1 + 0,1.2.1 = 0,4 mol
Đây là bài toán thuận
→N= nOH-/ nCO2 = 0,4/0,35 → 1< N < 2
OH- + CO2 →HCO3- (1)
x x
2OH- + CO2 → CO32-+ H2O (2)
2y y
→Tạo ra 2 muối . Ta có hệ : x + y = 0,35 và x + 2y = 0,4
→x = 0,3 y = 0,05
→nCO32- = 0,05 mol mà nCa2+ = 0,1 mol → n↓ = nCO32- = 0,05 mol
Khối lượng kết tủa thu được là : m = 0,05.100= 5 gam
→Đáp án B
Bài 2. Cho V lít (đktc) CO2 tác dụng với 200 ml dung dịch Ca(OH)2 1M thu được 10 gam kết tủa. Vậy thể tích V của CO2 là
A. 2,24 lít.
B. 6,72 lít.
C. 8,96 lít.
D. 2,24 hoặc 6,72 lít.
Lời giải chi tiết
nOH- = 0,4 mol ; n↓ = 0,1 mol
OH- + CO2 →HCO3- (1)
2OH- + CO2 → CO32-+ H2O (2)
Đây là bài toán nghịch
Ta thấy nOH- > n↓ nên xảy ra hai trường hợp
TH1: OH- dư, tức là chỉ xảy ra phản ứng (2)
nCO2 = n↓ = 0,1 mol →VCO2 = 2,24 lít
TH2: Xảy cả 2 phản ứng (1),(2):
nCO2 = nOH- - n↓ = 0,4 – 0,1 = 0,3 mol → VCO2 = 0,3.22,4 = 6,72 lít
→Đáp án D
Bài 3. Cho 3,36 lít khí CO2 sục từ từ vào 200 ml dịch NaOH 1M. Sau phản ứng thu được dung dịch X. Tính khối lượng từng muối trong dung dịch X?
A.8,4 gam và 10,6 gam
B. 4,2 gam và 5,3 gam
C. 8,4 gam và 5,3 gam
D. 4,2 gam và 10,6 gam
Lời giải chi tiết
nCO2 = 0,15 mol ; nOH- = 0,2 mol
Đây là bài toán thuận
→N= nOH-/ nCO2 = 0,2/0,15 → 1< N < 2
OH- + CO2 →HCO3- (1)
x x
2OH- + CO2 → CO32-+ H2O (2)
2y y
→Tạo ra 2 muối . Ta có hệ : x + y = 0,15 và x + 2y = 0,2
→x = 0,1 y = 0,05
→nCO32- = 0,05 mol và nHCO3- = 0,1 mol
Khối lượng từng muối trong dung dịch X
mNaHCO3 = 0,1.84 = 8,4 gam và mNa2CO3= 0,05.106 = 5,3 gam
→Đáp án C
Bài 4. Đốt cháy hoàn toàn 8,8 gam FeS và 12 gam FeS2 thu được khí. Cho khí này sục vào V ml dung dịch NaOH 25% (d=1,28 g/ml) được muối trung hòa. Giá trị tối thiểu của V là
A. 50 ml.
B. 75 ml.
C. 100 ml.
D. 120 ml.
Lời giải chi tiết
nFeS = 0,1 mol ; nFeS2 = 0,1 mol ;
Đốt cháy hỗn hợp FeS, FeS2 thu được SO2 . Bảo toàn nguyên tố S ta được:
nSO2= nFeS + 2nFeS2 = 0,1 + 0,1.2 = 0,3 mol
Sục SO2 vào dung dịch NaOH thu được muối trung hòa
2OH- + SO2 → SO32-+ H2O
→nOH- = 2nSO2 = 2.0,3 = 0,6 mol
Thể tích NaOH tối thiểu: V = (0,6.40.100)/(25.1,28) = 75 ml
→Đáp án B
Bài 5. Đốt cháy m gam FeS trong khí O2 dư thu được khí X. Hấp thụ hoàn toàn khí X vào 200 ml dung dịch gồm NaOH 0,1 M và Ba(OH)2 0,1 M. Sau phản ứng thu được dung dịch Y và 4,34 gam kết tủa. Khi cho dung dịch NaOH vào dung dịch Y thì lại thấy có kết tủa Giá trị của m là
A. 2,53 gam.
B. 3,52 gam.
C. 3,25 gam.
D. 1,76 gam.
Lời giải chi tiết
Khí X là SO2
Ta có nOH- == 0,1.0,2 + 0,1.2.0,2 = 0,06 mol , n↓ = 4,34/217 = 0,02 mol
OH- + SO2 →HSO3- (1)
2OH- + SO2 → SO32-+ H2O (2)
Đây là bài toán nghịch, xảy ra 2 trường hợp tuy nhiên khi cho NaOH vào dung dịch Y lại thấy xuất hiện kết tủa
Xảy cả 2 phản ứng (1),(2)
nSO2 = nOH- - n↓ = 0,06 – 0,02 = 0,04 mol → mFeS = 0,04.88 = 3,52 gam
→Đáp án B
Bài 6. Nung nóng m gam MgCO3 đến khi khối lượng không đổi thì thu được V lít khí CO2 ( ở đktc). Hấp thụ hoàn toàn V lít CO2 vào 400 ml dung dịch Ca(OH)2 0,1 M thì thu được 2,5 gam kết tủa và dung dịch X. Cho dung dịch NaOH dư vào X thì thu được a gam kết tủa. Giá trị của V và a là
A. 1,232 lít và 1,5 gam.
B. 1,008 lít và 1,8 gam.
C. 1,12 lít và 1,2 gam.
D. 1,24 lít và 1,35 gam.
Lời giải chi tiết
Phân tích: Sục khí CO2 vào dung dịch kiềm thấy xuất hiện kết tủa mà sau khi cho thêm kiềm lại được thêm một khối lượng kết tủa → Chứng tỏ ban đầu tạo ra 2 muối CO32- và HCO3-
Ta có PTHH:
OH- + CO2 →HCO3- (1)
2OH- + CO2 → CO32-+ H2O (2)
Vậy xảy ra cả 2 phản ứng (1) và (2)
→nCO2 = nOH- - n↓ = 0,1.2.0,4 – 2,5/100 = 0,055 mol →VCO2 = 0,055.22,4 = 1,232 lít
Sau khi thêm NaOH dư
HCO3- + OH- → CO32-+ H2O
→nHCO3- = 0,055 – 0,025 = 0,03 mol
Mà nCa2+ = 0,04 mol → n↓ = 0,04 – 0,025 = 0,015 mol
→a = 0,015.100 = 1,5 gam
→Đáp án A
Bài 7. Sục hết 1,568 lít khí CO2 (đktc) vào 500 ml dung dịch NaOH 0,16M. Sau thí nghiệm được dung dịch A. Rót 250 ml dung dịch B gồm BaCl2 0,16M và Ba(OH)2 xM vào dung dịch A được 3,94 gam kết tủa và dung dịch C. Nồng độ xM của Ba(OH)2 bằng
A. 0,02M.
B. 0,025M.
C. 0,03M.
D. 0,015M.
Lời giải chi tiết
Ta có nCO2 = 1,568/22,4 = 0,07 mol ; nNaOH = 0,16.0,5 = 0,08 mol
Xét N= nOH-/nCO2 = 0,08/0,07 → 1
→Tạo ra 2 muối
PTHH OH- + CO2 →HCO3- (1)
x x
2OH- + CO2 → CO32-+ H2O (2)
2y y
→Tạo ra 2 muối . Ta có hệ : x + y = 0,07 và x + 2y = 0,08
→x = 0,06 y = 0,01
Khi thêm dd B
Ta có n↓ = 3,94/197 = 0,02 mol →nOH-(Ba) = 0,02 – 0,01 = 0,01 mol
→CMBa(OH)2 = 0,01/(2.0,25) = 0,02 M
→ Đáp án A
---(Hết )---
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề phương pháp giải bài tập về phản ứng của CO2, SO2 với các dung dịch kiềm môn Hóa học 12 năm 2021 – 2022. Để xem thêm nhiều tư liệu hữu ích khác, các em 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.
