Dạng 4: Các dạng bài tập về muối Cacbonat - Chuyên đề Hóa 11
A. Phương pháp giải & Ví dụ minh họa
- Khi cho từ từ dung dịch axit vào dung dịch muối cacbonat (hoặc hỗn hợp muối cacbonat và hiđrocacbonat) thì phản ứng xảy ra theo thứ tự sau:
+) CO32- + H+ → HCO3-
+) HCO3- + H+ → CO2 ↑ + H2O
- Khi cho từ từ dung dịch muối cacbonat (hoặc hỗn hợp muối cacbonat và hiđrocacbonat) vào dung dịch axit thì phản ứng xảy ra đồng thời như sau:
CO32- + 2H+ → CO2 ↑ + H2O
HCO3- + H+ → CO2 ↑ + H2O
- Khi cho muối hidrocacbonat tác dụng với dung dịch bazo sẽ tạo ra muối cacbonat. PTPƯ như sau:
HCO3- + OH- → CO32- + H2O
- Các muối cacbonat (trừ kim loại kiềm) và hidrocacbonat có phản ứng nhiệt phân.
Ví dụ minh họa
Bài 1: Có hỗn hợp A gồm 3 muối NH4HCO3, NaHCO3 và Ca (HCO3)2. Khi nung 48,8 gam hỗn hợp đó đến khối lượng không đổi thu được 16,2 chất rắn X. Cho X tác dụng với dung dịch axít HCl thu được 2,24 lít (đktc) khí. Xác định khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp A.
Bài giải:
Gọi số mol của NH4HCO3, NaHCO3 và Ca (HCO3)2 lần lượt là: x, y, z (mol)
Ta có: 79x + 84y + 162z = 48,8 (1)
Phương trình hóa học:
NH4HCO3 → NH3 + CO2 ↑ + H2O
2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 ↑ + H2O
y……………….. y/2
Ca (HCO3)2 → CaO + 2CO2 ↑ + H2O
z…………….. z
Chất rắn Y gồm: Na2CO3, CaO ⇒ 106y/2 + 56z = 16,2 (2)
Chất rắn Y tác dụng với HCl:
Phương trình phản ứng:
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O
y……………………………. y
CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O
Ta có: y = 0,1 mol (3)
Từ (1), (2) và (3) => x = 0,11; y = 0,1 và z = 0,19
Khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp A là:
mNH4HCO3 = 0,11.79 = 8,69 gam
mNaHCO3 = 0,1.162 = 16,2 gam
mCaO = 0,19.56 = 10,64 gam
Bài 2: Dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na2CO3 1,5M và KHCO3 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). Tính giá trị của V?
Bài giải:
Ta có: nHCl = 0,2.1 = 0,2 mol;
nNa2CO3 = 1,5.0,1 = 0,15 mol;
nKHCO3 = 1.0,1 = 0,1 mol
Phương trình hóa học:
CO32- + H+ → HCO3-
HCO3- + H+ → CO2 + H2O
=> Thể tích khí CO2 thoát ra là: V = 0,05.22,4 = 0,112 lít
Bài 3: Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 30ml dung dịch HCl 1M vào 100ml dung dịch chứa Na2CO3 0,2M và NaHCO3 0,2M, sau phản ứng thu được số mol CO2 là?
Bài giải:
Phản ứng xảy ra theo thứ tự sau:
CO32- + H+ → HCO3- (1)
0,02…….. 0,02 ………0,02 mol
HCO3- + H+ → CO2 + H2O (2)
0,01………0,01………0,01 mol
Sau phản ứng (2) HCO3- còn dư 0,03 mol
Vậy số mol CO2 là 0,03 mol.
B. Bài tập trắc nghiệm
Bài 1: Cho dung dịch Ba (HCO3)2 lần lượt vào các dung dịch: CaCl2; Ca (NO3)2; NaOH; Na2CO3; KHSO4; Na2SO4; Ca (OH)2; H2SO4; HCl. Số trường hợp có kết tủa là?
A. 4 B. 7 C. 5 D. 6
Đáp án: D
Có 6 trường hợp tạo kết tủa sau đây:
Ba (HCO3)2 + 2NaOH → BaCO3 + Na2CO3 + 2H2O
Ba (HCO3)2 + Na2CO3 → BaCO3 + 2NaHCO3
Ba (HCO3)2 + 2KHSO4 → BaSO4 + K2SO4 + 2CO2 + 2H2O
Ba (HCO3)2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaHCO3
Ba (HCO3)2 + Ca (OH)2 → BaCO3 + CaCO3 + 2H2O
Ba (HCO3)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2CO2 + 2H2O
Bài 2: Nhiệt phân hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm (MgCO3, BaCO3, CaCO3, CuCO3), sau phản ứng thu được 100 gam hỗn hợp các oxit và V lít CO2 (đktc). Sục toàn bộ V lít CO2 (đktc) vào nước vôi trong dư thu được 89 gam kết tủa. Giá trị của m là?
A. 139,16 B. 110,68 C. 189 D. 123,06
Đáp án: A
nCO2 = nCaCO3 = 89/100 = 0,89 mol ⇒ mCO2 = 0,89.44 = 39,16 gam
mX = 100 + 39,16 = 139,16 gam)
Bài 3: Cho 30g hỗn hợp 3 muối gồm Na2CO3, K2CO3, MgCO3 tác dụng hết với dung dịch H2SO4 dư thu được 5,6 lít CO2 (đktc) và dung dịch X. Khối lượng muối trong dung dịch X là?
A. 42gam B. 39 gam C.34,5gam D. 48gam
Đáp án: B
nH2SO4 = nCO2 = 5,6/22,4 = 0,25 mol; mX = 30 + 0,25.98 – 0,25.62 = 39 gam
Bài 4: Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 400 ml dung dịch HCl 2M vào 100 ml dung dịch hỗn hợp chứa (K2CO3 3M và Na2CO3 2 M), sau phản ứng thu được V lít khí CO2 (đktc). Giá trị của V là?
A. 5,6 B. 8,96 C. 11,2 D. 6,72
Đáp án: D
nH+ = 0,8 mol; nCO32- = 0,5 mol; nCO2 = 0,8 – 0,5 = 0,3 mol ⇒ V = 6,72 lít
Bài 5: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít (đkc) CO2 vào 100ml dung dịch gồm K2CO3 0,2M và KOH x mol/lít. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn được dung dịch Y. Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl2 dư được 11,82 gam kết tủa. Giá trị x là?
A. 1,0 B. 1,4 C. 1,2 D. 1,6
Đáp án: B
Số mol CO2 = 0,1; Số mol K2CO3 = 0,02
Số mol KOH = 0,1x; số mol BaCO3 = 0,06 mol
Giả sử dung dịch Y gồm 0,06 mol K2CO3 và y mol KHCO3. Bảo toàn C và K cho ta hệ:
0,06 + y = 0,1 + 0,02 = 0,12 và 0,12 + y = 0,04+ 0,1x
⇒ x =1,4 và y = 0,06)
Bài 6: Cho 200 ml dung dịch Ca (OH)2 3M vào 500 ml dung dịch KHCO31M, phản ứng hoàn toàn thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là?
A. 30 B. 40 C. 60. D. 50
Đáp án: D
nOH- = 1,2 mol; nHCO3- = 0,5 mol; nCO32- = 0,5 mol; m = 0,5.100 = 5 gam.
Bài 7: Dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na2CO3 1,5M và KHCO3 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 là?
A. 4,48 B. 3,36 C. 2,24 D. 1,12
Đáp án: D
nH+ = 0,2 mol; nCO32- = 0,15 mol; nHCO3- = 0,1 mol; nCO2 = 0,05 mol ⇒ V = 1,12 lít)
Bài 8: Một loại đá vôi chứa 80% CaCO3 còn lại là tạp chất trơ. Nung m gam đá này một thời gian thu được 0,78m gam chất rắn. Hiệu suất phân hủy CaCO3 là?
A. 78%. B. 50%. C. 62,5%. D. 97,5%.
Đáp án: C
mCaCO3 ⇒ 44a = m – 0,78m ⇒ a = 0,005m