Bài 29: Axit cacbonic và muối cacbonat Học theo Sách giáo khoa
I. AXIT CACBONIC (H2CO3)
1. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí
Trong nước tự nhiên và nước mưa có hòa tan khí cacbonic: 1000m3 nước hòa tan được 90 m3 khí CO2.
Một phần khí CO2 tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit cacbonic, phần lớn vẫn tồn tại ở dạng phân tử CO2
2. Tính chất hóa học
- H2CO3 là một axit yếu, dung dịch H2CO3 chỉ làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ nhạt, bị axit mạnh đẩy ra khỏi muối.
- H2CO3 là một axit không bền: H2CO3 tạo thành trong các phản ứng hóa học bị phân hủy ngay thành CO2 và H2O.
II. MUỐI CACBONAT 1. Phân loại:
- Muối trung hòa. Không còn nguyên tố H trong thành phần gốc axit.
Thí dụ: Na2CO3, CaCO3,..
- Muối axit: Có nguyên tố H trong thành phần gốc axit.
Thí dụ: NaHCO3, Ca(HCO3)2...
2. Tính chất
a) Tính tan: Đa số muối cacbonat không tan trong nước, trừ một số muối cacbonat của kim loại kiềm như Na2CO3; K2CO3…. Hầu hết các muối hiđrocacbonat tan trong nước như Ca(HCO3)2; Mg(HCO3)2 …
b) Tính chất hóa học
- Muối cacbonat tác dụng với dd axit mạnh hơn (HCl, HNO3, H2SO4,...) tạo thành muối mới và CO2.
Phương trình hóa học: NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2↑ + H2O
- Một số dung dịch muối cacbonat tác dụng với dd bazơ tạo thành muối mới và bazơ mới.
Phương trình hóa học:
K2CO3 + Ca(OH)2 → 2KOH + CaCO3↓
- Dung dịch muối cacbonat tác dụng với một số dung dịch muối tạo thành 2 muối mới.
Phương trình hóa học:
Na2CO3 + CaCl2 → CaCO3↓ + 2NaCl
- Nhiều muối cacbonat (trừ Na2CO3, K2CO3,…) dễ bị nhiệt phân hủy, giải phóng khí CO2.
Thí dụ: CaCO3 to
CaO + CO2
3. Ứng dụng:
- CaCO3 là thành phần chính của đá vôi, được dùng để sản xuất vôi, xi măng...
- Na2CO3 được dùng để nấu xà phòng, sản xuất thủy tinh,..
III. CHU TRÌNH CACBON TRONG TỰ NHIÊN
Trong tự nhiên luôn có sự chuyển hóa cacbon từ dạng này sang dạng khác. Sự chuyển hóa này diễn ra thường xuyên, liên tục và tạo thành chu trình khép kín.
Bài tập
Bài 1 trang 86 VBT Hóa học 9: Hãy lấy thí dụ chứng tỏ rằng H2CO3 là axit yếu hơn HCl và là axit không bền. Viết phương trình hoá học.
Lời giải:
* H2CO3 là axit yếu hơn axit HCl: gốc cacbonat bị axit HCl đẩy ra khỏi muối.
Phương trình hóa học:
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O
* H2СO3 là axit không bền: Axit H2СO3 tạo thành bị phân hủy thành khí CO2 và H2O
Phương trình hóa học:
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O
Bài 2 trang 86 VBT Hóa học 9: Dựa vào tính chất hoá học của muối cacbonat, hãy nêu tính chất của muối MgCO3 và viết các phương trình hoá học minh hoạ.
Lời giải:
Tính chất của muối MgCO3: Xét điều kiện phản ứng, MgCO3 có các tính chất sau:
a) Tác dụng với dung dịch axit mạnh:
MgCO3 + 2HNO3 → Mg(NO3)2 + CO2↑ + H2O b) Bị nhiệt phân hủy:
MgCO3 to
MgO + CO2↑
MgCO3 không tan trong nước nên không có phản ứng với dung dịch muối hoặc với dung dịch bazơ.
Bài 3 trang 86 VBT Hóa học 9: Viết các phương trình hoá học biểu diễn chuyển đổi hoá học sau: C (1) CO2 (2) CaCO3 (3) CO2
Lời giải:
a) C + O2 to
CO2
b) CO2 + CaO → CaCO3
c) CaCO3 to
CaO + CO2↑
Bài 4 trang 87 VBT Hóa học 9: Hãy cho biết trong các cặp chất sau đây, cặp nào có thể tác dụng với nhau.
a) H2SO4 và KHCO3 ; b) K2CO3 và NaCl ; c) MgCO3 và HCl;
d) CaCl2 và Na2CO3 ; e) Ba(OH)2 và K2CO3;
Giải thích và viết các phương trinh hoá học.
Lời giải:
Các cặp chất có thể tác dụng với nhau vì tạo sản phẩm là chất khí hoặc chất không tan.
a) H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2CO2 ↑ + 2H2O c) MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + CO2 ↑ + H2O d) CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3 ↓ + 2NaCl e) Ba(OH)2 + K2CO3 → BaCO3 ↓ + 2KOH
Bài 5 trang 87 VBT Hóa học 9: Hãy tính thể tích khí CO2 (đktc) tạo thành để dập tắt đám cháy nếu trong bình chữa cháy có dung dịch chứa 980 g H2SO4 tác dụng hết với dung dịch NaHCO3.
Lời giải:
Số mol H2SO4 trong bình chữa cháy là:
2 4
H SO
n 980 10 mol
98
Phương trình hóa học:
2NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2CO2 ↑ + 2H2O Theo phương trình, số mol CO2 tạo thành = 10.2
1 = 20 mol.
Thể tích khí CO2 tạo thành ở đktc = 20 . 22,4 = 448 lít.
Bài tập bổ sung
Bài 1 trang 87 VBT Hóa học 9: Viết các phương trình hóa học biểu diễn chuyển hóa sau đây:
CaCO3 → CO2 → NaHCO3 → Na2CO3 → BaCO3 → CO2
Lời giải:
Các phương trình hóa học:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O CO2 + NaOH → NaHCO3
NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O Na2CO3 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + 2NaOH BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + CO2↑ + H2O
Bài 2 trang 87 VBT Hóa học 9: Có 3 chất rắn là CaCO3, MgSO4, CaCl2. Hãy nêu phương pháp hóa học để nhận biết mỗi chất trong hỗn hợp. Viết các phương trình hóa học.
Lời giải:
Phương pháp dùng để nhận biết các chất CaCO3, MgSO4, CaCl2 trong hỗn hợp:
Dùng HCl để nhận biết CaCO3: hiện tượng là thấy xuất hiện sủi bọt khí CO2
Dùng Ba(OH)2 để nhận biết MgSO4 và CaCl2: MgSO4 phản ứng cho kết tủa trắng, còn lại là CaCl2.
Phương trình hóa học:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O Ba(OH)2 + MgSO4 → Mg(OH)2↓ + BaSO4↓
Bài 3 trang 87 VBT Hóa học 9: Có hỗn hợp A gồm bột của 2 chất rắn là CaCO3 và MgCl2. Người ta cho tiến hành thí nghiệm như sau:
Thí nghiệm 1: Cho hỗn hợp A phản ứng với dd HCl dư thì thu được 4,48 lít khí ở đktc.
Thí nghiệm 2: Cần dùng 20ml dd NaOH 1M để phản ứng vừa đủ với hỗn hợp A.
Tính khối lượng của hỗn hợp A.
Lời giải:
TN1: Phương trình hóa học:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O (1) TN2: Phương trình hóa học:
MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + 2NaCl (2)
CO2
4, 48
n 0,02 mol
22, 4
;nNaOH 20 .1 0,02 mol
1000 Khối lượng CaCO3 theo (1):
CaCO3
m 0, 2.100 20 gam Khối lượng MgCl2 theo (2):
MgCl2
m 0,01.95 0,95 gam Khối lượng hỗn hợp A: mA =
3 2
CaCO MgCl
m m = 20 + 0,95 = 20,95 gam
