Bài tập CO2 tác dụng với dung dịch kiềm I. Lý thuyết và phương pháp giải
Dạng 1: Bài toán CO2 tác dụng với dung dịch kiềm của kim lọai hóa trị I (NaOH, KOH …)
- Xét phản ứng xảy ra khi cho CO2 tác dụng với dung dịch NaOH:
CO2 + NaOH → NaHCO3 (1)
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (2)
Bài toán thuận cho biết số mol của NaOH và CO2 tham gia phản ứng:
Bước 1: Xét tỉ lệ:
2
NaO CO
n H
T= n
- Nếu T ≤ 1 thì sản phẩm thu được là muối axit ⇒ Chỉ xảy ra phản ứng (1), NaOH phản ứng hết.
- Nếu 1 < T < 2 thì sản phẩm thu được là muối axit và muối trung hòa ⇒ Xảy ra cả 2 phản ứng (1) và (2), NaOH và CO2 đều hết.
- Nếu T ≥ 2 thì sản phẩm thu được là muối trung hòa ⇒ Chỉ xảy ra phản ứng (2), CO2 phản ứng hết.
Bước 2: Viết phương trình hóa học và tính toán theo phương trình (nếu xảy ra cả 2 phản ứng thì cần đặt ẩn và giải theo hệ phương trình).
Bước 3: Tính toán theo yêu cầu của đề bài Với KOH xét tương tự.
Dạng 2: Bài toán CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2 … - Xét phản ứng xảy ra khi cho CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O (1) 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 (2)
+ Khi bài toán cho biết số mol của Ca(OH)2 và CO2 tham gia phản ứng Bước 1: Xét tỉ lệ
2 2
Ca C
( H) O O
T n
= n
Nếu T ≤ 1: Chỉ xảy ra phản ứng (1), muối thu được chỉ có CaCO3, CO2 phản ứng hết.
Nếu 1 < T < 2: Xảy ra cả 2 phản ứng (1) và phản ứng (2), sản phẩm thu được gồm có 2 muối là CaCO3 và Ca(HCO3)2, cả CO2 và Ca(OH)2 đều hết.
Nếu T ≥ 2: Chỉ xảy ra phản ứng (2), muối thu được chỉ có Ca(HCO3)2, Ca(OH)2
phản ứng hết.
Bước 2: Viết phương trình hóa học và tính toán theo phương trình (nếu xảy ra cả 2 phản ứng thì cần đặt ẩn và giải theo hệ phương trình)
Bước 3: Tính toán theo yêu cầu của đề bài
+ Nếu trong trường hợp đề không cho biết số mol của CO2 hoặc Ca(OH)2 mà cho biết số mol của CaCO3↓, khi giải ta viết cả hai phương trình phản ứng và biện luận:
TH1: Chỉ xảy ra phản ứng tạo kết tủa CaCO3
TH2: Xảy ra cả hai phản ứng tạo muối trung hòa CaCO3 và muối axit Ca(HCO3)2.
- Xét tương tự với Ba(OH)2. Lưu ý:
+ Nếu đề bài cho rõ bazơ dư → chỉ có muối trung hòa.
+ Nếu đề bài cho rõ sục CO2 dư→ chỉ có muối axit.
II. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Hấp thụ 2,24 lít CO2 (đktc) vào 2 lít Ca(OH)2 0,1M ta thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 10 gam.
B. 15 gam.
C. 20 gam.
D. 25 gam.
Hướng dẫn giải:
2 2
2
2
CO Ca (OH)
CO Ca (OH)
n 0,1mol;n 0, 2 mol
T n 0,5 1
n
= =
→ = =
→ Sau phản ứng thu được muối không tan CaCO3 và dung dịch Ca(OH)2 dư CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
Từ phương trình ta có:
CO2
n =n =0,1mol → m =0,1.100 10gam=
→ Đáp án A
Ví dụ 2: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít CO2 (đktc) vào 200ml dung dịch NaOH 1M.
Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam muối. Giá trị của m là A. 13,7 gam
B. 5,3 gam C. 8,4 gam D. 15,9 gam
Hướng dẫn giải:
2
2
CO NaOH
NaOH CO
n 0,15mol;n 0, 2 mol
1 T n 2
n
= =
=
→ Dung dịch sau phản ứng chứa hỗn hợp muối Na2CO3 (a mol) và NaHCO3 (b mol).
2 2 3 2
2 3
a 2a a mol
b b mol
CO 2NaOH Na CO H O
CO NaOH NaHCO
b
→
→
+
+
+
a b 0,15 a 0,05
(mol) 2a b 0, 2 b 0,1
m 0,05.106 0,1.84 13,7 gam
+ = =
→ + = → =
→ = + =
→ Đáp án A
III. Bài tập tự luyện
Bài 1: Cho 2,24 lít CO2 (đktc) tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch Ca(OH)2
chỉ tạo muối trung hòa. CM của dung dịch Ca(OH)2 đã dùng là A. 0,55 M.
B. 0,45 M.
C. 0,5 M.
D. 0,65 M.
Bài 2: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít CO2 (đktc) vào 200ml dung dịch NaOH 1M.
Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam muối. Giá trị của m là A. 13,7
B. 10,6 C. 8,4 D. 15,9
Bài 3: Hấp thụ hoàn toàn 5,6 lít CO2 (đktc) vào 300ml dung dịch KOH 1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn và thu được dung dịch X. Khối lượng muối thu được trong dung dịch X là
A. 20,0 B. 6,9 C. 26,9 D. 9,6
Bài 4: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít khí CO2 (đktc) vào 300ml dung dịch NaOH 1M, thu được dung dịch A. Cô cạn dụng dịch A thu được a gam muối. Giá trị của a là
A. 8,4 B. 14,6 C. 4,0 D. 10,6
Bài 5: Sục V lít CO2 (đktc) vào 100ml dung dịch Ca(OH)2 0,2M thu được 1,6 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V là:
A. 0,3584 B. 0,0896 C. 0,5376
D. 0,7168
Bài 6: Hấp thụ hoàn toàn 0,448 lít CO2 (đktc) vào 300ml dung dịch NaOH 0,2M, thu được dung dịch X. Cô cạn toàn bộ dung dịch X thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là
A. 2,92 B. 2,12 C. 0,8 D. 2,21
Bài 7: Hấp thụ hoàn toàn 1,792 lít khí CO2 (đktc) vào 200ml dung dịch KOH 1M, thu được dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y cẩn thận thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là
A. 11,04 B. 2,24 C. 13,28 D. 4,22
Bài 8: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít khí CO2 (ở đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l, thu được 15,76 gam kết tủa. Giá trị của a là
A. 0,032.
B. 0,048.
C. 0,06.
D. 0,04.
Bài 9: Hấp thụ hoàn toàn 0,448 lít khí CO2 (đktc) vào 100ml dung dịch gồm NaOH 0,2M và KOH 0,3M, thu được dung dịch Y. Cô cạn cẩn thận dung dịch Y, thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là
A. 3,0.
B. 2,0.
C. 1,5.
D. 4,0.
Bài 10: Cho V lít CO2 (đktc) qua 200 ml dung dịch Ca(OH)2, sau phản ứng thu được 50 gam kết tủa A và dung dịch B. Lọc bỏ kết tủa A và đem đun nóng phần dung dịch lại thấy xuất hiện 3,5 gam kết tủa. Tính V.
A. 8,96 lít B. 11,984 lít C. 13,44 lít D. 12,768 lít
Đáp án minh họa:
1C 2B 3C 4D 5C 6A 7C 8D 9A 10D
