BÀI 16. HỢP CHẤT CỦA CACBON
A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. CACBON MONO OXIT
a. Tính chất vật lí
- CO là chất khí không màu, không mùi, không vị, ít tan trong nước, bền với nhiệt và rất độc.
- Kém hoạt động ở nhiệt độ thường, hoạt động nhiều hơn khi đun nóng.
- CO là oxit trung tính.
b. Tính chất hóa học
CO có tính khử mạnh
- Tác dụng với oxi: 2CO + O2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) 2CO2
- Tác dụng với oxit kim loại: Fe2O3 + 3CO \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\)2Fe + 3CO2
c. Điều chế
- Trong phòng thí nghiệm : HCOOH \(\xrightarrow{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}d,{{t}^{o}}}\)CO + H2O
- Trong công nghiệp: Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ thu được khí than ướt
2. CACBON DIOXIT
a. Tính chất vật lí
- CO2 là chất khí, không màu nặng hơn không khí, ít tan trong nước.
- Làm lạnh đột ngột ở -76oC, khí CO2 hóa thành khối rắn gọi là “nước đá khô”.
- Nước đá khô không nóng chảy mà thăng hoa.
b. Tính chất hóa học
Tính chất của oxit axit:
+ Tác dụng với nước tạo thành dung dịch axit yếu:
CO2 + H2O \(\rightleftarrows\) H2CO3
+ Tác dụng với oxit bazơ, bazơ tạo thành muối:
CO2 + NaOH → NaHCO3
3. MUỐI CACBONAT
a. Tính tan
- Muối cacbonat của Na+, K+, NH4+ và đa số các muối hiđrocacbonat đều tan tốt trong nước.
- Muối cacbonat của các kim loại còn lại không tan.
b. Tính chất hóa học
+ Tác dụng với axit:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O
+ Tác dụng với dung dịch bazo:
NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O
+ Phản ứng nhiệt phân:
Muối cacbonat trung hòa của kim loại kiềm bền với nhiệt. Muối cacbonat trung hòa của kim loại khác, cũng như muối hiđrocacbonat, bị nhiệt phân hủy.
2NaHCO3 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) Na2CO3 + CO2 + H2O
CaCO3 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) CaO + CO2
c. Ứng dụng
- CaCO3 là thành phần chính của mỏ đá vôi, của vỏ nghêu sò, thạch nhũ … . CaCO3 là nguyên liệu cơ bản để nung thành vôi, cement, các nhà máy vôi, cement đều ở gần nơi có nhiều đá vôi,
- Muối Na2CO3 được dùng làm chất phụ gia trong xà phòng làm chất chữa cháy…
- NaHCO3 (Nabica) là thuốc chữa bệnh bao tử.
- NH4HCO3 là bột nở để làm bánh bao, bánh tiêu, bánh mì.
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Phương pháp giải bài tập CO2 tác dụng với dung dịch NaOH
Các phản ứng có thể xảy ra:
CO2 + NaOH → NaHCO3 .
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O.
T = mol NaOH / mol CO2
T ≤ 1 : chỉ tạo muối NaHCO3 .
1 < T < 2 : tạo 2 muối NaHCO3 và Na2CO3.
T ≥ 2 : chỉ tạo muối Na2CO3 .
C. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 75 SGK Hóa học 11):
Làm thế nào để loại hơi nước và khí CO2 có lẫn trong khí CO ? Viết các phương trình hóa học?
Hướng dẫn giải:
– Dẫn hỗn hợp khí đi qua dung dịch nước vôi trong dư, khí cacbonic sẽ bị giữ lại
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
– Còn lại hơi nước và CO ta dẫn qua bình H2SO4 đặc thì hơi nước bị giữ lại, ta thu được khí CO.
Bài 2 (trang 75 SGK Hóa học 11):
Có ba chất gồm CO, HCl và SO2 đựng trong ba bình riêng biệt. Trình bày phương pháp hóa học để nhận biết từng chất khí. Viết các phương trình hóa học.
Hướng dẫn giải:
– Để cánh hoa hồng lên miệng từng ống nghiệm, ống nào làm nhạt màu cánh hoa hồng là SO2.
– Dẫn hai khí còn lại qua dung dịch AgNO3 nếu thấy xuất hiện kết tủa màu trắng là khí HCl, nếu không thấy hiện tượng gì là CO.
HCl + AgNO3 → AgCl↓ + HNO3
Bài 3 (trang 75 SGK Hóa học 11):
Điều nào sau đây không đúng cho phản ứng của khí CO và O2?
A. Phản ứng thu nhiệt.
B. Phản ứng tỏa nhiệt.
C. Phản ứng kèm theo sự giảm thể tích.
D. Phản ứng không xảy ra ở điều kiện thường.
Hướng dẫn giải:
Chọn A.
Bài 4 (trang 75 SGK Hóa học 11):
a. Khi đun nóng dung dịch canxi hidrocacbonat thì có kết tủa xuất hiện. Tổng các hệ số tỉ lượng trong phương trình hóa học của phản ứng là:
A. 4 ; B. 5 ; C. 6 ; D. 7
b. Khi cho dư khí CO2 vào dung dịch chứa kết tủa canxi cacbonat, thì kết tủa sẽ tan. Tổng các hệ số tỉ lượng trong phương trình hóa học của phản ứng là:
A. 4 ; B. 5 ; C. 6 ; D. 7
Hướng dẫn giải:
a) Chọn A
Ca (HCO3)2 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) CaCO3 + CO2 + H2O
b) Chọn A
CaCO3 + CO2 + H2O → Ca (HCO3)2
Bài 5 (trang 75 SGK Hóa học 11):
Cho 224,0 ml CO2 (đktc) hấp thụ hết trong 100,0ml dung dịch kali hiđroxit 0,200 M. Tính khối lượng của những chất có trong dung dịch tạo thành.
Hướng dẫn giải:
nCO2 =0,224/22,4= 0,01 (mol); nKOH = 1,00 . 0,200 = 0,02 (mol)
nKOH / nCO2 = 0,02 / 0,01 = 2
=>Trong dung dịch sau phản ứng chỉ có K2CO3
2KOH + CO2 → K2CO3 + H2O
0,02 ® 0,01 mol
mK2CO3 = 0,01. 138 = 1,38 (g)
Bài 6 (trang 75 SGK Hóa học 11):
Nung 52,65 g CaCO3 ở 100oC và cho toàn bộ lượng khí thoát ra hấp thụ hết vào 500,0 ml dung dịch NaOH 1,800M. Hỏi thu được những muối nào? Khối lượng là bao nhiêu? Biết rằng hiệu suất phản ứng nhiệt phân CaCO3 là 95%.
Hướng dẫn giải:
nCaCO3 = 52,65/100 = 0,5265 (mol)
CaCO3 \(\xrightarrow{{{t}^{o}}}\) CaO + CO2
0,5265 ® 0,5265
Phản ứng có H = 95 % nên số mol CO2 thực tế thu được:
nCO2 = 0,5265 . 95/100 = 0,5 mol
Ta có nNaOH = 0,5. 1,8 = 0,9 (mol)
Þ nNaOH : nCO2 = 0,9 : 0,4 Þ 1 < nNaOH : nCO2 < 2
Þ Phản ứng tạo thành hỗn hợp hai muối: NaHCO3 và Na2CO3
Gọi nNaHCO3 = y mol và nNa2CO3 = x mol
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (1)
x ← 2x ← x
CO2 + NaOH → NaHCO3 (2)
x ← y ← y
=> x + y = 0,5 và 2x + y = 0,9 => x= 0,4 và y = 0,1 mol
Khối lượng các muối
mNaHCO3 = 84.0,1 = 8,4 (g)
mNa2CO3 = 106.0,4 = 42,4 (g)
Trên đây là hợp chất của cacbon hóa 11 nâng cao mà ICAN soạn thảo. Cảm ơn bạn đã theo dõi và chia sẻ nhé. Chúc các bạn học vui vẻ.