30 Bài tập CO2 tác dụng với dung dịch kiềm (2024) có đáp án chi tiết nhất

Bài tập CO₂ tác dụng với dung dịch kiềm

1. Lý thuyết và phương pháp giải

Xét bài toán sục CO₂ sục vào dung dịch kiềm.

- Phương trình hóa học:

CO₂ + 2$O{H}^{-}$ → $C{O}_3^{2-}$+ H₂O (1)

CO₂ + $O{H}^{-}$ →  $HC{O}_3^{-}$(2)

- Xét tỉ lệ: $T=\frac{n_{O{H}^{-}}}{n_{C{O}_2}}$

+ Nếu T $\ge$ 2: chỉ tạo muối $C{O}_3^{2-}$

Bảo toàn nguyên tố C → $n_{C{O}_2}=n_{C{O}_3^{2-}}$

+ Nếu T $\le$ 1: chỉ tạo muối $HC{O}_3^{-}$

Bảo toàn nguyên tố H → $n_{O{H}^{-}}=n_{HC{O}_3^{-}}$

+ Nếu 1 < T < 2: tạo cả muối $HC{O}_3^{-}$ và  $C{O}_3^{2-}$

Bảo toàn nguyên tố → $n_{C{O}_3^{2-}}=n_{O{H}^{-}}-n_{C{O}_2};n_{HC{O}_3^{-}}=n_{C{O}_2}-n_{C{O}_3^{2-}}$

- Để giải tốt bài toán này cần phối hợp thuần thục bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng:

+  m_muối = $m_{KL}+m_{C{O}_3^{2-}}+m_{HC{O}_3^{-}}$= m _{muối cacbonat} + m _{muối hidrocacbonat} (muối nào không có thì cho bằng 0).

- Nếu cation của dung dịch kiềm là $B{a}^{2+},C{a}^{2+}$ thì so sánh với số mol $C{O}_3^{2-}$ với số mol cation $B{a}^{2+},C{a}^{2+}$ để suy ra số mol kết tủa.

+ Trường hợp: $n_{C{O}_3^{2-}}>n_{M^{2+}}\Rightarrow n_{\downarrow }=n_{M^{2+}}$

+ Trường hợp: $n_{C{O}_3^{2-}}<n_{M^{2+}}\Rightarrow n_{\downarrow }=n_{C{O}_3^{2-}}$

- Nếu sau phản ứng, tiến hành cô cạn dung dịch thu được kết tủa thì dung dịch chứa hỗn hợp muối $HC{O}_3^{-}$ và $C{O}_3^{2-}$.

Ví dụ: $Ca{\left(HC{O}_3\right)}_2\stackrel{t^o}{\to }CaC{O}_3\downarrow +C{O}_2+H_{2}O$

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Sục 2,24 lít khí CO₂ vào 200ml dung dịch NaOH 1M thu được dung dịch X. Tính khối lượng muối trong X?

A. 15 g

B. 20 g

C. 10 g

D.10,6 g

Hướng dẫn

$\begin{array}{l}{n}_{C{O}_2}=0,1mol,n_{NaOH}=0,2\text{}mol\\ \Rightarrow T=\frac{n_{O{H}^{-}}}{n_{C{O}_2}}=2\end{array}$

Dung dịch X chỉ chứa 1 muối là Na₂CO_3­

$\begin{array}{l}\Rightarrow n{}_{N{a}_{2}C{O}_3}=n_{C{O}_2}\\ \Rightarrow m{}_{N{a}_{2}C{O}_3}=0,1.106=10,6gam\end{array}$

Đáp án D

Ví dụ 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
Hướng dẫn

$n_{Ca{\left(OH\right)}_2}=0,2\text{\hspace{0.17em}}mol;\text{\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}}{n}_{\downarrow CaC{O}_3}=0,1mol$

Trường hợp 1: Chỉ tạo muối CaCO₃

$\begin{array}{l}\Rightarrow n_{C{O}_2}=n_{\downarrow CaC{O}_3}=0,1mol\\ \Rightarrow V_{C{O}_2}=0,1.22,4=2,24lit\end{array}$

Trường hợp 2: Tạo hỗn hợp 2 muối

Bảo toàn nguyên tố Ca : $n_{Ca{\left(HC{O}_3\right)}_2}=n_{Ca{\left(OH\right)}_2}-n_{\downarrow CaC{O}_3}=0,1mol$

Bảo toàn nguyên tố C $\Rightarrow n_{C{O}_2}=2n_{Ca{\left(HC{O}_3\right)}_2}+n_{\downarrow CaC{O}_3}=0,3mol$

$\Rightarrow V_{C{O}_2}=0,3.22,4=6,72lit$

Đáp án D

Ví dụ 3: Sục 4,48 lít khí CO₂ (đktc) vào 500ml dung dịch NaOH 0,1M và Ba(OH)₂ 0,2M. Tính khối lượng kết tủa thu được?

A. 9,85 gam

B. 9,65 gam

C. 10,05 gam

D. 10,85 gam

Hướng dẫn:

${n_{CO}}_{{}_2} =0,2mol,n_{O{H}^{-}} =0,25mol,n_{B{a}^{2+}} =0,1mol$

Ta thấy:  1< T = 1,25 < 2 tạo cả muối $HC{O}_3^{-}$ và $C{O}_3^{2-}$

$\begin{array}{l}C{O}_2 +2O{H}^{-} \to C{O_3}^{2-} +H_{2}O\\ 0,125 0,25\to 0,125\\ C{O}_2 +C{O_3}^{2-} +H_{2}O\to 2HC{O_3}^{-}\\ 0,075 \to 0,075 \to 1,5\end{array}$

$n_{C{O_3}^{2-}}=0,05mol<n_{B{a}^{2+}}$

$n_{\downarrow }=0,05mol$

⇒ m↓ = 0,05 . 197 = 9,85g

Đáp án A

3. Bài tập vận dụng

Bài 1: Cho 1,344 lít khí CO₂ (đktc) hấp thụ hết vào 2 lít dung dịch X chứa NaOH 0,04M và Ca(OH)₂ 0,02M thu được m gam kết tủa. Xác định giá trị của m.

Trả lời

$n_{C{O}_2} =\frac{1,344}{22,4} =0,06 mol$

n_NaOH = 0,04.2 = 0,08 mol; $n_{Ca{\left(OH\right)}_2}$ = 0,02.2 = 0,04 mol ;

$n_{O{H}^{-}}$ = 0,08 + 0,04.2 = 0,16 mol

$T =\frac{n_{O{H}^{-}}}{n_{C{O}_2}}=\frac{0,16}{0,06}=\frac{8}{3}$ => tạo ra muối CO32-

Bài 2: Cho V lít CO₂ ( đktc) tác dụng 500ml dung dịch Ca(OH)₂ 0,5M tạo thành 10 gam kết tủa . Tính giá trị của V?

Trả lời

$n_{Ca{\left(OH\right)}_2}$ = 0,5.0,5 = 0,25 mol

⇒ $n_{O{H}^{-}}=2n_{Ca{\left(OH\right)}_2}$ = 0,25.2 = 0,5 mol

$n_{CaC{O}_3}$ = 0,1 mol

Đây là bài toán nghịch, mà $n_{O{H}^{-}}>2n_{CaC{O}_3}$ nên bài toán trên có thể xảy ra 2 trường hợp:

- Trường hợp 1: $n_{C{O}_2}$= n↓ = 0,1 mol

Thể tích CO₂ tham gia phản ứng là: V = 0,1.22,4 = 2,24 lít

- Trường hợp 2: ($n_{CaC{O}_3} < n_{Ca{\left(OH\right)}_2}$) tạo thành 2 muối của $C{O}_3^{2-} và HC{O}_3^{-}$ 

$n_{C{O}_2}$ = 0,25 – 0,1 = 0,15 => V = 3,36 lit

Vậy giá trị của V là 2,24 lít hoặc 3,36 lít

Bài 3. Hấp thụ hoàn toàn 0,16 mol CO₂ vào 2 lít dd Ca(OH)₂ 0,05 M thu được kết tủa X và dd Y. Cho biết khổi lượng dd Y tăng hay giảm bao nhiêu so với dd Ca(OH)₂ ban đầu?

Lời giải

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃  + H₂O     

0,1  0,1          0,1

2CO₂         +    CaCO₃ + H₂O     → Ca(HCO₃)₂

0,16 – 0,1      →  0,06

=>  n↓= 0,04 mol

n↓= 0,04 mol => m ↓   =  4g  < 0,16 . 44 = 7,04g

=> m_{dd tăng} = 7,04 – 4 = 3,04g

Bài 4. Thổi V lít khí CO₂ (đktc) vào 100ml dung dịch Ca(OH)₂ 1M thu được 6g kết tủa. Lọc kết tủa đun nóng dung dịch lại thấy có kết tủa nữa. Tìm V?

Lời giải

Dung dịch sau phản ứng thu được ↓ , lọc kết tủa đun nóng dung dịch lại thu được kết tủa => có Ca(HCO₃)₂ taọ thành.

BTNT Ca   0,1 = 0,06 + $n_{Ca{\left(HC{O}_3\right)}_2} \Rightarrow n_{Ca{\left(HC{O}_3\right)}_2}$ =  0,04 mol

$n_{C{O}_2}=n_{CaC{O}_3}+ 2n_{Ca{\left(HC{O}_3\right)}_2}$ = 0,14 mol

$V_{C{O}_2}$ = 3,136 l  

Bài 5. Sục 3,36 lít khí CO₂ (đktc) vào 300ml dd Ca(OH)₂ 0,2M và NaOH 0,3 M thu được m (g)  kết tủa và dd Y. Cô cạn dd Y thu được m’( g) chất rắn khan. Tìm m và m’ .

Hướng dẫn:

$n_{C{O}_2}=0,15 mol; n_{O{H}^{-}}=0,21 mol; n_{C{a}^{2+}}=0,06 mol$

CO₂   +  2OH^-   → $C{O}_3^{2-}$ + H₂O

0,105 0,21    →  0,105

CO₂      +  $C{O}_3^{2-}$  + H₂O → 2HCO3-

0,045 →0,045          →         0,09

$n_{C{O}_3^{2-}}$  = 0,06mol

Ca²⁺        +     $C{O}_3^{2-}$  → CaCO₃ 

  0,06                      0,06       0,06

=> m↓  = 6g

Cô cạn dung dịch Y  => m crắn  = 0,09 . 84 = 7,56g

Bài 6. Sục 4,48 lít khí CO₂ (đktc) vào 500ml dd NaOH 0,1 M và Ba(OH)₂ 0,2M  tính m kết tủa thu được?

Lời giải

n_CO2 = 0,2 mol.  n_OH- = 0,25 mol,  $n_{B{a}^{2+}}$= 0,1 mol

CO₂   +  2OH^-   → $C{O}_3^{2-}$  + H₂O

0,1250,25    →   0,125

CO₂      +  $C{O}_3^{2-}$  + H₂O → 2$HC{O}_3^{-}$

0,075 → 0,075          →         1,5

$n_{C{O}_3^{2-}}$ = 0,05mol

Ba²⁺        +      $C{O}_3^{2-}$  → BaCO₃ 

                     0,05       0,05

=> m↓  = 0,05 . 197 = 9,85g

Bài 7. A là hỗn hợp khí gồm CO₂ , SO₂ với d_{A/ H2} = 27. Dẫn a mol hh khí A qua bình đựng 1 lít dd NaOH 1,5aM. Sau phản ứng cô cạn cẩn thận dd thu được m (g) muối khan. Tìm m theo a?

Lời giải

Gọi CT chung của 2 oxit MO₂ → MMO₂  = 54 => M = 22(g)

PP nối tiếp

MO₂      +   2NaOH→ Na₂MO₃  + H₂O

0,75a     1,5a   →     0,75a

MO₂   +  Na₂CO₃  + H₂O        → 2NaHCO₃

0,25a  →  0,25a

Sau phản ứng          

=> m = 0,5a . (46 + 22 + 48)  + 0,5a . (24+22+48) = 105a

(Xem thêm bài tập trong file đính kèm bên dưới)

Xem thêm các dạng bài tập Hoá học 11 hay, chi tiết, đầy đủ khác:

30 Bài tập về Nitrogen (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 bài tập về Andehit (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 bài tập về Sulfuric acid và muối sulfate (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về Tính chất của nitơ, photpho và các hợp chất của chúng (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về Anđehit - Xeton (2024) có đáp án chi tiết nhất