Bài tập về Axit cacbonic và muối cacbonat

Lý thuyết

Axit Cacbonic (Công thức hóa học H₂CO₃)

1. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí

Trong nước tự nhiên và nước mưa có hòa tan khí cacbonic: 1000 m³ 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.

Muối Cacbonat

1. Phân loại:

Có hai loại muối cacbonat:

- Muối cacbonat trung hòa (hay muối cacbonat), không còn nguyên tố H trong thành phần gốc axit.

Ví dụ: Na₂CO₃, CaCO₃,..

- Muối cacbonat axit (hay muối hiđro cacbonat), có nguyên tố H trong thành phần gốc axit.

Ví 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 hiđro cacbonat tan trong nước như Ca(HCO₃)₂; Mg(HCO₃)₂ …

b) Tính chất hóa học

- Tác dụng với axit:

Muối cacbonat tác dụng với dung dịch axit mạnh hơn axit cacbonic (như HCl, HNO₃, H,SO₄,...) tạo thành muối mới và giải phóng CO₂.

Ví dụ:

  NaHCO₃ + HCl → NaCl + CO₂↑ + H₂O

  CaCO₃ + H₂SO₄ → CaSO₄ + CO₂ ↑+ H₂O

- Tác dụng với dung dịch bazơ

Một số dung dịch muối cacbonat tác dụng với dung dịch bazơ tạo thành muối cacbonat không tan và bazơ mới.

Ví dụ:

  K₂CO₃ + Ca(OH)₂ → 2KOH + CaCO₃ ↓

Muối hiđro cacbonat tác dụng với dung dịch kiềm tạo thành muối trung hòa và nước

Ví dụ:

  KHCO₃ + KOH → K₂CO₃ + H₂O

  Ba(HCO₃)₂ + Ba(OH)₂ → 2BaCO₃↓ + 2H₂O

- Tác dụng với dung dịch muối

Dung dịch muối cacbonat tác dụng với một số dung dịch muối tạo thành 2 muối mới

Ví dụ:

  Na₂CO₃ + CaCl₂ → 2NaCl + CaCO₃↓

- Muối cacbonat bị nhiệt phân hủy

Nhiều muối cacbonat (trừ muối cacbonat trung hòa của kim loại kiềm) dễ bị nhiệt phân hủy giải phóng khí CO₂

Ví dụ:

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,..

- NaHCO₃ được dùng làm dược phẩm, hóa chất trong bình cứu hỏa,...

Chu trình Cacbon trong tự nhiên

Trong tự nhiên luôn có sự chuyển hóa cacbon tự dạng này sang dạng khác. Sự chuyển hóa này diễn ra thường xuyên, liên tục và tạo thành chu trình khép kín.

Bài tập tự luyện

Bài 1: Có các chất rắn màu trắng, đựng trong các lọ riêng biệt không nhãn : CaCO₃, NaCl, NaOH. Nếu dùng quỳ tím và nước thì có thể nhận ra

A. 1 chất

B. 2 chất

C. 3 chất

D. không nhận được

Lời giải

- Cho nước vào các mẫu chất rắn, mẫu không tan trong nước là CaCO₃, 2 mẫu tan trong nước là NaCl và NaOH

- Dùng quỳ tím để nhận biết 2 dung dịch của 2 mẫu tan, dung dịch không làm đổi màu quỳ là NaCl, dung dịch làm đổi màu quỳ là NaOH

Đáp án: C

Bài 2: Tính thể tích khí CO₂ (đktc) tạo thành để dập tắt đám cháy nếu trong bình chữa cháy có dung dịch chứa 980 gam H₂SO₄ tác dụng hết với dung dịch NaHCO₃.

A. 22,4 lít.

B. 224 lít.

C. 44,8 lít.

D. 448 lít.

Lời giải

H₂SO₄ + 2NaHCO₃ → Na₂SO₄ + 2CO₂ + 2H₂O

98 gam                        →               2.22,4 lít

980 gam                     →   = 448 lít

Vậy thể tích CO₂ tạo thành là 448 lít

Đáp án: D

Bài 3: Hãy xác định công thức hóa học của muối natri cacbonat ngậm nước biết rằng khi nung 3,1 gam tinh thể này đến khối lượng không đổi được chất rắn có khối lượng là 2,65 gam

A. Na₂CO₃.H₂O

B. Na₂CO₃.2H₂O

C. 2Na₂CO₃.H₂O

D. Na₂CO₃.3H₂O

Lời giải

Đặt CTPT của muối cacbonat ngậm nước là: x.Na₂CO₃.yH₂O

Khi nung thu được muối khan:

x.Na₂CO₃.yH₂O xNa₂CO₃ + yH₂O

Chất rắn có khối lượng 2,65 gam là Na₂CO₃ 

=> 

Bảo toàn khối lượng: m_{tinh thể} = m_H2O + m _Na2CO3

m_H2O = 3,1 - 2,65 = 0,45 gam => n_H2O = 0,025 mol

Tỉ lệ x : y = 

Vậy CTPT của muối cacbonat ngậm nước là Na₂CO₃.H₂O

Đáp án: A

Bài 4: Sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động của mỏ đá vôi là do có phản ứng:

A. CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂.

B. Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃ + 2NaOH.

C. CaCO₃ → CaO + H₂O.

D. Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O.

Lời giải

Thạch nhũ là CaCO₃

Sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động của mỏ đá vôi là do có phản ứng :

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O

Đáp án: D

Bài 5: Hãy cho biết trong các cặp chất sau đây, cặp nào không thể tác dụng với nhau?

A. H₂SO₄ và KHCO₃

B. K₂CO₃ và NaCl

C. MgCO₃ và HCl

D. CaCl₂ và Na₂CO₃

Lời giải

Những cặp chất tác dụng với nhau:

A. H₂SO₄+ 2KHCO₃ → K₂SO₄ + 2CO₂ ↑ + 2H₂O

C. MgCO₃+ 2HCl → MgCl₂ + CO₂ ↑ + H₂O

D. CaCl₂+ Na₂CO₃ → CaCO₃ ↓ + 2NaCl

Cặp chất không tác dụng với nhau là B. K2CO3 và NaCl

Đáp án: B

Bài 6: Quá trình thổi khí CO₂ vào dung dịch NaOH, muối tạo ra theo thứ tự là :

A. NaHCO₃, Na₂CO₃

B. Na₂CO₃, NaHCO₃

C. Na₂CO₃

D. Không đủ dữ liệu xác định

Lời giải

Ban đầu tạo muối NaCO₃

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

Sau đó, CO₂ dư tiếp tục xảy ra phản ứng:

CO₂ + Na₂CO₃ + H₂O → 2NaHCO₃

Đáp án: B

Bài 7: Có 4 chất rắn: NaCl, Na₂CO₃, CaCO₃, BaSO₄ chỉ dùng thêm một cặp chất nào dưới đây để nhận biết ?

A. H₂O và CO₂

B. H₂O và NaOH

C. H₂O và HCl

D. H₂O và BaCl₂

Lời giải

- Cho nước cất vào cả 4 mẫu chất rắn trên, mẫu không tan trong nước là CaCO₃ và BaSO₄ (nhóm I), 2 mẫu tan trong nước là NaCl và Na₂CO₃ (nhóm II)

- Cho dung dịch HCl vào các mẫu ở cả 2 nhóm.

+ Nhóm I: mẫu xuất hiện khí thoát ra là CaCO₃, mẫu không hiện tượng là BaSO₄

PTHH: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

+ Nhóm II: mẫu xuất hiện khí thoát ra là Na₂CO₃, mẫu không hiện tượng là NaCl

PTHH: Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O

Đáp án: C

Bài 8: Cho luồng khí H₂ dư qua hỗn hợp các oxit CuO, Fe₂O₃, ZnO, MgO nung nóng ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng, hỗn hợp chất rắn còn lại là

A. Cu, Fe, ZnO, MgO.

B. Cu, Fe, Zn, Mg.

C. Cu, Fe, Zn, MgO.

D. Cu, FeO, ZnO, MgO.

Các chất khử C, CO, H₂ không khử được các oxit MgO, Al₂O₃ và các oxit khác của kim loại kiềm và kiềm thổ

⇒ chỉ khử được CuO, Fe₂O₃, ZnO tạo thành Cu, Fe, Zn

⇒ hỗn hợp chất rắn thu được là Cu, Fe, Zn, MgO.

Đáp án: C

Bài 9: Cho khí CO (dư) đi vào ống sứ nung nóng đựng hỗn hợp X gồm Al₂O₃, MgO, Fe₃O₄, CuO thu được chất rắn Y. Cho Y vào dung dịch NaOH (dư), khuấy kĩ, thấy còn lại phần không tan Z. Giả sử các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần không tan Z gồm:

A. MgO, Fe₃O₄, Cu.

B. MgO, Fe, Cu.

C. Mg, Fe, Cu.

D. Mg, Al, Fe, Cu.

Các chất khử C, CO, H₂ không khử được các oxit MgO, Al₂O₃ và các oxit khác của kim loại kiềm và kiềm thổ.

⇒ trong hỗn hợp X, CO khử được Fe₃O₄ và CuO tạo ra Fe và Cu

⇒ chất rắn Y gồm: Al₂O₃, MgO, Fe, Cu

Cho Y vào dung dịch NaOH dư, chỉ có Al₂O₃ tan ⇒ chất rắn Z sau phản ứng gồm MgO, Fe, Cu

Đáp án: B

Bài 10: Khử hoàn toàn 32 gam CuO bằng khí CO dư, thu được m gam kim loại. Giá trị của m là

A. 12,8

B. 25,6

C. 32,0

D. 64,0

Đáp án: B

Bài 11: Cho khí CO dư đi qua ống chứa 0,2 mol MgO và 0,2 mol CuO nung nóng đến phản ứng hoàn toàn, thu được x gam chất rắn. Giá trị của x là

A. 17,6

B. 4,8

C. 20,8

D. 24,0

Đáp án: C

Bài 12: Cho luồng khí CO (dư) đi qua 9,1 gam hỗn hợp gồm CuO và Al₂O₃ nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 8,3 gam chất rắn. Khối lượng CuO có trong hỗn hợp ban đầu là

A. 0,8 gam.

B. 8,3 gam.

C. 2,0 gam.

D. 4,0 gam.

Gọi số mol của CuO và Al₂O₃ lần lượt là a và b mol

⇒ mhỗn hợp đầu = 80a + 102b = 9,1 (1)

Khí CO chỉ phản ứng với CuO

Hỗn hợp chất rắn sau phản ứng gồm Cu (a mol) và Al₂O₃ (b mol)

⇒ mhỗn hợp sau = 64a + 102b = 8,3 (2)

Lấy (1) trừ (2) ta có: 16a = 0,8 ⇒ a = 0,05 mol

⇒ mCuO = 0,05.80 = 4 gam

Đáp án: D

Bài 13: Cho V lít khí CO (ở đktc) phản ứng với một lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO và Fe₂O₃ nung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,32 gam. Giá trị của V là

A. 0,224

B. 0,560

C. 0,112

D. 0,448

Giả sử khối lượng hỗn hợp rắn ban đầu là m gam ⇒ khối lượng rắn sau phản ứng là (m – 0,32) gam

Đáp án: D

Bài 14: Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) đi qua một ống sứ đựng lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO, Fe₂O₃ (ở nhiệt độ cao). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí X. Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dư dung dịch Ca(OH)₂ thì tạo thành 4 gam kết tủa. Giá trị của V là

A. 0,896

B. 1,120

C. 0,224

D. 0,448

Đáp án: A

Bài 15: Hoà tan hoàn toàn 20 gam một oxit kim loại bằng dung dịch H₂SO₄ loãng thu được 50 gam muối. Khử hoàn toàn lượng oxit đó thành kim loại ở nhiệt độ cao cần V lít khí CO (đktc). Giá trị của V là

A. 2,80

B. 5,60

C. 6,72

D. 8,40

Đáp án: D

Xem thêm các dạng bài tập hóa học hay, chi tiết khác:

30 Bài tập về Hợp kim sắt: Gang, thép (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về Tính chất của phi kim (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về Một số axit quan trọng (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về Một số oxit quan trọng (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về Tính chất hóa học của oxit. Khái quát về sự phân loại oxit (2024) có đáp án chi tiết nhất