CO2 + H2O → H2CO3 | CO2 ra H2CO3

Phản ứng CO₂ + H₂O → H₂CO₃

1. Phương trình phản ứng CO₂ tác dụng H₂O

CO₂ + H₂O ⇔ H₂CO₃

2. Điều kiện phản ứng xảy ra

Nhiệt độ thường

3. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

- CO₂ (Cacbon đioxit) là một oxit axit khi tan trong nước tạo thành H₂CO₃.

- H₂CO₃ (Axit cacbonic) là axit kém bền do đó dễ dàng phân hủy tạo ra CO₂, H₂O.

4. Mở rộng kiến thức về CO₂

4.1. Tính chất vật lý

- Là chất khí không màu, nặng gấp 1,5 lần không khí.

- Tan ít trong nước.

- CO₂ khi bị làm lạnh đột ngột là thành phần chính của nước đá khô. Nước đá khô không nóng chảy mà thăng hoa nên được dùng để làm môi trường lạnh và khô, rất tiện lợi để bảo quản thực phẩm.

4.2. Tính chất hóa học

Khí CO₂ không cháy, không duy trì sự cháy của nhiều chất.

a. CO₂ là oxit axit

- CO₂ tan trong nước tạo thành axit cacbonic (là một điaxit rất yếu):

        CO₂ (k) + H₂O (l) ⇔ H₂CO₃ (dd)

- CO₂ tác dụng với oxit bazơ → muối:

        CaO + CO₂ → CaCO₃ (tº)

- CO₂ tác dụng với dung dịch kiềm → muối + (H₂O)

        NaOH + CO₂ → NaHCO₃

        2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O

Phản ứng của CO₂ với dung dịch kiềm tạo thành muối nào tuỳ thuộc vào tỉ lệ số mol của 2 chất tham gia phản ứng.

b. CO₂ bền, ở nhiệt độ cao bị nhiệt phân một phần và tác dụng được với các chất khử mạnh

        2CO₂ ⇔ 2CO + O₂ (tº)

        CO₂ + 2Mg → 2MgO + C (Đây là nguyên nhân không sử dụng CO₂ để dập tắt các đám cháy kim loại)

        CO₂ + C → 2CO

c. CO₂ còn được dùng để sản xuất ure

        CO₂ + 2NH₃ → NH₄O - CO - NH₂ (amoni cacbamat)

        NH₄O - CO - NH₂ → H₂O + (NH₂)₂CO (180ºC; 200at)

4.3. Điều chế

- Quá trình hô hấp của người và động vật:

        C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

- Quá trình lên men bia rượu:

        C₆H₁₂O₆ → 2CO₂ + 2C₂H₅OH

- Quá trình đốt cháy nhiên liệu:

        C_xH_y + (x + y/4)O₂ → xCO₂ + y/2 H₂O

- Trong công nghiệp:

        C + O₂ → CO₂ (đốt cháy hoàn toàn than cốc trong không khí)

        CaCO₃ → CaO + CO₂ (1000ºC)

- Trong phòng thí nghiệm:

        CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

5. Tính chất hóa học của H₂O

5.1. Nước tác dụng với kim loại

Ở điều kiện thường, nước có thể phản ứng với các kim loại mạnh như Li, Ca, Na, K, Ba,… để tạo thành dung dịch Bazo và khí Hidro.

H₂O + Kim loại → Bazơ + H₂↑

2M + 2nH₂O → 2M(OH)_n + nH2↑

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

2K + 2H₂O → 2KOH + H₂

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂

Đặc biệt, một số kim loại trung bình như Mg, Zn, Al, Fe,…phản ứng được với hơi nước ở nhiệt độ cao tạo ra oxit kim loại và hidro. Bên cạnh đó, kim loại Mg tan rất chậm trong nước nóng.

5.2. Nước tác dụng với oxit bazo

Nước tác dụng với một số oxit bazo như Na₂O, CaO , K₂O,… tạo thành dung dịch bazo tương ứng. Dung dịch bazo làm cho quỳ tím hóa xanh.

H₂O + Oxit bazơ → Bazơ

Na₂O + H₂O → 2NaOH

Li₂O + H₂O→ 2LiOH

K₂O + H₂O→ 2KOH

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

5.3. Nước tác dụng với oxit axit

Nước tác dụng với oxit axit tạo thành axit tương ứng. Dung dịch axit làm quỳ tím hóa đỏ.

H₂O + Oxit axit → Axit

CO₂ + H₂O → H₂CO₃

SO₂ + H₂O → H₂SO₃

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

SO₃ + H2O → H₂SO₄

N₂O₅ + H₂O → 2HNO₃

6. Bài tập vận dụng

Câu 1. Dãy chất nào sau đây tan trong nước

A. CO₂, SO₂, CaO

B. BaO, CuO, N₂O₅

C. CaO, FeO, CO₂

D. N₂O₅, CaO, ZnO

Lời giải:

Đáp án: A

Câu 2. Dãy chất nào sau đây hòa tan vào nước cho dung dịch làm quỳ tím hóa đỏ?

A. N₂O₅, CaO, CO₂

B. SO₃, N₂O_5, P₂O₅

C. CO₂, Na₂O, N₂O₅

D. CO, CO₂, N₂O₅

Lời giải:

Đáp án: B

Câu 3. Khi nhiệt phân, nhóm các muối nitrat cho sản phẩm kim loại, khí NO₂, O₂ là

A. Cu(NO₃)₂, Pb(NO₃)₂.

B. Ca(NO₃)₂, Hg(NO₃)₂, AgNO₃.

C. Zn(NO₃)₂, AgNO₃, LiNO₃.

D. Hg(NO₃)₂, AgNO₃.

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 4. Chất nào sau đây được dùng làm bột nở trong công nghiệp thực phẩm?

A. KOH

B. NaOH

C. Na₂CO₃

D. NaHCO₃

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 5. “Nước đá khô” không nóng chảy mà thăng hoa nên được dùng để tạo môi trường lạnh và khô rất tiện cho việc bảo quản thực phẩm. Nước đá khô là

 A. CO rắn.

 B. SO₂ rắn.

 C. H₂O rắn.

 D. CO₂ rắn.

Lời giải:

Đáp án: D

Nước đá khô là CO₂ rắn.

Câu 6. Thổi V lít khí CO₂ (đktc) vào 100ml dd Ca(OH)₂ 1M thu được 6g kết tủa. Lọc kết tủa đun nóng dung dịch lại thấy có kết tủa nữa. Giá trị của V là

 A. 1,12 lít.

 B. 2,24 lít.

 C. 3,36 lít.

 D. 3,136 lít.

Lời giải:

Đáp án: D

Do đun nóng dung dịch lại thu được kết tủa → Sau phản ứng thu được 2 muối

CaCO₃ 0,06 mol và Ca(HCO₃)₂ x mol

Bảo toàn nguyên tố Ca có: 0,1 = x + 0,06 → x = 0,04 mol

Bảo toàn nguyên tố C có n_khí = 2.0,04 + 0,06 = 0,14 mol

V = 0,14.22,4 = 3,136 lít.

Câu 7. Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít khí CO₂ (đktc) vào 125 ml dung dịch Ba(OH)₂ 1M, thu được dung dịch X. Coi thể tích dung dịch không thay đổi, nồng độ mol của chất tan trong dung dịch X là

 A. 0,1M.

 B. 0,4M.

 C. 0,6M.

 D. 0,2M.

Lời giải:

Đáp án: D

n_khí = 0,15 mol; n_OH^- = 0,125.2 = 0,25 mol

 nên sau phản ứng thu được BaCO₃ x mol và Ba(HCO₃)₂ y mol

Bảo toàn nguyên tố Ba: x + y = 0,125

Bảo toàn nguyên tố C: x + 2y = 0,15

Giải hệ → x = 0,1 và y = 0,025 mol

Chất tan trong X là Ba(HCO₃)₂, C_M = 0,025 : 0,125 = 0,2M.

Xem thêm các phương trình hóa học khác:

KOH + CO2 → KHCO3 l KOH ra KHCO3

C + CO2 → CO | C ra CO

CaO + CO2 → CaCO3 | CaO ra CaCO3

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

CO2 + NaOH → Na2CO3 + H2O | NaOH ra Na2CO3