Bài 29: Axit cacbonic và muối cacbonat

A. Lý thuyết

I. AXIT CACBONIC (Công thức hóa học H₂CO₃)

1. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí

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.

II. 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,..

III. 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.

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Dãy các chất nào sau đây là muối axit ?

    A. NaHCO₃, BaCO₃, Na₂CO₃.

 B. Ba(HCO₃)₂, NaHCO₃, Ca(HCO₃)₂.

 C. Ca(HCO₃)₂, Ba(HCO₃)₂, MgCO₃.

 D. Mg(HCO₃)₂, Ba(HCO₃)₂, CaCO₃.

Đáp án:

Câu 2: Dãy gồm các muối đều tan trong nước là

 A. CaCO₃, MgCO₃, Mg(HCO₃)₂, K₂CO₃.

 B. CaCO₃, NaHCO₃, Mg(HCO₃)₂, Na₂CO₃.

 C. CaCO₃, Na₂CO₃, NaHCO₃, MgCO₃.

 D. Na₂CO₃, Ca(HCO₃)₂, Ba(HCO₃)₂, K₂CO₃.

Đáp án:

Câu 3: Dãy gồm các chất bị phân hủy bởi nhiệt là

 A. Na₂CO₃, Mg(OH)₂, Ca(HCO₃)₂, BaCO₃.

 B. MgCO₃, BaCO₃, Ca(HCO₃)₂, NaHCO₃.

 C. K₂CO₃, KOH, MgCO₃, Ca(HCO₃)₂.

 D. NaHCO₃, KHCO₃, Na₂CO₃, K₂CO₃.

Hiển thị đáp án

Câu 4: Dãy gồm các chất đều phản ứng với dung dịch HCl ở điều kiện thường là

 A. Na₂CO₃, CaCO₃.

 B. K₂SO₄, Na₂CO₃.

 C. Na₂SO₄, Mg(NO₃)₂.

 D. Na₂SO₃, KNO₃.

Đáp án:

Câu 5: Cặp chất nào sau đây có thể cùng tồn tại trong dung dịch ?

 A. HCl và KHCO₃.

 B. Ca(OH)₂ và Ca(HCO₃)₂.

 C. K₂CO₃ và CaCl₂.

 D. K₂CO₃ và Na₂SO₄.

Đáp án:

Câu 6: Cho 4 gam CaCO₃ tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch HCl 2M. Thể tích dung dịch HCl đã dùng là

 A. 0,05 lít.

 B. 0,04 lít.

 C. 0,75 lít.

 D. 0,15 lít.

Đáp án:

Câu 7: Cho phương trình hóa học sau: X + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O. X là

 A. C.

 B. NaHCO₃.

 C. CO.

 D. KHCO₃.

Đáp án:

Câu 8: Khối lượng kết tủa tạo ra, khi cho 10,6 gam Na₂CO₃ tác dụng vừa đủ với dung dịch Ca(OH)₂ là

 A. 5 gam.

 B. 10 gam.

 C. 15 gam.

 D. 20 gam.

Đáp án:

Câu 9: Có 2 dung dịch K₂SO₄ và K₂CO₃ thuốc thử nào sau đây có thể nhận biết 2 dung dịch trên ?

 A. Dung dịch BaCl₂.

 B. Dung dịch HCl.

 C. Dung dịch NaOH.

 D. Dung dịch Pb(NO₃)₂.

Đáp án:

Câu 10: Nung hoàn toàn hỗn hợp 2 muối CaCO₃ và MgCO₃ thu được 76 gam hai oxit và 33,6 lít CO₂ (đktc). Khối lượng hỗn hợp muối ban đầu là

 A. 142 gam.

 B. 124 gam.

 C. 141 gam.

 D. 140 gam.

Đáp án:

Đáp án: A

Câu 11: 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.

Đáp án:

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

Câu 12: 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.

Đáp án:

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

Câu 13: 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. 16,0

Đáp án:

Đáp án: B

Câu 14: 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:

Đáp án: C

Câu 15: 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.

Đáp án:

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

Câu 16: 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

Đáp án:

Câu 17: 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:

Đáp án: A

Câu 18: 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:

n	1	2	3	4
R	18,67 (loại)	37,33 (loại)	56 (Fe)	74,67 (loại)

Đáp án: D

Câu 19: Cho H₂ dư qua 8,14 gam hỗn hợp A gồm CuO, Al₂O₃ và Fe_xO_y nung nóng. Sau khi phản ứng xong, thu được 1,44 gam H₂O và a gam chất rắn. Giá trị của a là :

A. 6,70

B. 6,86

C. 6,78

D. 6,80

Đáp án:

Đáp án: B

Câu 20: Khử 3,48 gam một oxit của kim loại M cần dùng 1,344 lít H₂ (đktc). Toàn bộ lượng kim loại M sinh ra cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 1,008 lít H₂ (đktc). Công thức oxit là

A. Fe₃O₄.

B. Fe₂O₃.

C. FeO.

D. ZnO.

Đáp án:

n	1	2	3	4
M	21 (loại)	42 (loại)	63 (loại)	84 (loại)

Đáp án: A

Câu 21: Cho khí CO qua ống chứa 15,2 gam hỗn hợp A gồm CuO và FeO nung nóng. Sau một thời gian thu được hỗn hợp khí B và 13,6 gam chất rắn

C. Cho B tác dụng với dung dịch Ca(OH)₂ dư thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là :

A. 15

B. 10

C. 20

D. 25

Đáp án:

Đáp án: B

Câu 22: Dẫn một luồng khí CO dư qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp Fe₃O₄ và CuO nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn thu được 2,32 gam hỗn hợp kim loại. Khí thoát ra khỏi bình được dẫn qua dung dịch nước vôi trong dư thu được 5 gam kết tủa. Giá trị của m là :

A. 6,24

B. 5,32

C. 3,12

D. 4,56

Đáp án:

Đáp án: C