Cách giải bài tập CO2 tác dụng với dung dịch kiềm hay, chi tiết

Lý thuyết và Phương pháp giải

1. Bài toán CO₂, SO₂ dẫn vào dung dịch NaOH, KOH

    - Khi cho CO₂ (hoặc SO₂) tác dụng với dung dịch NaOH đều xảy ra 3 khả năng tạo muối:

        CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O (1)

        CO₂ + NaOH → NaHCO₃ (2)

Đặt T = nnaOH : nCO₂

    - Nếu T = 2 : chỉ tạo muối Na₂CO₃

    - Nếu T ≤ 1: chỉ tạo muối NaHCO₃

    - Nếu 1 < T < 2 : tạo cả muối NaHCO₃ và Na₂CO₃

* Có những bài toán không thể tính T. Khi đó phải dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối.

    - Hấp thụ CO₂ vào NaOH dư ( KOH dư )chỉ tạo muối trung hòa Na₂CO₃ (K2CO₃)

    - Hấp thụ CO₂ vào NaOH chỉ tạo muối Na₂CO₃, Sau đó thêm BaCl2 vào thấy kết tủa. Thêm tiếp Ba(OH)₂ dư vào thấy xuất hiện thêm kết tủa nữa → Tạo cả 2 muối Na₂CO₃ và NaHCO₃

    - Chất hấp thụ vào bình NaOH tăng :

       m bình tăng = m dd tăng = m chất hấp thụ ( CO₂ + H₂O có thể có )

    - Trong trường hợp không có các dữ kiện trên thì chia trường hợp để giải.

2. Bài toán CO₂, SO₂ dẫn vào dung dịch Ca(OH)₂, Ba(OH)₂:

Do ta không biết sản phẩm thu được là muối nào nên phải tính tỉ lệ T:

        Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O (1)

        Ca(OH)₂ + 2CO₂ → Ca(HCO₃)₂ (2)

Đặt T = nCO₂ : nCa(OH)₂

    - Nếu T ≤ 1: chỉ tạo muối CaCO₃

    - Nếu T = 2 : chỉ tạo muối Ca(HCO₃)₂

    - Nếu 1 < T < 2: tạo cả muối CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

    - Hấp thụ CO₂ vào nước vôi trong thấy có kết tủa, thêm NaOH dư vào thấy có kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

    - Hấp thụ CO₂ vào nước vôi trong thấy có kết tủa, lọc bỏ kết tủa rồi đun nóng nước lọc lại thấy kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂.

    - Nếu không có các dữ kiện trên ta phải chia trường hợp để giải.

* Khi những bài toán không thể tính T ta dựa vào những dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối.

    - Hấp thụ CO₂ vào nước vôi dư thì chỉ tạo muối CaCO₃.

* Sự tăng giảm khối lượng dung dịch : Khi cho sản phẩm cháy vào bình Ca(OH)₂ hay Ba(OH)₂.

m bình tăng = m hấp thụ

m dd tăng = m hấp thụ - m kết tủa

m dd giảm = m kết tủa – m hấp thụ

Bài tập vận dụng

Bài 1: A là hh khí gồm CO₂ , SO₂ , 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 gam muối khan. Tìm m theo a?

Hướng dẫn:

Gọi CT chung của 2 oxit MO₂ 

d_(A/H2) = 27 → M_MO2 =27.2 =54 → M = 22(g)

n_NaOH = 1,5a.1 = 1,5a mol

Ta có: T = n_NaOH:n_CO2 = 1,5a/a = 1,5 → tạo cả muối NaHMO₃ và Na₂MO₃

MO₂      +   2NaOH→ Na₂MO₃  + H₂O

0,75a         1,5a   →         0,75a

MO₂   +  Na₂MO₃  + H₂O   → 2NaHMO₃

0,25a     →  0,25a                        0,5a

→ Số mol muối Na₂MO₃ và NaHMO₃ sau phản ứng lần lượt là: 0,5a; 0,5a

Sau phản ứng thu được khối lượng muối khan là:         

m = m_Na2MO3 + m_NaHMO3 = 0,5a.(23.2+22+48) + 0,5.a(24+22+48)=105a

Bài 2: 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?

Hướng dẫn:

n_Ca(OH)2 = 0,05.2=0,1 mol

T = n_CO2 : n_Ca(OH)2 = 0,16/0,1 = 1,6 → 1 < T < 2 → tạo cả muối CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ ↓ + H₂O     

0,1……….0,1…………0,1

→ Số mol CO₂ dùng để hòa tan kết tủa là: 0,16 – 0,1 = 0,06 mol

CO₂       +    CaCO₃  + H₂O     → Ca(HCO₃)₂

0,06     →      0,06

→ Số mol kết tủa còn lại là: 0,1 – 0,06 = 0,04 mol

→ m ↓ = mCaCO₃ = 0,04.100 = 4g

→ m_{dd tăng} = m_CO2 - m_CaCO3 = 0,16.44 - 4 = 3,04g

Bài 3: Thổi V lít khí CO₂ (đktc) vào 100ml dd Ca(OH)₂ 1M thu được 6g kết tủa. Lọc kết tủa đun nóng dd lại thấy có kết tủa nữa. Tìm V?

Hướng dẫn:

Dd sau phản ứng đun nóng lại có kết tủa → có Ca(HCO₃)₂ tạo thành

n_CaCO3 = 6/100 = 0,06 mol

BTNT Ca: 0,1 = n_CaCO3 + n_Ca(HCO3)2 = 0,06 + n_Ca(HCO3)2 → n_Ca(HCO3)2 =  0,04 mol

BTNT C: n_CO2 = n_CaCO3 + 2n_Ca(HCO3)2 = 0,06 + 2.0,04 = 0,14 mol

→ V = 0,14. 22,4 = 3,136 lít