Hoá 11 bài 16: Tính chất hoá học của cacbon oxit (CO), cacbon dioxit (CO2) muối cabonnat và bài tập vận dụng

Hoá 11 bài 16: Tính chất hoá học của cacbon oxit (CO), cacbon dioxit (CO2) muối cabonnat và bài tập vận dụng. Các bon oxit (CO), các bon dioxit (CO₂) muối các bon nát là các hợp chất quan trọng của các bon mà các em cần nắm vững.

Vậy Các bon oxit (CO), cac bon dioxit (CO₂) muối các bon nát có những tính chất hoá học nào quan trọng, làm sao để điều chế và ứng dụng được các oxit cacbon và muối cacbonat, chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua bài viết này.

I. Cacbon oxit (các bon oxit) – CO

1. Cấu tạo phân tử và tính chất vật lý của cacbon oxit – CO

– Cấu tạo của CO là C≡O (trong đó có 1 liên kết thuộc kiểu cho – nhận).

– CO là chất khí, không màu, không mùi, không vị, tan rất ít trong nước và rất bền với nhiệt.

– CO là khí độc vì nó kết hợp với hemoglobin ở trong máu tạo thành hợp chất bền làm cho hemoglobin mất tác dụng vận chuyển khí O₂.

2. Tính chất hoá học của cacbon oxit – CO

– Phân tử CO có liên kết ba bền vững nên ở nhiệt độ thường C rất trơ, chỉ hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao.

– CO là oxit trung tính không có khả năng tạo muối → không tác dụng với dung dịch bazơ và dung dịch axit ở nhiệt độ thường.

* Cacbon oxit là chất khử mạnh.

a) CO tác dụng với các phi kim:

2CO + O₂ $small xrightarrow[]{700^{0}C}$ 2CO₂

CO + Cl₂ → COCl₂ (photgen)

b) CO khử oxit của các kim loại

– CO khử oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học của kim loại (phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao).

3CO + Fe₂O₃ $small xrightarrow[]{t^{0}}$ 3CO₂↑ + 2Fe↓

CO + CuO $small xrightarrow[]{t^{0}}$ CO₂↑ + Cu↓

3. Điều chế cacbon oxit

– Trong công nghiệp:

C + H₂O CO + H₂ (1050⁰C)

CO₂ + C $small xrightarrow[]{t^{0}}$ 2CO

– Trong phòng thí nghiệm:

HCOOH $small xrightarrow[]{t^{0},xt}$ CO + H₂O (H₂SO₄ đặc, t⁰)

4. Nhận biết cacbon oxit

5CO + I₂O₅ → 5CO₂ + I₂

II. Cacbon đioxit (các bon dioxit) – CO₂

1. Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí của cacbon đioxit

– Cấu tạo của CO₂ là O=C=O.

– Là khí không màu, vị hơi chua. 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.

2. Tính chất hóa học của cacbon đioxit CO₂

a) CO₂ là oxit axit

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

CO₂ + H₂O H₂CO₃

– CO₂ tác dụng với oxit bazơ → muối:

CaO + CO₂ $small xrightarrow[]{t^{0}}$ CaCO₃

– CO₂ tác dụng với dung dịch bazơ → 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 (t⁰)

CO₂ + 2Mg → 2MgO + C

CO₂ + C → 2CO

c) CO₂ còn được dùng để sản xuất ure

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

NH₄O – CO – NH₂ $small small xrightarrow[]{180^{0}C;200at}$ H₂O + (NH₂)₂CO

3. Điều chế cacbon dioxit

– 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/2H₂O

– Trong công nghiệp, đốt cháy hoàn toàn than cốc trong không khí hoặc nhiệt phân đá vôi:

C + O₂ → CO₂

CaCO₃ $small xrightarrow[]{1000^{0}C}$ CaO + CO₂

– Trong phòng thí nghiệm:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

4. Nhận biết cacbon dioxit

– Tạo kết tủa trắng với dung dịch nước vôi trong dư.

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

III. Muối cacbonat (cac bon nát)

– Là muối của axit cacbonic (gồm muối CO₃^2- và HCO₃^–).

1. Tính tan

– Các muối cacbonat trung hoà của kim loại kiềm (trừ Li₂CO₃), amoniac và các muối hidrocacbonat dễ tan trong nước (trừ NaHCO₃ ít tan). Các muối cacbonat trung hoà của những kim loại khác không tan hoặc ít tan trong nước.

2. Tính chất hóa học của muối cacbonat

* Sự thủy phân:

+ Muối cacbonat của kim loại kiềm bị thủy phân mạnh tạo môi trường kiềm:

Na₂CO₃ → 2Na⁺ + CO₃^2-

CO₃^2- + H₂O HCO₃^– + OH^‑

– Trong một số phản ứng trao đổi Na₂CO₃ đóng vai trò như 1 bazơ:

2AlCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Al(OH)₃ + 6NaCl + 3CO₂

– Muối (NH₄)₂CO₃ có môi trường trung tính.

* Sự nhiệt phân:

+ Muối cacbonat tan không bị nhiệt phân (trừ muối amoni), muối cacbonat không tan bị nhiệt phân:

MgCO₃ $small xrightarrow[]{t^{0}}$ MgO + CO₂

+ Tất cả các muối hiđrocacbonat đều bị nhiệt phân:

2NaHCO₃ $small xrightarrow[]{t^{0}}$ Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

Ca(HCO₃)₂ $small xrightarrow[]{t^{0}}$ CaCO₃ + H₂O + CO₂

* Tính chất hóa học chung của muối:

+ Tác dụng với axit → muối mới + CO₂ + H₂O

NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂

– Lưu ý: Nếu cho H⁺ vào muối tan thì CO₃^2- → HCO₃^- → H₂O + CO₂.

Nếu cho H⁺ vào muối không tan thì CO₃^2- → CO₂ + H₂O.

+ Tác dụng với dung dịch bazơ → muối mới + bazơ mới

NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

+ Tác dụng với muối → 2 muối mới

Na₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃ + 2NaCl

+ Tác dụng với kim loại đứng trước kim loại tạo muối → muối mới + kim loại mới

Cu(HCO₃)₂ + Mg → Mg(HCO₃)₂ + Cu

3. Nhận biết muối cacbonat

– Cho tác dụng với axit → CO₂

CaCO₃ + 2HCl ® CaCl₂ + CO₂ + H₂O

IV. Bài tập về các-bon-oxit CO, các-bon-dioxit CO₂ và muối các-bon-nát

Bài 4 trang 75 SGK Hóa 11: a) Khi đun nóng dung dịch canxi hidrocacbonat thì có kết tủa xuất hiện. Tổng các hệ số tỉ lượng trong phương trình hóa học của phản ứng là: A. 4 ; B. 5 ; C. 6 ; D. 7

b) Khi cho dư khí CO₂ vào dung dịch chứa kết tủa canxi cacbonat, thì kết tủa sẽ tan. Tổng các hệ số tỉ lượng trong phương trình hóa học của phản ứng là: A. 4 ; B. 5 ; C. 6 ; D. 7

* Lời giải bài 4 trang 75 SGK Hóa 11:

– Viết PTHH xảy ra, sau đó cân bằng và cộng tổng tất cả các hệ số của các chất trong phương trình lại.

a. Đáp án A

Ca(HCO₃)₂ $small xrightarrow[]{t^{0}}$ CaCO₃ + CO₂ + H₂O

⇒ Tổng hệ số = 1 + 1 + 1 + 1 = 4

b. Đáp án A

CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

⇒ Tổng hệ số = 1 + 1 + 1 + 1 = 4

Bài 5 trang 75 SGK Hóa 11: Cho 224,0 ml CO₂ (đktc) hấp thụ hết trong 100,0ml dung dịch kali hidroxit 0,200 M. Tính khối lượng của những chất có trong dung dịch tạo thành.

* Lời giải bài 5 trang 75 SGK Hóa 11:

– Theo bài ra, ta có: n_CO2 = 0,224/22,4 = 0,01 (mol);

n_KOH = V.C_M = 0,1.0,2 = 0,02 (mol).

⇒ Ta có tỉ lệ: $small k=frac{n_{KOH}}{n_{CO2}}=frac{0,02}{0,01}=2$

* Lưu ý:

Nếu k ≤1 ⇒ chỉ tạo muối KHCO₃
Nếu 1 < k ⇒ tạo cả 2 muối KHCO₃ và K₂CO₃
Nếu k ≥ 2 ⇒ chỉ tạo muối K₂CO₃

⇒ Phương trình tạo muối trung hoà

CO₂ + 2KOH → K₂CO₃

⇒ Trong dụng dịch sau sau phản ứng chỉ có K₂CO₃

m_K2CO3 = 0,01.138 = 1,38 (g).

Bài 6 trang 75 SGK Hóa 11: Nung 52,65 g CaCO₃ ở 100^oC và cho toàn bộ lượng khí thoát ra hấp thụ hết vào 500,0 ml dung dịch NaOH 1,800M. Hỏi thu được những muối nào? Khối lượng là bao nhiêu? Biết rằng hiệu suất phản ứng nhiệt phân CaCO₃ là 95%.

* Lời giải bài 6 trang 75 SGK Hóa 11:

– Theo bài ra, ta có: n_CaCO3 = m/M = 52,65/100 = 0,5265 (mol).

n_NaOH = V.C_M = 0,5.1,8 = 0,9 (mol).

– Phương trình hoá học của phản ứng:

CaCO₃ $small xrightarrow[]{t^{0}}$ CaO + CO₂

– Từ phương trình suy ra: n_CO2 = n_CaCO3 = 0,5265 (mol)

Do hiệu suất phản ứng là 95% nên: n_{CO2 thực tế} = 95%.0,5265 = 0,5 (mol)

– Tỉ lệ mol: $small small k=frac{n_{NaOH}}{n_{CO2}}=frac{0,9}{0,5}=1,8<2$

⇒ Tạo ra hỗn hợp 2 muối là Na₂CO₃ và NaHCO₃

CO₂ + NaOH → NaHCO₃

x x (mol) x (mol)

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

y 2y (mol) y (mol)

– Theo bài và phương trình phản ứng ta có:

∑n_CO2 = x + y = 0,5 (mol).

∑n_NaOH = x + 2y = 0,9 (mol).

– Giải hệ trên, ta được: x = 0,1 và y = 0,4

⇒ m_NaHCO3 = 0,1.84 = 8,4 (g).

⇒ m_Na2CO3 = 0,4.106 = 42,4 (g).

Hi vọng với phần hệ thống lại kiến thức về tính chất hoá học của các bon oxit, các bon dioxit và muối các bon nát ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để Trường TCSP Mẫu giáo – Nhà trẻ Hà Nội ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.

Bản quyền bài viết thuộc trường Trường THPT Phạm Hồng Thái. Mọi hành vi sao chép đều là gian lận!
Nguồn chia sẻ: Trường THPT Phạm Hồng Thái (thpt-phamhongthai.edu.vn)

Related Posts

Trả lời Hủy