Chuyên đề phương pháp giải bài tập về phản ứng của CO2, SO2 với các dung dịch kiềm môn Hóa học 12 năm 2021 – 2022

2.1.Tổng quan kiến thức

- Khi cho CO₂, SO₂ tác dụng với các dung dịch kiềm (KOH, NaOH, Ba(OH)₂, Ca(OH)₂) thì sản phẩm sinh ra tùy thuộc vào tỉ lệ số mol giữa OH^-  và CO₂( SO₂)

OH^-  + CO₂ →HCO₃^-     (1)

2OH^- + CO₂ → CO₃^2-+ H₂O (2)

-Khi tác dụng với KOH, NaOH: sản phẩm sinh đều là muối tan. Vì vậy bài toán thường hỏi khối lượng từng muối trong dung dịch sau phản ứng.

-Khi tác dụng với Ba(OH)₂, Ca(OH)₂: thấy hiện tượng có kết tủa nếu kiềm còn dư thì kết tủa bị hòa tan. Vì vậy bài toán thường hỏi khối lượng kết tủa thu được.

2.2. Phương pháp giải bài tập

Đưa số mol kiềm về số mol của ion OH^-, sau đó viết PTHH, tính theo PTHH đó: có 2 dạng bài toán.

Lấy ví dụ về CO₂. SO₂ tương tự

OH^-  + CO₂ →HCO₃^-     (1)

2OH^- + CO₂ → CO₃^2-+ H₂O (2)

Bài toán thuận: Cho chất tham gia phản ứng, tìm sản phẩm: Với bài toán loại này ta chỉ cần tính tỉ số mol gữa OH^- và CO₂

Đặt N= nOH^-/nCO₂ Khi đó nếu:

+  N≤ 1 chỉ xảy ra phản ứng (1)  → sản phẩm thu được là muối axit (HCO₃^-)

+ N≥ 2  chỉ xảy ra phản ứng (2)  → sản phẩm thu được là muối trung hòa (CO₃^2-)

+ 1< N < 2  tức là xảy ra cả (1) và (2) → sản phẩm gồm cả 2 muối. Khi đó lập hệ phương trình theo số mol CO₂ và số mol OH^- sẽ tìm được số mol 2 muối.

Bài toán nghịch: Cho sản phẩm, hỏi chất tham gia phản ứng:

VD: Cho x mol CO₂ tác dụng với a mol OH^- tạo thành b kết tủa ( b mol muối trung hòa). Tìm giá trị x biết a,b.

Giải: Với bài toán này thì chúng ta chú ý đến giá trị a, b.

-   Nếu a=2b thì bài toán rất đơn giản x= b hay nCO₂ = n↓

-   Nếu a> 2b thì bài toán có thể có 2 đáp số vì xảy ra 2 trường hợp

+ TH1: OH^- dư, tức là chỉ xảy ra phản ứng (2) Vậy x= b hay n_CO2 = n↓

+ TH2: Xảy cả 2 phản ứng (1),(2): Vậy x= a-b hay n_CO2 = n_OH- - n↓

 Chú ý

+ Cho dù đầu bài cho CO₂ hay SO₂ tác dụng với 1 hay nhiều dung dịch kiềm thì ta cũng đưa hết về số mol OH^-

+  Nếu bài toán yêu cầu tính số mol kết tủa thì giữa số mol CO₃^2- (SO₃^2-) và Ba²⁺ (  Ca²⁺) ion nào có số mol nhỏ hơn thì số mol kết tủa tính theo ion đó.

Bài 1. Dung dịch X chứa NaOH 0,2M và Ca(OH)₂ 0,1M. Sục 7,84 lít khí CO₂ (đktc) vào 1 lít dung dịch X thì khối lượng kết tủa thu được là

A. 15 gam.                        

B. 5 gam.                                       

C. 10 gam.                                               

D. 20 gam.

Lời giải chi tiết

Chú ý: dd X chứa 2 kiềm nên quy về OH^-

Ta có n_CO2 = 7,84/22,4 = 0,35 mol ; n_OH- = 0,2.1 + 0,1.2.1 = 0,4 mol

Đây là bài toán thuận

→N= nOH-/ nCO2 = 0,4/0,35  → 1< N < 2

                                                     OH^-  + CO₂ →HCO₃^-     (1)

                                                         x          x

                                                    2OH^- + CO₂ → CO₃^2-+ H₂O (2)

                                                      2y         y

→Tạo ra 2 muối . Ta có hệ : x + y = 0,35 và    x + 2y = 0,4

→x = 0,3     y = 0,05

→n_CO32- = 0,05 mol mà n_Ca2+ = 0,1 mol → n↓ = n_CO32- = 0,05 mol

Khối lượng kết tủa thu được là : m = 0,05.100= 5 gam

→Đáp án B

Bài 2. Cho V lít (đktc) CO₂ tác dụng với 200 ml dung dịch Ca(OH)₂ 1M thu được 10 gam kết tủa. Vậy thể tích V của CO₂ là

A. 2,24 lít.                     

B. 6,72 lít.                         

C. 8,96 lít.                                        

D. 2,24 hoặc 6,72 lít.

Lời giải chi tiết

n_OH- = 0,4 mol ; n↓ = 0,1 mol

OH^-  + CO₂ →HCO₃^-     (1)

2OH^- + CO₂ → CO₃^2-+ H₂O (2)

Đây là bài toán nghịch

Ta thấy n_OH- > n↓ nên xảy ra hai trường hợp

TH1: OH^- dư, tức là chỉ xảy ra phản ứng (2)

n_CO2 = n↓ = 0,1 mol →V_CO2 = 2,24 lít

TH2:  Xảy cả 2 phản ứng (1),(2):

n_CO2 = n_OH- - n↓ = 0,4 – 0,1 = 0,3 mol → V_CO2 = 0,3.22,4 = 6,72 lít

→Đáp án D 

Bài 3. Cho 3,36 lít khí CO₂ sục từ từ vào 200 ml dịch NaOH 1M. Sau phản ứng thu được dung dịch X. Tính khối lượng từng muối trong dung dịch X?

A.8,4 gam và 10,6 gam

B. 4,2 gam và 5,3 gam

C. 8,4 gam và 5,3 gam

D. 4,2 gam và 10,6 gam

Lời giải chi tiết

n_CO2 = 0,15 mol ; n_OH- = 0,2 mol

Đây là bài toán thuận

→N= nOH-/ nCO2 = 0,2/0,15  → 1< N < 2

                                                       OH^-  + CO₂ →HCO₃^-     (1)

                                                          x         x

                                                    2OH^- + CO₂ → CO₃^2-+ H₂O (2)

                                                      2y          y

→Tạo ra 2 muối . Ta có hệ : x + y = 0,15 và    x + 2y = 0,2

→x = 0,1     y = 0,05

→n_CO32- = 0,05 mol và n_HCO3- = 0,1 mol

Khối lượng từng muối trong dung dịch X

m_NaHCO3 = 0,1.84 = 8,4 gam và m_Na2CO3= 0,05.106 = 5,3 gam

→Đáp án C

Bài 4. Đốt cháy hoàn toàn 8,8 gam FeS và 12 gam FeS₂ thu được khí. Cho khí này sục vào V ml dung dịch NaOH 25% (d=1,28 g/ml) được muối trung hòa. Giá trị tối thiểu của V là

A. 50 ml.                           

B. 75 ml.                                     

C. 100 ml.                         

D. 120 ml.

Lời giải chi tiết

n_FeS = 0,1 mol ; n_FeS2 = 0,1 mol ;

Đốt cháy hỗn hợp FeS, FeS₂ thu được SO₂ . Bảo toàn nguyên tố S ta được:

n_SO2= n_FeS + 2n_FeS2 = 0,1 + 0,1.2 = 0,3 mol

Sục SO₂ vào dung dịch NaOH thu được muối trung hòa

2OH^- + SO₂ → SO₃^2-+ H₂O

→n_OH- = 2n_SO2 = 2.0,3 = 0,6 mol

Thể tích NaOH tối thiểu: V = (0,6.40.100)/(25.1,28) = 75 ml

→Đáp án B

Bài 5. Đốt cháy m gam FeS trong khí O₂ dư thu được khí X. Hấp thụ hoàn toàn khí X vào 200 ml dung dịch gồm NaOH 0,1 M và Ba(OH)₂ 0,1 M. Sau phản ứng thu được dung dịch Y và 4,34 gam kết tủa. Khi cho dung dịch NaOH vào dung dịch Y thì lại thấy có kết tủa Giá trị của m là

A. 2,53 gam.                         

B. 3,52 gam.                            

C. 3,25 gam.                     

D. 1,76 gam.

Lời giải chi tiết

Khí X là SO₂

Ta có nOH- == 0,1.0,2 + 0,1.2.0,2 = 0,06  mol , n↓ = 4,34/217 = 0,02 mol

OH^-  + SO₂ →HSO₃^-     (1)

2OH^- + SO₂ → SO₃^2-+ H₂O (2)

Đây là bài toán nghịch, xảy ra 2 trường hợp tuy nhiên khi cho NaOH vào dung dịch Y lại thấy xuất hiện kết tủa

Xảy cả 2 phản ứng (1),(2)

n_SO2 = n_OH- - n↓ = 0,06 – 0,02 = 0,04 mol → mFeS = 0,04.88 = 3,52 gam

→Đáp án B

Bài 6. Nung nóng m gam MgCO₃ đến khi khối lượng không đổi thì thu được V lít khí CO₂ ( ở đktc). Hấp thụ hoàn toàn V lít CO₂ vào 400 ml dung dịch Ca(OH)₂ 0,1 M thì thu được 2,5 gam kết tủa và dung dịch X. Cho dung dịch NaOH dư vào X thì thu được a gam kết tủa. Giá trị của V và a là

A. 1,232 lít và 1,5 gam.         

B. 1,008 lít và 1,8 gam.         

C. 1,12 lít và 1,2 gam.     

D. 1,24 lít và 1,35 gam.

Lời giải chi tiết

Phân tích: Sục khí CO₂ vào dung dịch kiềm thấy xuất hiện kết tủa mà sau khi cho thêm kiềm lại được thêm một khối lượng kết tủa → Chứng tỏ ban đầu tạo ra 2 muối CO₃^2- và HCO₃^-

Ta có PTHH:

OH^-  + CO₂ →HCO₃^-     (1)

2OH^- + CO₂ → CO₃^2-+ H₂O (2)

Vậy xảy ra cả 2 phản ứng (1) và (2)

→n_CO2 = n_OH- - n↓ = 0,1.2.0,4 – 2,5/100 = 0,055 mol →V_CO2 = 0,055.22,4 = 1,232 lít

Sau khi thêm NaOH dư

HCO₃^- + OH^-  → CO₃^2-+ H₂O

→n_HCO3- = 0,055 – 0,025 = 0,03 mol

Mà n_Ca2+ = 0,04 mol → n↓ = 0,04 – 0,025 = 0,015 mol

→a = 0,015.100 = 1,5 gam

→Đáp án A

Bài 7. Sục hết 1,568 lít khí CO₂ (đktc) vào 500 ml dung dịch NaOH 0,16M. Sau thí nghiệm được dung dịch A. Rót 250 ml dung dịch B gồm BaCl­₂ 0,16M và Ba(OH)₂ xM vào dung dịch A được 3,94 gam kết tủa và dung dịch C. Nồng độ xM của Ba(OH)₂ bằng

A. 0,02M.                         

B. 0,025M.                                      

C. 0,03M.                                                         

 D. 0,015M.

Lời giải chi tiết

Ta có n_CO2 = 1,568/22,4 = 0,07 mol ; n_NaOH = 0,16.0,5 = 0,08 mol

Xét N= nOH-/nCO₂ = 0,08/0,07 → 1

→Tạo ra 2 muối

PTHH                                              OH^-  + CO₂ →HCO₃^-     (1)

                                                          x         x

                                                    2OH^- + CO₂ → CO₃^2-+ H₂O (2)

                                                      2y          y

→Tạo ra 2 muối . Ta có hệ : x + y = 0,07 và    x + 2y = 0,08

→x = 0,06   y = 0,01

Khi thêm dd B

Ta có n↓ = 3,94/197 = 0,02 mol →n_OH-(Ba) = 0,02 – 0,01 = 0,01 mol

→C_MBa(OH)2 = 0,01/(2.0,25) = 0,02 M

→ Đáp án A

---(Hết )---

Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề phương pháp giải bài tập về phản ứng của CO₂, SO₂ với các dung dịch kiềm môn Hóa học 12 năm 2021 – 2022. Để xem thêm nhiều tư liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.