Các dạng bài toán CO2 tác dụng với dung dịch kiềm (có đáp án 2024) và cách giải

Các dạng bài toán CO2 tác dụng với dung dịch kiềm và cách giải – Hóa học lớp 11

I. Lý thuyết và phương pháp giải

Xét bài toán sục CO₂ sục vào dung dịch kiềm.

- Phương trình hóa học:

CO₂ + 2$O{H}^{-}$ → $C{O}_3^{2-}$+ H₂O (1)

CO₂ + $O{H}^{-}$ → $HC{O}_3^{-}$(2)

- Xét tỉ lệ: $T=\frac{n_{O{H}^{-}}}{n_{C{O}_2}}$

+ Nếu T $\ge$ 2: chỉ tạo muối $C{O}_3^{2-}$

Bảo toàn nguyên tố C → $n_{C{O}_2}=n_{C{O}_3^{2-}}$

+ Nếu T $\le$ 1: chỉ tạo muối $HC{O}_3^{-}$

Bảo toàn nguyên tố H → $n_{O{H}^{-}}=n_{HC{O}_3^{-}}$

+ Nếu 1 < T < 2: tạo cả muối $HC{O}_3^{-}$ và $C{O}_3^{2-}$

Bảo toàn nguyên tố → $n_{C{O}_3^{2-}}=n_{O{H}^{-}}-n_{C{O}_2};n_{HC{O}_3^{-}}=n_{C{O}_2}-n_{C{O}_3^{2-}}$

- Để giải tốt bài toán này cần phối hợp thuần thục bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng:

+ m_muối = $m_{KL}+m_{C{O}_3^{2-}}+m_{HC{O}_3^{-}}$= m _{muối cacbonat} + m _{muối hidrocacbonat} (muối nào không có thì cho bằng 0).

- Nếu cation của dung dịch kiềm là $B{a}^{2+},C{a}^{2+}$ thì so sánh với số mol $C{O}_3^{2-}$ với số mol cation $B{a}^{2+},C{a}^{2+}$ để suy ra số mol kết tủa.

+ Trường hợp: $n_{C{O}_3^{2-}}>n_{M^{2+}}\Rightarrow n_{\downarrow }=n_{M^{2+}}$

+ Trường hợp: $n_{C{O}_3^{2-}}<n_{M^{2+}}\Rightarrow n_{\downarrow }=n_{C{O}_3^{2-}}$

- Nếu sau phản ứng, tiến hành cô cạn dung dịch thu được kết tủa thì dung dịch chứa hỗn hợp muối $HC{O}_3^{-}$ và $C{O}_3^{2-}$.

Ví dụ: $Ca{\left(HC{O}_3\right)}_2\stackrel{t^o}{\to }CaC{O}_3\downarrow +C{O}_2+H_{2}O$

II. Ví dụ minh họa

Câu 1: Sục 2,24 lít khí CO₂ vào 200ml dung dịch NaOH 1M thu được dung dịch X. Tính khối lượng muối trong X?

A. 15 g

B. 20 g

C. 10 g

D.10,6 g

Hướng dẫn

$\begin{array}{l}{n}_{C{O}_2}=0,1mol,n_{NaOH}=0,2\text{}mol\\ \Rightarrow T=\frac{n_{O{H}^{-}}}{n_{C{O}_2}}=2\end{array}$

Dung dịch X chỉ chứa 1 muối là Na₂CO_3­

$\begin{array}{l}\Rightarrow n{}_{N{a}_{2}C{O}_3}=n_{C{O}_2}\\ \Rightarrow m{}_{N{a}_{2}C{O}_3}=0,1.106=10,6gam\end{array}$

Đáp án D

Câu 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
Hướng dẫn

$n_{Ca{\left(OH\right)}_2}=0,2\text{\hspace{0.17em}}mol;\text{\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}}{n}_{\downarrow CaC{O}_3}=0,1mol$

Trường hợp 1: Chỉ tạo muối CaCO₃

$\begin{array}{l}\Rightarrow n_{C{O}_2}=n_{\downarrow CaC{O}_3}=0,1mol\\ \Rightarrow V_{C{O}_2}=0,1.22,4=2,24lit\end{array}$

Trường hợp 2: Tạo hỗn hợp 2 muối

Bảo toàn nguyên tố Ca : $n_{Ca{\left(HC{O}_3\right)}_2}=n_{Ca{\left(OH\right)}_2}-n_{\downarrow CaC{O}_3}=0,1mol$

Bảo toàn nguyên tố C $\Rightarrow n_{C{O}_2}=2n_{Ca{\left(HC{O}_3\right)}_2}+n_{\downarrow CaC{O}_3}=0,3mol$

$\Rightarrow V_{C{O}_2}=0,3.22,4=6,72lit$

Đáp án D

Câu 3: Sục 4,48 lít khí CO₂ (đktc) vào 500ml dung dịch NaOH 0,1M và Ba(OH)₂ 0,2M. Tính khối lượng kết tủa thu được?

A. 9,85 gam

B. 9,65 gam

C. 10,05 gam

D. 10,85 gam

Hướng dẫn:

${n_{CO}}_{{}_2} =0,2mol,n_{O{H}^{-}} =0,25mol,n_{B{a}^{2+}} =0,1mol$

Ta thấy: 1< T = 1,25 < 2 tạo cả muối $HC{O}_3^{-}$ và $C{O}_3^{2-}$

$\begin{array}{l}C{O}_2 +2O{H}^{-} \to C{O_3}^{2-} +H_{2}O\\ 0,125 0,25\to 0,125\\ C{O}_2 +C{O_3}^{2-} +H_{2}O\to 2HC{O_3}^{-}\\ 0,075 \to 0,075 \to 1,5\end{array}$

$n_{C{O_3}^{2-}}=0,05mol<n_{B{a}^{2+}}$

$n_{\downarrow }=0,05mol$

⇒ m↓ = 0,05 . 197 = 9,85g

Đáp án A

III. Bài tập tự luyện

Câu 1: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít CO₂ (đktc) vào dung dịch nước vôi trong có chứa 0,25 mol Ca(OH)₂. Sản phẩm muối thu được sau phản ứng gồm?

A. Chỉ có CaCO₃

B. Chỉ có Ca(HCO₃)₂

C. Cả CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

D. Không có cả 2 chất CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

Câu 2: Hấp thụ hoàn toàn 0,672 lít CO₂ (đktc) vào 2 lít Ca(OH)₂ 0,01M thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 1 gam

B. 1,5 gam

C. 2 gam

D. 2,5 gam

Câu 3: Thổi V lít khí CO₂ (đktc) vào 100ml dung dịch Ca(OH)₂ thu được 6 gam kết tủa. Lọc kết tủa, đun nóng dung dịch lại thấy có 4 gam kết tủa nữa. Giá trị của V là

A. 2,24 lít

B. 2,688 lít

C. 6,72 lít

D. 10,08 lít

Câu 4: Sục V lít CO₂ (đktc) vào 200 ml dung dịch X gồm Ba(OH)₂ 1M và NaOH 1M. Sau phản ứng thu được 19,7 gam kết tủa. Giá trị của V là

A. 2,24 hoặc 4,48

B. 2,24 hoặc 11,2

C. 6,72 hoặc 4,48

D. 5,6 hoặc 11,2

Câu 5: Dẫn V lít khí CO₂ (ở đktc) qua 500 ml dung dịch Ca(OH)₂ nồng xM , sau phản ứng thu được 3 gam kết tủa và dung dịch A. Đun nóng dung dịch A thu được thêm 2 gam kết tủa nữa. Giá trị của V và x là

A. 1,568 lít và 0,1 M

B. 22,4 lít và 0,05 M

C. 0,1792 lít và 0,1 M

D. 1,12 lít và 0,2 M

Câu 6: 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.

Câu 7: Sục V lít khí CO₂ (đktc) vào 2 lít dung dịch Ca(OH)₂ 0,05M , thu được 7,5 gam kết tủa. Gía trị V là

A. 1,68 lít

B. 2,88 lít

C. 2,24 lít và 2,8 lít

D. 1,68 lít và 2,8 lít

Câu 8: Sục 1,12 lít CO₂ (đktc) vào 200ml dung dịch Ba(OH)₂ 0,2M. Khối lượng kết tủa thu được là:

A. 5,91g.

B. 19,7g.

C. 78,8g.

D. 98,5g.

Câu 9: Hấp thụ hoàn toàn 3,36 lít CO₂ (đktc) vào 200ml dung dịch NaOH 1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam muối. Giá trị của m là

A. 13,7.

B. 5,3.

C. 8,4.

D. 15,9.

Câu 10: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít khí CO₂ (đktc) vào 100ml dung dịch Ca(OH)₂ 0,75M, thu được a gam kết tủa. Giá trị của a là

A. 1,0.

B. 7,5.

C. 5,0.

D. 15,0

Đáp án tham khảo

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 11 có đáp án và lời giải chi tiết khác:

Các dạng bài toán khử oxit kim loại bằng C, CO và cách giải

Các dạng bài toán cho H+ vào muối cacbonat và ngược lại

Công thức tính số mol OH- ( hoặc CO2) khi cho CO2 tác dụng với dung dịch kiềm

Công thức tính nhanh bài toán khử oxit kim loại bằng CO

Trắc nghiệm lý thuyết Chương 4 Đại cương về hóa học hữu cơ