CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O | CO2 ra BaCO3

Phản ứng CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃ + H₂O

1. Phương trình phản ứng CO₂ ra BaCO₃

CO₂+ Ba(OH)₂ → BaCO₃↓+ H₂O

2. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

2.1. Bản chất của CO₂ (Cacbon dioxit)

CO₂ là oxit axit tác dụng được với dung dịch bazo tạo thành muối và nước.

2.2. Bản chất của Ba(OH)₂ (Bari hidroxit)

Ba(OH)₂ là một bazo mạnh mang đầy đủ tính chất hoá học của một bazo nên phản ứng được với các oxit axit.

3. Điều kiện phản ứng xảy ra khi cho CO₂ tác dụng với Ba(OH)₂

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

Ba(OH)₂ + CO₂ → BaCO₃↓ + H₂O (1)

Ba(OH)₂ + 2CO₂ → Ba(HCO₃)₂ (2)

Đặt T = n_CO2 : n_Ba(OH)2

Nếu T ≤ 1: chỉ tạo muối BaCO₃

Nếu T = 2: chỉ tạo muối Ba(HCO₃)₂

Nếu 1 < T < 2: tạo cả muối BaCO₃ và Ba(HCO₃)₂

Hấp thụ CO₂ vào nước vôi trong thấy có kết tủa, thêm Ba(OH)₂ dư vào thấy có kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả BaCO₃ và Ba(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 BaCO₃và Ba(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 BaCO₃.

* 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}

4. Mở rộng kiến thức về CO₂

4.1. Tính chất vật lý

- Là chất khí không màu, nặng gấp 1,5 lần không khí.

- 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.

4.2. Tính chất hóa học

Khí CO₂ không cháy, không duy trì sự cháy của nhiều chất.

a. CO₂ là oxit axit

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

CO₂ (k) + H₂O (l) ⇔ H₂CO₃ (dd)

- CO₂ tác dụng với oxit bazơ → muối:

CaO + CO₂ → CaCO₃ (tº)

- CO₂ tác dụng với dung dịch kiềm → 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 (tº)

CO₂ + 2Mg → 2MgO + C (Đây là nguyên nhân không sử dụng CO₂ để dập tắt các đám cháy kim loại)

CO₂ + C → 2CO

c. CO₂ còn được dùng để sản xuất ure

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

NH₄O - CO - NH₂ → H₂O + (NH₂)₂CO (180ºC; 200at)

4.3. Điều chế

- 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/2 H₂O

- Trong công nghiệp:

C + O₂ → CO₂ (đốt cháy hoàn toàn than cốc trong không khí)

CaCO₃ → CaO + CO₂ (1000ºC)

- Trong phòng thí nghiệm:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

4.4. Ứng dụng

Khí co2 được dùng để làm lạnh, bảo quản thực phẩm, tạo ra nước soda và nhiều sản phẩm khác. Ngoài ra CO2 có vai trò trong quá trình quang hợp của thực vật và trong chu trình phát thải cacbon của Trái Đất. Khí co2 có tác dụng vô cùng trò quan trọng trong việc duy trì nhiệt độ trái đất, tạo ra sự chuyển hóa của các chất hữu cơ và tham gia vào nhiều quá trình công nghiệp khác.

5. Tính chất hóa học của Ba(OH)₂

Mang đầy đủ tính chất hóa học của một bazơ mạnh.

Phản ứng với các axit:

Ba(OH)₂ + 2HCl → BaCl₂+ 2H₂O

Phản ứng với oxit axit: SO₂, CO₂...

Ba(OH)₂ + SO₂ → BaSO₃ + H₂O

Ba(OH)₂ + 2SO₂ → Ba(HSO₃)₂

Phản ứng với các axit hữu cơ tạo thành muối:

2CH₃COOH + Ba(OH)₂ → (CH₃COO)₂Ba + 2H₂O

Phản ứng thủy phân este:

2CH₃COOC₂H₅ + Ba(OH)₂ → (CH₃COO)₂Ba + 2 C₂H₅OH

Phản ứng với muối:

Ba(OH)₂ + CuCl₂ → BaCl₂ + Cu(OH)₂↓

Tác dụng một số kim loại mà oxit, hidroxit của chúng có tính lưỡng tính (Al, Zn...):

Ba(OH)₂ + 2Al + 2H₂O → Ba(AlO₂)₂ + 3H₂↑

Tác dụng với hợp chất lưỡng tính:

Ba(OH)₂ + 2Al(OH)₃ → Ba(AlO₂)₂ + 4H₂O

Ba(OH)₂ + Al₂O₃ → Ba(AlO₂)₂ + H₂

6. Bài tập vận dụng

Câu 1. Thổi V lít khí CO₂ (đktc) vào 200ml dung dịch Ca(OH)₂ 1M thu được 12 gam kết tủa. Lọc kết tủa đun nóng dung dịch lại thấy có kết tủa nữa. Tìm V?

A. 3,136 lít

B. 8,960 lít

C. 6,272 lít

D. 4,480 lít

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

n_CaCO3 = 12/100 = 0,12 mol

Do đun nóng lại thu được thêm kết tủa => nên có Ca(HCO₃)₂

n_Ca(OH)2 = 0,2.1 = 0,2 mol

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

0,12 0,12 ← 0,12 mol

2CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂

0,16 (0,2 - 0,12) mol

→ n_CO2= 0,12 + 0,16 = 0,28 mol

→ V = 0,28.22,4 = 6,272 lít

Câu 2. V lít khí CO₂ (đktc) vào 1,5 lít Ca(OH)₂0,1M được 19,7 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V là?

A. 1,12

B. 2,24

C. 4,48

D. 6,72

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

Khi sục CO₂ vào 0,15 mol Ba(OH)₂ thu được 0,1 mol kết tủa BaCO₃

Thì có thể xảy ra 2 trường hợp có kết tủa.

Trường hợp 1:

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O.

→ n_CO2= n_CaCO3 = 0,1.

→ V = 2,24 lít.

Trường hợp 2:

CO₂ + Ca(OH)₂→ CaCO₃ + H₂O

0,1

2CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂.

0,1 0,05

→ n_CO2 = 0,1 + 0,1 = 0,2.

→ V = 4,48 lít

Nên V max = 4,48 lít.

Câu 3. Cho 4,48 lít khí CO₂(đktc) đi qua 150ml dung dịch KOH 1M thu được dung dịch Y. Khối lượng muối thu được khi cô cạn dung dịch Y là

A. 30

B. 60

C. 15

D. 40

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

n_CO2 = 4,48/22,4 = 0,2 (mol)

n_KOH= 0,15.1 = 0,15 (mol)

Xét tỉ lệ tạo muối:

n_KOH/n_CO2 = 0,15/0,2 =0,75 < 1

→ Tạo muối axit KHCO₃; CO₂ dư

Phương trình hóa học

CO₂ + KOH → KHCO₃

→ n_KHCO3 = n_KOH = 0,15 (mol)

→ m_KHCO3 =m_muối= 0,15.100 = 15 (g)

Câu 4. Cho các dung dịch sau: Ba(OH)2, NaHSO4, K2CO3, Ba(HCO3)2. Đổ lần lượt các dung dịch vào nhau. Số phản ứng xảy ra là

A. 8

B. 6

C. 4

D. 5

Lời giải:

Đáp án: B

Giải thích:

+) Ba(OH)₂ phản ứng với NaHSO₄, K₂CO₃, Ba(HCO₃)₂

2NaHSO₄ + Ba(OH)₂→ BaSO₄+ Na₂SO₄ + 2H₂O

Ba(OH)₂ + K₂CO₃ → BaCO₃ + 2KOH

Ba(HCO₃)₂ + Ba(OH)₂ → 2BaCO₃ + 2H₂O

+) NaHSO₄ phản ứng với K₂CO₃, Ba(HCO₃)₂

2NaHSO₄ + K₂CO₃ → K₂SO₄ + Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

Ba(HCO₃)₂ + 2NaHSO₄→ Na₂SO₄ + BaSO₄ + 2CO₂ + 2H₂O

+) K₂CO₃ phản ứng với Ba(HCO₃)₂

Ba(HCO₃)₂ + K₂CO₃ → BaCO₃ + 2KHCO₃

=> có tất cả 6 phản ứng

Câu 5. Cho dãy các chất: KOH, Ca(NO₃)₂, SO₂, SO₃, NaHSO₄, Na₂SO₃, K₂SO₄. Số chất trong dãy tạo thành kết tủa khi phản ứng với dung dịch BaCl₂là

A. 4

B. 6

C .3

D. 2

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích: