CO2 + NaOH → Na2CO3 + H2O | NaOH ra Na2CO3

Phản ứng CO₂ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

1. Phương trình phản ứng CO₂ tác dụng NaOH

CO₂+ 2NaOH → Na₂CO₃ + 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 với dung dịch bazo tạo thành muối và nước.

2.2. Bản chất của NaOH (Natri hidroxit)

NaOH là một bazo mạnh phản ứng được với oxit axit.

3. Dạng bài toán CO₂ tác dụng KOH, NaOH

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 = n_NaOH/n_CO2

Nếu T = 2 : chỉ tạo muối Na₂CO₃

Nếu T = 1 : chỉ tạo muối NaHCO₃

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

Như vậy để xảy ra phương trình phản ứng (1) thì T = 2

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.

4. Cách tiến hành phản ứng CO₂ tác dụng với NaOH

Sục khí CO₂ từ từ vào dung dịch NaOH.

5. Tính chất hóa học của NaOH

5.1. Làm đổi màu chất chỉ thị

Dung dịch NaOH làm quỳ tím chuyển thành màu xanh.

Dung dịch NaOH làm phenolphthalein không màu chuyển sang màu đỏ, đổi màu methyl da cam thành màu vàng.

5.2. Natri hidroxit tác dụng với oxit axit

Khi tác dụng với axit và oxit axit trung bình, yếu thì tùy theo tỉ lệ mol các chất tham gia mà muối thu được có thể là muối axit, muối trung hòa hay cả hai.

Phản ứng với oxit axit: NO₂, SO₂, CO₂...

Ví dụ:

NaOH + CO₂ → NaHCO₃

2NaOH + CO₂→ Na₂CO₃ + H₂O

3NaOH + P₂O₅ → Na₃PO₄↓ + 3H₂O

5.3. Natri hidroxit tác dụng với axit

Là một bazơ mạnh nên tính chất đặc trưng của NaOH là tác dụng với axit tạo thành muối tan và nước. Phản ứng này còn gọi là phản ứng trung hòa.

Ví dụ:

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

3NaOH + H₃PO₄→ Na₃PO₄ + 3H₂O

2NaOH + H₂CO₃ → Na₂CO₃ + 2H₂O

5.4. Natri hidroxit tác dụng với muối

Natri hidroxit tác dụng với dung dịch muối tạo thành muối mới và bazơ mới.

Điều kiện để có phản ứng xảy ra: Muối tạo thành phải là muối không tan hoặc bazơ tạo thành phải là bazơ không tan.

Ví dụ:

2NaOH + MgCl₂ → 2NaCl + Mg(OH)₂

FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃+ 3NaCl

5.5. Natri hidroxit tác dụng với một số phi kim như Si, C, P, S, Halogen

Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H2↑

C + NaOH nóng chảy → 2Na + 2Na₂CO₃ + 3H₂↑

5.6. Dung dịch NaOH có khả năng hoà tan một hợp chất của kim loại lưỡng tính Al, Zn, Be Sn Pb

Ví dụ: Al, Al₂O₃, Al(OH)₃

2NaOH + 2Al + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑

2NaOH + Al₂O₃→ 2NaAlO₂ + H₂O

NaOH + Al(OH)₃→ NaAlO₂ + 2H₂O

Chất được tạo ra trong dung dịch có thể chứa ion Na[Al(OH)₄], hoặc có thể viết

Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]

Tương tự, NaOH có thể tác dụng với kim loại Be, Zn, Sb, Pb, Cr và oxit và hiđroxit tương ứng của chúng.

6. Tính chất hóa học của CO₂

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 → CaCO₃ (t⁰)

- CO₂ tác dụng với dung dịch bazơ → muối + H₂O

NaOH + CO₂ → NaHCO₃

2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O

- CO₂ bền, ở nhiệt độ cao thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh

CO₂ + 2Mg → 2MgO + C

CO₂ + C → 2CO

Lưu ý: Được dùng để giải thích CO₂ không dùng để dập tắt các đám cháy kim loại.

7.Ứng dụng của CO2

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.

8. Bài tập vận dụng

Câu 1. Dãy các chất nào sau đây tan trong nước?

A. Al₂O₃, CaO, P₂O₅, CuO, CO₂

B. CuO, CaO, P₂O₅, CO, CO₂

C. Na₂O, CaO, P₂O₅, SO₃, SO₂

D. Fe₂O₃, BaO, SO₂, SO₃, SO₂

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 2. Sản phẩm của phản ứng phân hủy canxicacbonat bởi nhiệt là :

A. CaO và CO

B. CaO và CO₂

C. CaO và SO₂

D. CaO và P₂O₅

Lời giải:

Đáp án: B

Câu 3. Để nhận biết 3 khí không màu: SO₂, O₂, H₂ đựng trong 3 lọ mất nhãn ta dùng:

A . Giấy quỳ tím ẩm

B . Giấy quỳ tím ẩm và dùng que đóm cháy dở còn tàn đỏ

C . Than hồng trên que đóm

D . Dẫn các khí vào nước vôi trong

Lời giải:

Đáp án: A

Câu 4. Trong hơi thở, Chất khí làm đục nước vôi trong là:

A. SO₂

B. CO₂

C. NO₂

D. SO₃

Lời giải:

Đáp án: B

Câu 5. Cho các oxit: Na₂O, CO, CaO, P₂O₅, SO₂. Có bao nhiêu cặp chất tác dụng được với nhau?

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 6: 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?

A. 3.04 gam

B. 7,04 gam

C. 6,04 gam

D. 5,04 gam

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Phương trình hóa học

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

0,1 0,1 0,1

2CO₂ + CaCO₃ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

0,16 – 0,1 → 0,06

=> n↓ = 0,04 mol

n↓ = 0,04 mol => m ↓ = 4g < 0,16 . 44 = 7,04g

=> m_{dd tăng} = 7,04 – 4 = 3,04g.

Câu 7. Cho 3,36 lít khí CO₂ tác dụng với 200l dung dịch NaOH 1M. Xác định sản phẩm thu được sau khi kết thúc phản ứng.

A. Na₂CO₃

B. NaHCO₃

C. Na₂CO₃ và NaHCO₃

D. Không tạo ra sản phẩm

Lời giải:

Đáp án: C

Giải thích:

n_CO2 = 0,15 mol, n_NaOH = 0,2 mol

Tỉ lệ số mol T = n_NaOH/n_CO2 = 0,2/0,15 = 1,33 => 1< T < 2

Vậy sản phẩm thu được sau phản ứng gồm Na₂CO₃ và NaHCO₃

Câu 8. Khí nào dưới đây gây hiệu ứng nhà kính?

A. SO₂

B. NH₃

C. CO₂

D. CH₄

Lời giải:

Đáp án: C

Câu 9. Dung dịch bazo có độ bazo mạnh nhất trong các dung dịch có giá trị pH sau:

A. pH = 7

B. pH = 8

C. pH = 13

D. pH = 14

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 10. Cho các dung dịch: NaOH, NaCl, H₂SO₄, Na₂SO₄, Ba(OH)₂. Chỉ dùng thêm một thuốc thử nào sau đây để nhận biết?

Câu 11. Biết rằng 2,24 lít khí CO₂ (ở đktc) tác dụng vừa đủ vơi 200ml NaOH tạo thành muối trung hiểu. Tính khối lượng muối thu được bao nhiêu gam?

A. 1M

B. 0,2M

C. 0,5M

D. 1,5M

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Sản phẩm tạo thành muối trung hòa → là Na₂CO₃

Phương trình hóa học của phản ứng:

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃+ H₂O

0,1 → 0,2 → 0,2

Số mol CO₂: 2,24/22,4 = 0,1 mol

Nồng độ mol dung dịch NaOH đã dùng: CM_NaOH= 0,2/0,2 = 1 M

Câu 12. 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?

A. 3,136 lít

B. 6,272 lít

C. 4,181 lít

D. 7,840 lít

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

n_CaCO3 = 6/100 = 0,06 mol

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

nCaCO₃tạo thêm là 4/100 = 0,04 mol

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

0,06 → 0,06 → 0,06

2CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂

Ca(HCO₃)₂→ CaCO₃ + CO₂ + H₂O

0,04 → 0,04

→ n_CO2 ở phản ứng 2 là 0,04.2 = 0 ,08 mol

→ n_CO2= 0,06 + 0,08 = 0,14 mol

→ V = 0,14.22,4 = 3,136 lít

Câu 13. A là hh khí gồm CO₂, SO₂, d(A/H₂) = 27. Dẫn a mol hh khí A qua bình đựng 1 lít dung dịch NaOH 1,5aM. Sau phản ứng cô cạn cẩn thận dung dịcd thu được m gam muối khan. Tìm m theo a?

A. 105a

B. 68a

C. 52,5a

D. 70a

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

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

Câu 14. Sục khí CO₂ vào dd nước vôi trong, hiện tượng xảy ra:

A. Có kết tủa ngay, lượng kết tủa tăng dần qua một cực đại rồi sau đó tan trở lại hết.

B. Một lúc mới có kết tủa, lượng kết tủa tăng dần qua một cực đại rồi lại giảm.

C. Có kết tủa ngay, nhưng kết tủa tan trở lại ngay sau khi xuất hiện.

D. Có kết tủa ngay, lượng kết tủa tăng dần đến một giá trị không đổi.

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Sục CO₂ vào nước vôi trong tạo kết tủa CaCO₃.

Đến khi Ca(OH)₂ hết, CO₂ dư thì CO₂ trong nước hoà tan kết tủa tạo muối Ca(HCO₃)_2.

CO₂ + Ca(OH)₂→ CaCO₃+ H₂O

CO2 + CaCO₃ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

Có kết tủa ngay, lượng kết tủa tăng dần qua một cực đại rồi sau đó tan trở lại hết.

Câu 15. Sục V lít (đktc) CO₂ vào 200 ml dung dịch Ca(OH)₂ 1M, thu được 15 gam kết tủa. Lọc bỏ kết tủa lấy dung dịch đun nóng lại có kết tủa nữa. Giá trị của V là

A. 5,6.

B. 5,6 hoặc 2,24

C. 2.8 hoặc 9,272.

D. 2.8.

Lời giải:

Đáp án: A

Giải thích:

Vì sau khi lọc bỏ kết tủa, cho dung dịch NaOH lại xuất hiện kết tủa

⇒ Phản ứng tạo ra dung dịch Ca(HCO₃)₂

Đặt n_CaCO3= a mol;

n_Ca(HCO3)2 = b mol

Phương trình hóa học:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

a → a → a

Phương trình hóa học:

Ca(OH)₂ + 2CO₂ → Ca(HCO₃)₂

b → b → b

Theo đề ta có hệ phương trình sau

a + b = 0,2.1

100a = 15

a = 0,15; b = 0,05

V_CO2 = 22,4.(a + 2b) = 22,4.(0,15 + 0,05.2 )= 5,6 (lít)

Câu 16. Nhận định nào sau đây không đúng về kim loại kiềm?

A. Đều có cấu tạo mạng tinh thể giống nhau: lập phương tâm khối

B. Là những nguyên tố mà nguyên tử có 1 e ở phân lớp p

C. Dễ bị oxi hóa

D. Năng lượng ion hóa thứ nhất của các nguyên tử kim loại kiềm thấp hơn so với các nguyên tố khác trong cùng chu kì.

Lời giải:

Đáp án: B

Câu 17. Phát biểu nào sau đây không đúng về kim loại kiềm

A. Khối lượng riêng nhỏ

B. Độ dẫn điện thấp

C. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp

D. Độ cứng thấp

Lời giải:

Đáp án: B

Câu 18. Đặc điểm nào sau đây không là đặc điểm chung cho các kim loại nhóm IA?

A. số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử

B. số oxi hoá của các nguyên tố trong hợp chất

C. cấu tạo mạng tinh thể của các đơn chất

D. bán kính nguyên tử

Lời giải:

Đáp án: D

Câu 19. Kim loại nào sau đây không phải kim loại kiềm

A. Ca

B. K

C. Cs

D. Li

Lời giải:

Đáp án: A

Câu 20. Trong tự nhiên, kim loại kiềm không tồn tại ở dạng tự do vì

A. Thành phần của chúng trong tự nhiên rất nhỏ

B. Đây là những kim loại hoạt động rất mạnh

C. Đây là các kim loại chỉ điều chế được bằng phương pháp điện phân

D. Đây là những kim loại dễ tan trong nước

Lời giải:

Đáp án: B

Xem thêm các phương trình phản ứng hóa học khác:

CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O

SiO2 + HF → SiF4 + H2O

SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2

S + O2 → SO2

S + HNO3 → H2SO4 + NO2 + H2O