KOH + CO2 → KHCO3 | KOH ra KHCO3

Phản ứng: KOH + CO₂ → KHCO₃

1. Phương trình phản ứng CO₂ tác dụng với KOH

CO₂ + KOH → KHCO₃

2. Cách tiến hành phản ứng CO₂ tác dụng với KOH

- Dẫn khí CO₂ từ từ đến dư vào ống nghiệm chứa KOH và vài giọt chất chỉ thị.

3. Cách viết phương trình ion thu gọn của phản ứng CO₂ tác dụng với KOH

Bước 1: Viết phương trình phân tử:

CO₂ + KOH → KHCO₃

Bước 2: Viết phương trình ion đầy đủ bằng cách: chuyển các chất vừa dễ tan, vừa điện li mạnh thành ion; các chất điện li yếu, chất kết tủa, chất khí để nguyên dưới dạng phân tử:

CO₂ + K⁺ + OH^- → K⁺ + HCO₃^-

Bước 3: Viết phương trình ion thu gọn từ phương trình ion đầy đủ bằng cách lược bỏ đi các ion giống nhau ở cả hai vế:

CO₂ + OH^- → HCO₃^-

4. Xác định sản phẩm của phản ứng CO₂ tác dụng với KOH

- CO₂ phản ứng với KOH chỉ thu được muối KHCO₃ khi T = $\frac{n_{KOH}}{n_{C{O}_2}}\le 1$.

- CO₂ phản ứng với KOH chỉ thu được muối K₂CO₃ khi T = $\frac{n_{KOH}}{n_{C{O}_2}}\ge 2$.

- CO₂ phản ứng với KOH thu được cả muối KHCO₃ và K₂CO₃ khi 1< T = $\frac{n_{KOH}}{n_{C{O}_2}}$ < 2.

5. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

5.1 Bản chất của CO₂

Bản chất của CO2 trong phản ứng này là một chất khử yếu và là nguồn carbon cho quá trình hình thành muối bicarbonate.

5.2 Bản chất của KOH

KOH mang đầy đủ tính chất của một bazo mạnh

6. Tính chất hóa học của KOH

KOH là một bazo mạnh có khả năng làm thay đổi màu sắc các chất chỉ thị như khiến quỳ tím chuyển sang màu xanh, còn dung dịch phenolphtalein không màu thành màu hồng.

Ở điều kiện nhiệt độ phòng, KOH tác dụng với oxit axit như SO2, CO2

KOH + SO2 → K2SO3 + H2O

KOH + SO2 → KHSO3

6.1 KOH tác dụng với axit tạo thành muối và nước

KOH(dd) + HCl(dd) → KCl(dd) + H2O

6.2 KOH tác dụng với các axit hữu cơ để tạo thành muối và thủy phân este, peptit

RCOOR1 + KOH → RCOOK + R1OH

6.3 KOH tác dụng với kim loại mạnh tạo thành bazo mới và kim loại mới

KOH + Na → NaOH + K

6.4 KOH tác dụng với muối để tạo thành muối mới và axit mới

2KOH + CuCl2 → 2KCl + Cu(OH)2↓

6.5 KOH là một bazo mạnh, trong nước phân ly hoàn toàn thành ion Na+ và OH-

Phản ứng với một số oxit kim loại mà oxit, hidroxit của chúng lưỡng tính như nhôm, kẽm,…
2KOH + 2Al + 2H2O → 2KAlO2 + 3H2↑

2KOH + Zn → K2ZnO2 + H2↑

6.6 KOH hản ứng với một số hợp chất lưỡng tính

KOH + Al(OH)3 → KAlO2 + 2H2O

2KOH + Al2O3 → 2KAlO2 + H2O

7. Tính chất vật lí của KOH

- KOH là chất rắn màu trắng, không mùi, nhiệt độ sôi 1.327oC (1.6000 K; 2.421 oF), nhiệt độ nóng chảy 406 oC (679 K; 763 oF)

- Kali hiđroxit là một bazo mạnh, dễ dàng tác dụng với nước và cacbonic trong không khí để tạp thành Kali cacbonat.

- Ở dạng dung dịch, nó có khả năng ăn mòn thủy tinh, vải, giấy, da còn ở dạng chất rắn nóng chảy, nó ăn mòn được sứ, platin.

8. Tính chất hóa học của CO2

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

- CO₂ là oxit axit, khi tan trong nước tạo thành axit cacbonic:

CO₂ (k) + H₂O (l) ⇄ H₂CO₃ (dd)

- Ngoài ra, CO₂ còn tác dụng với oxit bazơ và dung dịch kiềm.

Thí dụ:

CaO + CO₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ CaCO₃

NaOH + CO₂ → NaHCO₃

2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O

9. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Chất khí nào sau đây, được tạo ra từ bình chữa cháy và dùng để sản xuất thuốc giảm đau dạ dày?

A. CO₂.

B. N₂.

C. CO.

D. CH_4.

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

Chất khí được tạo ra từ bình chữa cháy là CO₂.

Thuốc giảm đau dạ dày là NaHCO₃.

NaOH + CO₂ → NaHCO₃.

Câu 2:Cho dãy các chất sau: CO₂, CO, SiO₂, NaHCO₃, NH₄Cl. Số chất trong dãy tác dụng với dung dịch NaOH loãng ở nhiệt độ thường là:

A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 5.

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

Các chất thỏa mãn là CO₂, NaHCO₃ và NH₄Cl.

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

NH₄Cl + NaOH → NH₃↑ + NaCl + H₂O

Chú ý: SiO₂ chỉ phản ứng với dung NaOH đặc nóng hoặc NaOH nóng chảy.

Câu 3:Hình vẽ sau đây mô tả thí nghiệm điều chế và thu khí Y từ hỗn hợp rắn gồm CaCO₃ và CaSO₃:

Khí Y là

A. CO₂.

B. SO₂.

C. H₂.

D. Cl₂.

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

Hỗn hợp khí X gồm CO₂ và SO₂. Khí SO₂ khi đi qua bình đựng nước brom đã bị giữ lại, còn khí Y thoát ra là CO₂.

$CaC{O}_3\underset{t^0}{\to }CaO+C{O}_2$

$CaS{O}_3\underset{t^0}{\to }CaO+S{O}_2$

$S{O}_2+B{r}_2+2H_{2}O\to 2HBr+H_{2}S{O}_4$

Câu 4:Dẫn từ từ CO₂ đến dư vào dung dịch Ca(OH)₂, hiện tượng quan sát được là

A. có kết tủa, lượng kết tủa tăng dần, kết tủa không tan.

B. không có hiện tượng gì trong suốt quá trình thực hiện.

C. lúc đầu không thấy hiện tượng, sau đó có kết tủa xuất hiện.

D. có kết tủa, lượng kết tủa tăng dần, sau đó kết tủa tan.

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

Dẫn từ từ CO₂ đến dư vào dung dịch Ca(OH)₂ xảy ra phản ứng:

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

CO₂ + CaCO₃ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

Hiện tượng quan sát được: Dung dịch xuất hiện kết tủa trắng tăng dần đến cực đại, sau đó kết tủa tan dần đến hết.

Câu 5: “Nước đá khô” không nóng chảy mà dễ thăng hoa nên được dùng để tạo môi trường lạnh và khô, rất tiện cho việc bảo quản thực phẩm. “Nước đá khô” là

A. SO₂ rắn.

B. CO₂ rắn.

C. CO rắn.

D. H₂O rắn.

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

Nước đá khô là CO₂ rắn.

Câu 6:Cho khí CO₂ vào lượng dư dung dịch nào sau đây sẽ tạo kết tủa?

A.MgCl₂.

B. Ca(OH)₂.

C. Ca(HCO₃)₂.

D.NaOH.

Hướng dẫn giải:

Đáp ánB

A và C không phản ứng → loại.

D. CO₂ + 2NaOH_dư → Na₂CO₃ + H₂O → loại.

B. CO₂ + Ca(OH)_{2 dư} → CaCO₃↓ + H₂O

Câu 7: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.

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

$\begin{array}{c}{n}_{C{O}_2}=\mathrm{0,05}mol;n_{Ba{\left(OH\right)}_2}=\mathrm{0,04}mol\\ 1<\frac{n_{C{O}_2}}{n_{Ba{\left(OH\right)}_2}}=\mathrm{1,25}<2\end{array}$

→ Tạo hỗn hợp 2 muối.

$\to n_{C{O}_3^{2-}}=n_{O{H}^{-}}-n_{C{O}_2}=\mathrm{0,04.2}-\mathrm{0,05}=\mathrm{0,03}mol$

$\begin{array}{c}\to n_{\downarrow }=\mathrm{0,03}mol\\ \to m_{\downarrow }=\mathrm{0,03.197}=\mathrm{5,91}gam\end{array}$

Câu 8: Cho 5,6 lít CO₂ (đktc) đi qua 164ml dung dịch NaOH 20% (d = 1,22g/ml) thu được dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thì thu được khối lượng chất rắn là:

A. 15,5g.

B. 26,5g.

C. 31g.

D. 46,5g.

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

$\begin{array}{c}{n}_{NaOH}=\frac{\mathrm{164.1,22.20}\%}{40}=1mol;n_{C{O}_2}=\mathrm{0,25}mol\\ \to \frac{n_{NaOH}}{n_{C{O}_2}}=4\end{array}$

→ NaOH dư

→ Chất rắn gồm NaOH dư và muối Na₂CO₃.

Bảo toàn nguyên tố C:

$n_{N{a}_{2}C{O}_3}=n_{C{O}_2}=\mathrm{0,25}mol$

Bảo toàn nguyên tố Na:

n_{NaOH dư} = 1 – 0,25.2 = 0,5 mol

→ m_{chất rắn} = 0,25.106 + 0,5.40 = 46,5 gam

Câu 9: Hấp thụ hoàn toàn 0,16 mol CO₂ vào 2 lít dung dịch Ca(OH)₂ 0,05M được kết tủa X và dung dịch Y. Khi đó khối lượng dung dịch Y so với khối lượng dung dịch Ca(OH)₂ ban đầu sẽ là:

A. tăng 3,04g.

B. tăng 7,04g.

C. giảm 3,04g.

D. giảm 7,04g.

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

$\begin{array}{c}{n}_{C{O}_2}=\mathrm{0,16}mol;n_{Ca{\left(OH\right)}_2}=\mathrm{0,1}mol\\ \to 1<\frac{n_{C{O}_2}}{n_{Ca{\left(OH\right)}_2}}=\mathrm{1,6}<2\end{array}$

→ Dung dịch Y chỉ có muối Ca(HCO₃)₂ và kết tủa X là CaCO₃

$\to n_{\downarrow }=n_{O{H}^{-}}-n_{C{O}_2}=\mathrm{0,1.2}-\mathrm{0,16}=\mathrm{0,04}mol$

$\to m_{\downarrow }=\mathrm{0,04.100}=4gam$

$m_{C{O}_2}=\mathrm{0,16.44}=\mathrm{7,04}gam>m_{\downarrow }$

→ Dung dịch sau phản ứng tăng 3,04 gam.

Câu 10: Hấp thụ hoàn toàn 1,568 lít CO₂ (đktc) vào 500 ml dung dịch NaOH 0,16M thu được dung dịch X. Thêm 250 ml dung dịch Y gồm BaCl₂ 0,16M và Ba(OH)₂ aM vào dung dịch X thu được 3,94g kết tủa và dung dịch Z. Giá trị của a là:

A. 0,015.

B. 0,02.

C. 0,03.

D. 0,04.

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

$\begin{array}{c}{n}_{C{O}_2}=\mathrm{0,07}mol;n_{NaOH}=\mathrm{0,08}mol;n_{Ba{\left(OH\right)}_2}=\mathrm{0,25}amol\\ n_{BaC{l}_2}=\mathrm{0,04}mol;n_{BaC{O}_3\downarrow }=\mathrm{0,02}mol\end{array}$

$\to \sum n_{O{H}^{-}}=\mathrm{0,08}+\mathrm{0,5}a\left(mol\right)$

Nhận thấy: $n_{\downarrow }<n_{C{O}_2}<n_{BaC{l}_2}$

→ Dung dịch Z chứa $\left(\begin{array}{c}N{a}^{+}:\mathrm{0,08}mol\\ HC{O}_3^{-}\\ C{l}^{-}:\mathrm{0,08}mol\\ B{a}^{2+}\end{array}\right)$

Bảo toàn nguyên tố C:

$n_{HC{O}_3^{-}}=\mathrm{0,07}-\mathrm{0,02}=\mathrm{0,05}mol$

$\begin{array}{c}\to \sum n_{O{H}^{-}}=2n_{C{O}_2}+n_{HC{O}_3^{-}}\\ \to \mathrm{0,08}+\mathrm{0,5}a=\mathrm{0,09}\\ \to a=\mathrm{0,02}mol\end{array}$

Câu 11: Hấp thụ toàn bộ 0,3 mol CO₂ vào dung dịch chứa 0,25 mol Ca(OH)₂. Khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng hay giảm bao nhiêu gam?

A. tăng 13,2g.

B. tăng 20g.

C. giảm 6,8g.

D. giảm 16,8g.

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

Ta có: $1<\frac{n_{C{O}_2}}{n_{Ca{\left(OH\right)}_2}}=\mathrm{1,2}<2$

→ Sau phản ứng thu được hai muối CaCO₃ và Ca(HCO­₃)₂

$\to n_{CaC{O}_3}=n_{O{H}^{-}}-n_{C{O}_2}=\mathrm{0,25.2}-\mathrm{0,3}=\mathrm{0,2}mol$

$\begin{array}{c}{m}_{C{O}_2}=\mathrm{0,3.44}=\mathrm{13,2}gam\\ m_{\downarrow }=\mathrm{0,2.100}=20gam>m_{C{O}_2}\end{array}$

→ Khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm 6,8 gam.

Câu 12:Cho 3,36 lít khí CO₂ (đktc) vào dung dịch chứa 500 ml KOH 0,1M và Ba(OH)₂ 0,12M kết thúc phản ứng thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 2,55.

B. 3,94.

C. 1,97.

D. 4,925.

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

$\begin{array}{c}{n}_{C{O}_2}=\mathrm{0,15}mol;n_{B{a}^{2+}}=\mathrm{0,06}mol;n_{O{H}^{-}}=\mathrm{0,17}mol\\ \to n_{C{O}_3^{2-}}=n_{O{H}^{-}}-n_{C{O}_2}=\mathrm{0,02}mol<n_{B{a}^{2+}}\\ \to n_{\downarrow }=\mathrm{0,02}mol\\ \to m_{\downarrow }=\mathrm{0,02.197}=\mathrm{3,94}gam\end{array}$

Câu 13:Cho 10 gam CaCO₃ vào dung dịch HCl dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được V lít CO₂ (đktc). Giá trị của V là

A. 2,80.

B. 2,24.

C. 1,12.

D. 3,36.

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Bảo toàn nguyên tố C ta có:

$n_{C{O}_2}=n_{CaC{O}_3}=\frac{10}{100}=\mathrm{0,1}mol$

$\to V_{C{O}_2}=\mathrm{0,1.22,4}=\mathrm{2,24}$lít

Câu 14: Cho 8,96 lít CO₂ (đktc) sục vào dung dịch chứa 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp Ca(OH)₂ 2M và NaOH 1,5M thu được a gam kết tủa và dung dịch X. Đun nóng kĩ dung dịch X thu được thêm b gam kết tủa. Giá trị (a + b) là

A. 5 gam

B. 15 gam

C. 20 gam

D. 40 gam

Hướng dẫn giải:

Đáp ánC

Theo bài → dung dịch X gồm các ion $N{a}^{+},C{a}^{2+},HC{O}_3^{-}$

$\left(\begin{array}{c}{n}_{C{O}_3^{2-}}+n_{HC{O}_3^{-}}=n_{C{O}_2}=\frac{\mathrm{8,96}}{\mathrm{22,4}}=\mathrm{0,4}\text{mol}\\ {\text{n}}_{O{H}^{-}}=2n_{C{O}_3^{2-}}+n_{HC{O}_3^{-}}=\mathrm{0,1.}\left(2.2+\mathrm{1,5}\right)=\mathrm{0,55}\text{mol}\end{array}\right)$

$\Rightarrow \left(\begin{array}{c}{n}_{C{O}_3^{2-}}=\mathrm{0,15}\text{mol}\\ {\text{n}}_{HC{O}_3^{-}}=\mathrm{0,25}\text{mol}\end{array}\right)$→ dung dịch X$\left(\begin{array}{c}N{a}^{+}:\mathrm{0,15}mol\\ HC{O}_3^{-}:\mathrm{0,25}mol\\ C{a}^{2+}\end{array}\right)$

Bảo toàn điện tích →$n_{C{a}^{2+}}=\mathrm{0,05}mol$

$\Rightarrow \left(\begin{array}{c}a=\mathrm{100.0,15}=15g\\ b=\mathrm{100.0,05}=5g\end{array}\right)\Rightarrow a+b=20$

Câu 15: CO₂ không cháy và không duy trì sự cháy nhiều chất nên được dùng để dập tắt các đám cháy. Tuy nhiên, CO₂ không dùng để dập tắt đám cháy nào dưới đây?

A. đám cháy do xăng, dầu.

B. đám cháy nhà cửa, quần áo.

C. đám cháy do magie hoặc nhôm.

D. đám cháy do khí ga.

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

Các kim loại mạnh như Mg, Al,..có thể cháy trong khí CO₂

2Mg + CO₂ $\stackrel{t^O}{\to }$2MgO + C

4Al + 3CO₂ $\stackrel{t^O}{\to }$2Al₂O₃ + 3C

Do đó không dùng CO₂ để dập tắt đám cháy do Mg, Al.