Tính chất hoá học của cacbon oxit (CO), cacbon dioxit (CO2) muối cabonnat và bài tập – hoá 11 bài 16

Các bon oxit (CO), các bon dioxit (CO2) muối các bon nát là các hợp chất quan trọng của các bon mà các em cần nắm vững.

VậyCác bon oxit (CO), cac bon dioxit (CO2) muối các bon nát có những tính chất hoá học nào quan trọng, làm sao để điều chế và ứng dụng được các oxit cacbon và muối cacbonat, chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua bài viết này.

I. Cacbon oxit (các bon oxit) – CO

1. Cấu tạo phân tử và tính chất vật lý của cacbon oxit – CO

– Cấu tạo của CO là C≡O (trong đó có 1 liên kết thuộc kiểu cho – nhận).

– CO là chất khí, không màu, không mùi, không vị, tan rất ít trong nước và rất bền với nhiệt.

– CO là khí độc vì nó kết hợp với hemoglobin ở trong máu tạo thành hợp chất bền làm cho hemoglobin mất tác dụng vận chuyển khí O2.

2. Tính chất hoá học của cacbon oxit – CO

– Phân tử CO có liên kết ba bền vững nên ở nhiệt độ thường C rất trơ, chỉ hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao.

– CO là oxit trung tính không có khả năng tạo muối →không tác dụng với dung dịch bazơ và dung dịch axit ở nhiệt độ thường.

* Cacbon oxit là chất khử mạnh.

a) CO tác dụng với các phi kim:

2CO + O2

2CO2

CO + Cl2→COCl2(photgen)

b) CO khử oxit của các kim loại

– CO khử oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học của kim loại (phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao).

3CO + Fe2O3

3CO2↑+ 2Fe↓

CO + CuO

CO2↑+ Cu↓

3. Điều chế cacbon oxit

– Trong công nghiệp:

C + H2O

CO + H2(1050⁰C)

CO2+ C

2CO

– Trong phòng thí nghiệm:

HCOOH

CO + H2O (H2SO4đặc, t⁰)

4. Nhận biết cacbon oxit

5CO + I2O5→5CO2+ I2

II. Cacbon đioxit (các bon dioxit) – CO2

1. Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí của cacbon đioxit

– Cấu tạo của CO2là O=C=O.

– Là khí không màu, vị hơi chua. Tan ít trong nước. CO2khi 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.

2. Tính chất hóa học của cacbonđioxit CO2

a) CO2là oxit axit

– CO2tan trong nước tạo thành axit cacbonic (là một điaxit rất yếu):

CO2+ H2O

H2CO3

– CO2tác dụng với oxit bazơ→muối:

CaO + CO2

CaCO3

– CO2tác dụng với dung dịch bazơ→muối + (H2O)

NaOH + CO2→NaHCO3

2NaOH + CO2→Na2CO3+ H2O

* Phản ứng của CO2với dung dịch kiềm tạo thành muối nào tuỳ thuộc vào tỉ lệ số mol của 2 chất tham gia phản ứng.

b) CO2bền, ở nhiệt độ cao bị nhiệt phân một phần và tác dụng được với các chất khử mạnh

2CO2

2CO + O2(t⁰)

CO2+ 2Mg→2MgO + C

CO2+ C→2CO

c) CO2còn được dùng để sản xuất ure

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

NH4O – CO – NH2­

H2O + (NH2)2CO

3. Điều chế cacbon dioxit

– 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:

CxHy+ (x + y/4)O2→xCO2+ y/2H2O

– Trong công nghiệp, đốt cháy hoàn toàn than cốc trong không khí hoặc nhiệt phân đá vôi:

C + O2→CO2

CaCO3

CaO + CO2

– Trong phòng thí nghiệm:

CaCO3+ 2HCl→CaCl2+ CO2+ H2O

4. Nhận biết cacbon dioxit

– Tạo kết tủa trắng với dung dịch nước vôi trong dư.

CO2+ Ca(OH)2→CaCO3+ H2O

III. Muối cacbonat (cac bon nát)

– Là muối của axit cacbonic (gồm muối CO3^2-và HCO3^–).

1. Tính tan

– Các muối cacbonat trung hoà của kim loại kiềm (trừ Li2CO3), amoniac và các muối hidrocacbonat dễ tan trong nước (trừ NaHCO3ít tan). Các muối cacbonat trung hoà của những kim loại khác không tan hoặc ít tan trong nước.

2. Tính chất hóa học của muối cacbonat

*Sự thủy phân:

+ Muối cacbonat của kim loại kiềm bị thủy phân mạnh tạo môi trường kiềm:

Na2CO3→2Na⁺+ CO3^2-

CO3^2-+ H2O

HCO3^–+ OH^‑

–Trong một số phản ứng trao đổi Na2CO3đóng vai trò như 1 bazơ:

2AlCl3+ 3Na2CO3+ 3H2O→2Al(OH)3+ 6NaCl + 3CO2

– Muối (NH4)2CO3có môi trường trung tính.

*Sự nhiệt phân:

+ Muối cacbonat tan không bị nhiệt phân (trừ muối amoni), muối cacbonat không tan bị nhiệt phân:

MgCO3

MgO + CO2

+ Tất cả các muối hiđrocacbonat đều bị nhiệt phân:

2NaHCO3

Na2CO3+ CO2+ H2O

Ca(HCO3)2

CaCO3+ H2O + CO2

* Tính chất hóa học chung của muối:

+ Tác dụng với axit→muối mới + CO2+ H2O

NaHCO3+ HCl→NaCl + H2O + CO2

– Lưu ý:Nếu cho H⁺vào muối tan thì CO3^2-→HCO3^­-→H2O + CO2.

Nếu cho H⁺vào muối không tan thì CO3^2-→CO2+ H2O.

+ Tác dụng với dung dịch bazơ→muối mới + bazơ mới

NaHCO3+ NaOH→Na2CO3+ H2O

+ Tác dụng với muối→2 muối mới

Na2CO3+ CaCl2→CaCO3+ 2NaCl

+ Tác dụng với kim loại đứng trước kim loại tạo muối→muối mới + kim loại mới

Cu(HCO3)2+ Mg→Mg(HCO3)2+ Cu

3. Nhận biết muối cacbonat

– Cho tác dụng với axit→CO2

CaCO3+ 2HCl ® CaCl2+ CO2+ H2O

IV. Bài tập về các-bon-oxit CO, các-bon-dioxit CO2 và muối các-bon-nát

Bài 4 trang 75 SGK Hóa 11:a) Khi đun nóng dung dịch canxi hidrocacbonat thì có kết tủa xuất hiện. Tổng các hệ số tỉ lượng trong phương trình hóa học của phản ứng là: A. 4 ; B. 5 ; C. 6 ; D. 7

b) Khi cho dư khí CO2vào dung dịch chứa kết tủa canxi cacbonat, thì kết tủa sẽ tan. Tổng các hệ số tỉ lượng trong phương trình hóa học của phản ứng là: A. 4 ; B. 5 ; C. 6 ; D. 7

* Lời giải bài 4 trang 75 SGK Hóa 11:

–Viết PTHH xảy ra, sau đó cân bằng và cộng tổng tất cả các hệ số của các chất trong phương trình lại.

a. Đáp ánA

Ca(HCO3)2

CaCO3+ CO2+ H2O

⇒Tổng hệ số = 1 + 1 + 1 + 1 = 4

b. Đáp ánA

CaCO3+ CO2+ H2O → Ca(HCO3)2

⇒ Tổng hệ số = 1 + 1 + 1 + 1 = 4

Bài 5 trang 75 SGK Hóa 11:Cho 224,0 ml CO2(đktc) hấp thụ hết trong 100,0ml dung dịch kali hidroxit 0,200 M. Tính khối lượng của những chất có trong dung dịch tạo thành.

* Lời giải bài 5 trang 75 SGK Hóa 11:

– Theo bài ra, ta có: nCO2 = 0,224/22,4 = 0,01 (mol);

nKOH = V.CM =0,1.0,2 = 0,02 (mol).

⇒ Ta có tỉ lệ:

* Lưu ý:

• Nếu k ≤1⇒ chỉ tạo muối KHCO3
• Nếu 1 < k ⇒tạo cả 2 muối KHCO3 và K2CO3
• Nếu k ≥ 2 ⇒ chỉ tạo muối K2CO3

⇒ Phương trình tạo muối trung hoà

CO2+ 2KOH → K2CO3

⇒ Trong dụng dịch sau sau phản ứng chỉ có K2CO3

mK2CO3= 0,01.138 =1,38 (g).

Bài 6 trang 75 SGK Hóa 11:Nung 52,65 g CaCO3ở 100^oC và cho toàn bộ lượng khí thoát ra hấp thụ hết vào 500,0 ml dung dịch NaOH 1,800M. Hỏi thu được những muối nào? Khối lượng là bao nhiêu? Biết rằng hiệu suất phản ứng nhiệt phân CaCO3là 95%.

* Lời giải bài 6 trang 75 SGK Hóa 11:

–Theo bài ra, ta có: nCaCO3 = m/M = 52,65/100 = 0,5265 (mol).

nNaOH= V.CM =0,5.1,8 = 0,9 (mol).

– Phương trình hoá học của phản ứng:

CaCO3

CaO + CO2

– Từ phương trình suy ra: nCO2= nCaCO3= 0,5265 (mol)

Do hiệu suất phản ứng là 95% nên: nCO2thực tế= 95%.0,5265 = 0,5 (mol)

– Tỉ lệ mol:

⇒ Tạo ra hỗn hợp 2 muối là Na2CO3 và NaHCO3

CO2+ NaOH→ NaHCO3

x x (mol) x (mol)

CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O

y 2y (mol) y (mol)

– Theo bài và phương trình phản ứng ta có:

∑nCO2 = x + y = 0,5 (mol).

∑nNaOH = x + 2y = 0,9 (mol).

– Giải hệ trên, ta được: x = 0,1 và y = 0,4

⇒mNaHCO3= 0,1.84 = 8,4 (g).

⇒mNa2CO3= 0,4.106 = 42,4 (g).

Hi vọng với phần hệ thống lại kiến thức về tính chất hoá học của các bon oxit, các bon dioxit và muối các bon nát ở trên giúp ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để TH Văn Thủy ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.