Chương 3. Nhóm cacbon

Ta có: \(\left\{{}\begin{matrix}n_{Ca\left(OH\right)_2\left(TN_1\right)}=n_{Ca\left(OH\right)_2\left(TN_2\right)}\\V_{CO_2\left(TN_1\right)}< V_{CO_2\left(TN_2\right)}\\n_{kt\left(TN_1\right)}< n_{kt\left(TN_2\right)}\end{matrix}\right.\)

=> Ở TN₁ Ca(OH)₂ dư

- TN₁: \(n_{CO_2}=\dfrac{6,72}{22,4}=0,3\left(mol\right)\)

PTHH: \(Ca\left(OH\right)_2+CO_2\rightarrow CaCO_3\downarrow+H_2O\)

                               0,3------>0,3

=> 3b = 0,3 => b = 0,1

- TN₁: \(\left\{{}\begin{matrix}n_{CaCO_3}=3,5.0,1=0,35\left(mol\right)\\n_{CO_2}=\dfrac{11,2}{22,4}=0,5\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

Vì \(n_{C\left(CO_2\right)}>n_{C\left(CaCO_3\right)}\left(0,5>0,35\right)\) => Kết tủa đã tan ra một phần

PTHH: \(Ca\left(OH\right)_2+CO_2\rightarrow CaCO_3\downarrow+H_2O\)

           \(CaCO_3+CO_2+H_2O\rightarrow Ca\left(HCO_3\right)_2\)

BTNT C: \(n_{Ca\left(HCO_3\right)_2}=\dfrac{n_{CO_2}-n_{CaCO_3}}{2}=0,075\left(mol\right)\)

BTNT Ca: \(n_{Ca\left(OH\right)_2}=n_{CaCO_3}+n_{Ca\left(HCO_3\right)_2}=0,425\left(mol\right)\)

Hay a = 0,425

Vì ở 2 thí nghiệm Ca(OH)₂ như nhau

        Ở TN₂ nhiều CO₂ hơn

        Ở TN₂ ít kết tủa hơn

=> Ở TN₂ CO₂, kết tủa đã tan ra một phần

- TN₁: \(n_{CO_2}=\dfrac{6,72}{22,4}=0,3\left(mol\right)\)

- TN₂: \(n_{CO_2}=\dfrac{8,96}{22,4}=0,4\left(mol\right)\)

PTHH: \(Ca\left(OH\right)_2+CO_2\rightarrow CaCO_3\downarrow+H_2O\) (1)

           \(CaCO_3+CO_2+H_2O\rightarrow Ca\left(HCO_3\right)_2\) (2)

Theo PT (2): \(n_{CaCO_3}=n_{CO_2}\)

=> \(n_{CaCO_3\left(tan.ra\right)}=n_{CO_2\left(thêm.vào\right)}\)

=> 4b - 2b = 0,4 - 0,3 => b = 0,05

- TN₂: \(n_{CaCO_3}=0,05.2=0,1\left(mol\right)\)

BTNT C: \(n_{Ca\left(HCO_3\right)_2}=\dfrac{n_{CO_2}-n_{Ca\left(HCO_3\right)_2}}{2}=0,15\left(mol\right)\)

BTNT Ca: \(n_{Ca\left(OH\right)_2}=n_{CaCO_3}+n_{Ca\left(HCO_3\right)_2}=0,25\left(mol\right)\)

=> \(V=V_{ddCa\left(OH\right)_2}=\dfrac{0,25}{1}=0,25\left(l\right)\)

Ta có: \(\left\{{}\begin{matrix}n_{CO_2}=\dfrac{1,344}{22,4}=0,06\left(mol\right)\\n_{OH^-}=0,5.\left(0,1+0,06\right)=0,08\left(mol\right)\\n_{BaCl_2}=0,25.0,16=0,04\left(mol\right)\\n_{BaCO_3}=\dfrac{5,91}{197}=0,03\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

PT ion rút gọn: \(CO_2+2OH^-\rightarrow CO_3^{2-}+H_2O\) (1)

                       0,04<---0,08------->0,04

                        \(CO_3^{2-}+CO_2+H_2O\rightarrow2HCO_3^-\) (2)

                       0,02<---0,02-------------->0,04

=> dd X có \(\left\{{}\begin{matrix}n_{CO_3^{2-}}=0,02\left(mol\right)\\n_{HCO_3^-}=0,04\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

Ta có: \(n_{BaCO_3}< n_{BaCl_2}\left(0,03< 0,04\right)\)

=> Ba²⁺ dư, CO₃^2- hết

PT ion rút gọn: \(OH^-+HCO_3^{2-}\rightarrow CO_3^{2-}+H_2O\) (3)

                        \(Ba^{2+}+CO_3^{2-}\rightarrow BaCO_3\downarrow\) (4)

                                     0,03<-----0,03

=> \(n_{CO_3^{2-}\left(3\right)}=0,03-0,02=0,01\left(mol\right)\)

Theo (3): \(n_{OH^-}=n_{CO_3^{2-}}=0,01\left(mol\right)\)

=> \(n_{Ba\left(OH\right)_2}=\dfrac{1}{2}n_{OH^-}=0,005\left(mol\right)\)

=> \(a=C_{M\left(Ba\left(OH\right)_2\right)}=\dfrac{0,005}{0,25}=0,02M\)

Ta có: \(\left\{{}\begin{matrix}n_{CO_2}=\dfrac{8,96}{22,4}=0,4\left(mol\right)\\n_{OH^-}=0,5.\left(0,5+0,5\right)=0,5\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

PT:       \(2OH^-+CO_2\rightarrow CO_3^{2-}+H_2O\)

            0,5------->0,25---->0,25

            \(CO_2+CO_3^{2-}+H_2O\rightarrow2HCO_3^-\)

            0,15--->0,15-------------->0,3

=> \(\dfrac{1}{2}ddY:\left\{{}\begin{matrix}n_{CO_3^{2-}}=\dfrac{0,25-0,15}{2}=0,05\left(mol\right)\\n_{HCO_3^-}=\dfrac{0,3}{2}=0,15\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

- Phần 1: \(n_{BaCO_3}=n_{HCO_3^-}+n_{CO_3^{2-}}=0,2\left(mol\right)\)

=> a = 0,2.197 = 39,4 (g)

- Phần 2: \(n_{BaCO_3}=n_{CO_3^{2-}}=0,05\left(mol\right)\)

=> b = 0,05.197 = 9,85 (g)

=> a - b = 29,55 (g)

BTĐT: \(n_{CO_3^{2-}}=\dfrac{0,2+0,4-0,2}{2}=0,2\left(mol\right)\)

Gọi \(n_{CO_2}=a\left(mol\right)\)

- TH₁: Mới có \(OH^-\) tham gia phản ứng, \(OH^-\) có thể dư

PT:       \(CO_2+2OH^-\rightarrow CO_3^{2-}+H_2O\)

              a---->2a---------->a

=> \(n_{OH^-\left(dư\right)}=0,2-2a\left(mol\right)\left(a< 0,1\right)\)

=> \(m_{muối}=0,2.39+0,4.23+60a+\left(0,2-2a\right).17+0,2.60=47,4\)

=> \(a=\dfrac{15}{26}\left(KTM\right)\)

=> Loại

- TH₂: \(CO_3^{2-}\) đã tham gia phản ứng, \(CO_3^{2-}\) có thể dư

PT:        \(CO_2+2OH^-\rightarrow CO_3^{2-}+H_2O\)

              0,1<---0,2-------->0,1

=> \(\left\{{}\begin{matrix}n_{CO_2\left(dư\right)}=a-0,1\left(mol\right)\\\sum n_{CO_3^{2-}}=0,1+0,2=0,3\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

             \(CO_3^{2-}+CO_2+H_2O\rightarrow2HCO_3^-\)

         (a - 0,1)<-(a - 0,1)---------->(2a - 0,2)

=> \(n_{CO_3^{2-}\left(dư\right)}=0,3-\left(a-0,1\right)=0,4-a\left(mol\right)\)

=> 0,1 < a < 0,4

=> \(m_{muối}=0,2.39+0,4.23+60.\left(0,4-a\right)+61.\left(2a-0,2\right)=47,4\)

=> \(a=0,3\left(TM\right)\)

=> \(V=V_{CO_2}=0,3.22,4=6,72\left(l\right)\)

- TH₃: \(CO_3^{2-}\) và \(OH^-\) đã hết, \(CO_2\) dư

PT: \(2OH^-+CO_2\rightarrow CO_3^{2-}+H_2O\)

       0,1----------------->0,1

=> \(\sum n_{CO_3^{2-}}=0,1+0,2=0,3\left(mol\right)\)

       \(CO_3^{2-}+CO_2+H_2O\rightarrow2HCO_3^-\)

        0,3-------------------------->0,6

=> \(m_{muối}=0,2.39+0,4.23+0,6.61=53,6\left(g\right)\ne47,4\)

=> Loại

`n_[K_2 CO_3]=0,2.0,1=0,02(mol)`

`n_[CO_2]=[2,24]/[22,4]=0,1(mol)`

`n_[OH^-]=1,4.0,1=0,14(mol)`

`[n_[OH^-]]/[n_[CO_2]]=1,4=>` Tạo muối `HCO_3 ^- ;CO_3 ^[2-]`

`CO_2 + 2KOH -> K_2 CO_3 + H_2 O`

`0,07`      `0,14`          `0,14`                                   `(mol)`

`H_2 O + CO_2 + K_2 CO_3 -> 2KHCO_3`

               `0,03`         `0,03`                  `0,06`                `(mol)`

`=>n_[K_2 CO_3]=0,14-0,03+0,02=0,13(mol)`

`K_2 CO_3 + Ca(OH)_2 -> CaCO_3 \downarrow + 2KOH`

 `0,13`                                          `0,13`                                    `(mol)`

`KHCO_3 + Ca(OH)_2 -> CaCO_3 \downarrow + KOH + H_2 O`

  `0,06`                                      `0,06`                                               `(mol)`

   `=>a=0,13+0,06=0,19mol)`

`K_2 CO_3 + CaCl_2 -> CaCO_3 \downarrow + 2KCl`

  `0,13`                                   `0,13`                                     `(mol)`

   `=>b=0,13(mol)`

Vậy `a:b=0,19:0,13=19/13`

(Nhớ biện luận số mol nha).

\(n_{CO_2}=\dfrac{2,24}{22,4}=0,1\left(mol\right)\)

\(n_{K_2CO_3}=0,1.0,2=0,02\left(mol\right)\)

\(n_{KOH}\) là 1,4 mol trên 1 lít.

=> 100ml = 0,1l = \(\dfrac{1}{10}\left(l\right)\)

=> \(n_{KOH}=\dfrac{1}{10}.1,4=0,14\left(mol\right)\)

\(CO_2+K_2CO_3+H_2O\rightarrow2KHCO_3\) (1)

0,02      0,02                         0,04

\(CO_2+2KOH\rightarrow K_2CO_3+H_2O\) (2) 

0,06      0,12          0,06         0,06

\(CO_2+KOH\rightarrow KHCO_3\) (3)

0,02      0,02        0,02

(tự luận số mol hộ e a)

Bổ sung thêm cách biết tạo muối nào ở đây ạ: https://diendan.hocmai.vn/threads/hoa-9-dieu-kien-tao-muoi-trung-hoa-muoi-axit-ca-2-muoi.269780/

gọi x và y lần lượt là số mol của \(CO_2\left(2\right)\) và \(CO_2\left(3\right)\)

có: x + y = 0,08

2x + y = 0,14

=> x = 0,06 và y = 0,02.

Có dd Y gồm: \(KHCO_3;K_2CO_3\)

- Cho Y td Ca(OH)₂ dư.

\(Ca\left(OH\right)_2+KHCO_3\rightarrow CaCO_3+H_2O+KOH\) (4)

                    0,06               0,06

\(Ca\left(OH\right)_2+K_2CO_3\rightarrow CaCO_3+2KOH\) (5)

                      0,06             0,06

\(n_{KHCO_3\left(4\right)}=n_{KHCO_{3\left(1\right)}}+n_{KHCO_{3\left(3\right)}}=0,04+0,02=0,06\left(mol\right)\)

=> \(a=0,06+0,06=0,12\left(mol\right)\)

- Cho T td với dd CaCl₂ dư.

\(KHCO_3+CaCl_2\rightarrow\left(ko.pứ\right)\)

\(K_2CO_3+CaCl_2\rightarrow CaCO_3+2KCl\) (6)

0,06                           0,06

=> b = 0,06.

=> \(\dfrac{a}{b}=\dfrac{0,12}{0,06}=2\)

a) Hòa tan các chất rắn vào dd Ba(OH)₂ dư, nếu thấy:

+ Mẫu thử tạo kết tủa trắng: K₂CO₃

\(K_2CO_3+Ba\left(OH\right)_2\rightarrow BaCO_3\downarrow+2KOH\)

+ Mẫu thử tan: NaNO₃

+ Mẫu thử không tan: BaCO₃

+ Mẫu thử tạo kết tủa trắng đồng thời có khí thoát ra: (NH₄)₂SO₄

\(\left(NH_4\right)_2SO_4+Ba\left(OH\right)_2\rightarrow BaSO_4\downarrow+2NH_3\uparrow+2H_2O\)

c) - Hòa tan các chất rắn vào dd H₂SO₄ dư, nếu thấy:
+ Chất rắn không tan: BaSO₄

+ Chất rắn tạo kết tủa trắng đồng thời có khí không màu, không mùi thoát ra: CaCO₃

\(CaCO_3+H_2SO_4\rightarrow CaSO_4\downarrow+CO_2\uparrow+H_2O\)

+ Chất rắn tan: NaCl

+ Chất rắn tan, tạo khí không màu, không mùi: Na₂CO₃

\(Na_2CO_3+H_2SO_4\rightarrow Na_2SO_4+CO_2\uparrow+H_2O\)

\(n_{Fe}=\dfrac{4,2}{56}=0,075\left(mol\right)\)

PTHH: \(Fe_2O_3+3CO\underrightarrow{t^o}2Fe+3CO_2\)

           0,0375<--------0,075

=> \(H\%=\dfrac{0,0375.160}{7,1}.100\%=84,507\%\)

\(m_{tăng}=m_{CO_2}=12,1\left(g\right)\)

=> \(n_{CO_2}=\dfrac{12,1}{44}=0.275\left(mol\right)\)

Bản chất của phản ứng: \(CO+O_{\left(oxit\right)}\xrightarrow[]{t^o}CO_2\)

                                              0,275<----0,275

=> m = 0,275.16 + 225 = 229,4 (g)