CO2 + dung dịch NaOH

       CO₂ + dung dịch NaOH

Ths Nguyễn Quốc Việt 

Tel: 0916505381 or 0983505381

Nhận luyện thi Đại hoc môn Hóa 8, 9, 10, 11, 12

Tại Thành Phố Hà Tĩnh

I.                  CO₂ + NaOH

Cho từ từ CO₂ vào dung dịch NaOH

·        Thứ tự phản ứng xảy ra:

                             2NaOH + CO₂ ® Na₂CO₃ + H₂O

          Khi NaOH hết, tiếp tục cho CO₂ vào

                             Na₂CO₃ + CO₂  + H₂O ® 2NaHCO₃

(thứ tự muối tạo thành: Na₂CO₃, NaHCO₃ )

·        Để đơn giản trong tính toán ta viết 2 phương trình tạo 2 muối

                             NaOH  + CO₂ ® NaHCO₃                               (1)

                             2NaOH + CO₂ ® Na₂CO₃ + H₂O                    (2)

Hoặc:                    OH^-  + CO₂ ® HCO₃^-                              (1)

                             2OH- + CO₂ ® CO₃^2- + H₂O                    (2)

          Đặt  = k;               hoặc  =  k

k = 1; tạo muối NaHCO₃, chỉ có phương trình (1)

                   k = 2; tạo muối Na₂CO₃, chỉ có phương trình (2)

                   1 < k < 2; tạo 2 muối Na₂CO₃ và NaHCO₃

n_Na2CO3 = n_CO32- = n_OH- - n_CO2; n_NaHCO3 = n_HCO3- = n_CO2 – n_CO32-

k < 1; tạo  muối NaHCO₃, CO₂ dư

2 < k; tạo muối Na₂CO₃ và NaOH dư

·        Phương  pháp giải:

Sơ đồ phản ứng:

x mol CO₂ + y mol NaOH ® m gam muối

Bài toán có 3 dạng:

Dạng 1: Cho x, y tính m

Dạng 2: Cho x, m tính y

Dạng 3: Cho y, m tính x

Dạng 1: Cho x, y tính m

Lập tỷ lệ mol  =  = k

Viết phương trình, tính toán

Ví dụ 1: Cho 0,3 mol CO₂ tác dụng với dung dịch chứa 0,1 mol NaOH. Sau phản ứng thu được m gam muối. Gía trị của m là

          Hướng dẫn giải:

           =  = 0,33 < 1; CO₂ dư, tạo muối NaHCO₃      

                   NaOH  + CO_{2 ®} NaHCO₃                 

                   0,1                          0,1

          m_NaHCO3 = 0,1*84 = 8,4 gam          

   Ví dụ 2: Cho 0,1 mol CO₂ tác dụng với dung dịch chứa 0,1 mol NaOH. Sau phản ứng thu được m gam muối. Gía trị của m là

          Hướng dẫn giải:

           =  =  1;  tạo muối NaHCO₃

                   NaOH  + CO_{2 ®} NaHCO₃                 

                   0,1                          0,1

          m_NaHCO3 = 0,1*84 = 8,4 gam             

Ví dụ 3: Cho 0,2 mol CO₂ tác dụng với dung dịch chứa 0,5 mol NaOH. Sau phản ứng thu được m gam muối. Gía trị của m là

          Hướng dẫn giải:

           =  = 2,5 > 2; NaOH dư, tạo muối Na₂CO₃

NaOH + CO_{2 ®} Na₂CO_{3 +} H₂O                  

                0,2        0,2

m_Na2CO3 = 0,2*106 = 21,2 gam

Ví dụ 4: Cho 0,2 mol CO₂ tác dụng với dung dịch chứa 0,4 mol NaOH. Sau phản ứng thu được m gam muối. Gía trị của m là

          Hướng dẫn giải:

           =  = 2; tạo muối Na₂CO₃

NaOH + CO_{2 ®} Na₂CO_{3 +} H₂O                  

                0,2        0,2

m_Na2CO3 = 0,2*106 = 21,2 gam

Ví dụ 5: Cho 0,2mol CO₂ tác dụng với dung dịch chứa 0,3 mol NaOH. Sau phản ứng thu được m gam muối. Gía trị của m là

          Hướng dẫn giải:

1 <  =  = 1,5 < 2; tạo 2 muối Na₂CO₃

NaOH  + CO_{2 ®} NaHCO₃                               (1)

                             2NaOH + CO_{2 ®} Na₂CO_{3 +} H₂O                    (2)

          Ta có: n_Na2CO2 = n_CO32- = n_OH- - n_CO2 = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol    

n_NaHCO3 = n_HCO3- = n_CO2 – n_CO32- = 0,2 – 0,1 = 0,1 mol

                   m_muối = 84*0,1 + 106*0,1 = 19 gam

Ví dụ 6: Hoà tan 174 gam hổn hợp X gồm hai muối cacbonat va sunfit của cùng một kim loại kiềm vào dung dịch HCl dư. Toàn bộ khí thoát ra được hấp thụ tối thiểu bởi 500 ml dung dịch KOH 3M. Xác định kim loại kiềm.

          Hướng dẫn giải

n_KOH = 0,5*3 = 1,5 mol

Đặt n_M2SO3 = x mol; n_M2SO3 = y mol

Phương trình phản ứng

M₂SO₃ + 2HCl ® 2MCl + H₂O + SO₂

 x                                                       x

M₂CO₃ + 2HCl ® 2MCl + H₂O + CO₂

 y                                                       y

Hổn hợp khí + KOH_min  suy ra tạo muối axit

        KOH  + SO₂ ® KHSO₃

          x            x

        KOH  + CO₂ ® KHCO₃        

         y              y

n_KOH = x + y = 1,5  

M_{trung bình hhX} =  =  = 116

M_M2CO3 < M_{trung bình hhX} < M_M2SO3

2M + 60 < 116 < 2M + 80

 M < 28; M là kim loại kiềm suy ra M là Na (23)

Ví dụ 7: Hấp thụ 0,2 mol SO₂  vào 0,5 lít hỗn hợp gồm NaOH  0,2M và KOH 0,4M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam muối khan. Tính m.

Hướng dẫn giải

n_NaOH = 0,5*0,2 = 0,1 mol; n_KOH = 0,5*0,4 = 0,2 mol

n_OH- = 0,1 + 0,2 = 0,3 mol

 =  = 1,5

          Phương trình phản ứng

          SO₂ + 2OH^- ® SO₃^2- + H₂O

          SO₂ + OH^- ® HSO₃^-

Ta có: n_SO32- = n_OH- - n_SO2 = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol            

n_HSO3- = n_SO2 – n_SO32- = 0,2 – 0,1 = 0,1 mol

dd  sau phản ứng (0,1 mol Na⁺, 0,2 mol K⁺, 0,1 mol SO₃^2-, 0,1 mol HSO₃^-)

Khi cô cạn dung dịch: 2HSO₃^- ® H₂O + SO₂ + SO₃^2-

                                        0,1                                 0,05

Chất rắn sau khi cô cạn: (0,1 mol Na⁺, 0,2 mol K⁺, 0,15 mol SO₃^2-)

m_muối = 0,1*23 + 0,2*39 + 0,15* 80 = 22,1 gam

Dạng 2:  Cho x, m tính y

Viết 2 phương trình

NaOH  + CO_{2 ®} NaHCO₃                               (1)

a                 a              a

                             2NaOH + CO_{2 ®} Na₂CO_{3 +} H₂O                    (2)

                               2b                b             b

                   Ta có: n_CO2 = a + b;  m_muối = 84a + 106b

                   Suy ra  n_NaOH = a + 2b

Ví dụ 8: Cho 0,15 mol CO₂ tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M . Sau phản ứng thu được 14,8 gam muối. Gía trị V là   

          Hướng dẫn giải

Phương trình phản ứng:

NaOH  + CO_{2 ®} NaHCO₃                               (1)

a                 a              a

                             2NaOH + CO_{2 ®} Na₂CO_{3 +} H₂O                    (2)

                               2b                b             b

                   Ta có: n_CO2 =  a + b = 0,15;     m_muối = 84a + 106b = 14,8

                             a = 0,05 mol; b = 0,1 mol

n_NaOH = a + 2b = 0,05 + 2*0,1 = 0,25 mol

V_ddNaOH =  = 0,5 lít = 500 ml

     Ví dụ 9: Cho 4,48 lít CO_{2 (}ở đktc) tác dụng với V lít dung dịch NaOH 1M . Sau phản ứng thu được 21,2 gam muối. Gía trị V là 

          Hướng dẫn giải

Phương trình phản ứng:

NaOH  + CO_{2 ®} NaHCO₃                               (1)

a                 a              a

                             2NaOH + CO_{2 ®} Na₂CO_{3 +} H₂O                    (2)

                               2b                b             b

                   Ta có: n_CO2 =  a + b = 0,2;       m_muối = 84a + 106b = 21,2

                             a = 0; b = 0,2 mol

n_NaOH = a + 2b = 2*0,2 = 0,4 mol

V_ddNaOH =  = 0,4 lít = 400 ml

Ví dụ 10: Cho 4,48 lít CO₂ (ở đktc) tác dụng với V lít dung dịch NaOH 1M . Sau phản ứng thu được 16,8 gam muối. Gía trị V là 

          Hướng dẫn giải

Phương trình phản ứng:

NaOH  + CO_{2 ®} NaHCO₃                               (1)

a                 a              a

                             2NaOH + CO_{2 ®} Na₂CO_{3 +} H₂O                    (2)

                               2b                b             b

                   Ta có: n_CO2 =  a + b = 0,2;       m_muối = 84a + 106b = 16,8

                             a = 0,2 mol; b = 0

n_NaOH = a + 2b = 0,2 mol

V_ddNaOH =  = 0,2 lít = 200 ml

                Dạng 3:  Cho y, m tính x

                   Để biết NaOH phản ứng hết hoặc dư ta giả sử chỉ tạo muối Na₂CO₃

                   Tính n_Na2CO3 = k; n_{NaOH phản ứng} =2k

                   Nếu:  2k = y (n_{NaOH ban đầu}); NaOH phản ứng vừa đủ,  tạo Na₂CO₃

2k < y (n_{NaOH ban đầu}); NaOH dư, tạo Na₂CO₃

2k  > y (n_{NaOH ban đầu}); tương tự dạng 2

Viết 2 phương trình

NaOH  + CO_{2 ®} NaHCO₃                               (1)

a                 a              a

                             2NaOH + CO_{2 ®} Na₂CO_{3 +} H₂O                    (2)

                               2b                b             b

                   Ta có: n_NaOH = a + 2b; m_muối = 84a + 106b 

                             n_CO2 = a + b

Ví dụ 11: Cho V lít CO_{2 (}ở đktc) tác dụng với 1 lít dung dịch NaOH 0,2M . Sau phản ứng thu được 10,6 gam muối. Gía trị V là

Hướng dẫn giải

n_NaOH = 0,2*1 = 0,2 mol

Giả sử chỉ tạo muối Na₂CO₃

n_Na2CO3 = 0,1 mol; n_{NaOH phản ứng} =2*0,1 = 0,2 mol = n_{NaOH ban đầu}

Suy ra NaOH phản ứng vừa đủ,  tạo Na₂CO₃

      2NaOH + CO_{2 ®} Na₂CO_{3 +} H₂O                   

           0,2         0,1        0,1

          V_CO2 = 0,1*22,4 = 2,24 lít

Ví dụ 12: Cho V lít CO_{2 (}ở đktc) tác dụng với 1 lít dung dịch NaOH 0,3M . Sau phản ứng thu được 10,6 gam muối. Gía trị V là

Hướng dẫn giải

n_NaOH = 0,3*1 = 0,3 mol

Giả sử chỉ tạo muối Na₂CO₃

Tính n_Na2CO3 = 0,1 mol; n_{NaOH phản ứng} =2*0,1 = 0,2 mol < n_{NaOH ban đầu}

Suy ra NaOH dư,  tạo Na₂CO₃

      2NaOH + CO_{2 ®} Na₂CO_{3 +} H₂O                   

                    0,1              0,2

          V_CO2 = 0,1*22,4 = 2,24 lít

Ví dụ 13: Cho V lít CO_{2 (}ở đktc) tác dụng với 1 lít dung dịch NaOH 0,1M . Sau phản ứng thu được 8,4 gam muối. Gía trị V là

Hướng dẫn giải

n_NaOH = 0,1*1 = 0,1 mol

Giả sử chỉ tạo muối Na₂CO₃

Tính n_Na2CO3 = 0,079 mol; n_{NaOH phản ứng} =2*0,079 = 0,158 > n_{NaOH ban đầu}

Suy ra NaOH hết, phương trình phản ứng:

NaOH  + CO_{2 ®} NaHCO₃                               (1)

a                 a              a

                             2NaOH + CO_{2 ®} Na₂CO_{3 +} H₂O                    (2)

                               2b                b             b

                   Ta có: n_NaOH = a + 2b = 0,1;   m_muối = 84a + 106b = 8,4

                             a = 0,1 mol; b = 0

                             n_CO2 = a + b = 0,1;  V_CO2 = 0,1*22,4 = 2,24 lít

Ví dụ 14: Cho V lít CO_{2 (}ở đktc) tác dụng với 1 lít dung dịch NaOH 0,3M . Sau phản ứng thu được 19 gam muối. Gía trị V là

Hướng dẫn giải

n_NaOH = 0,3*1 = 0,3 mol

Giả sử chỉ tạo muối Na₂CO₃

Tính n_Na2CO3 = 0,179 mol; n_{NaOH phản ứng} =2*0,179 = 0,358 > n_{NaOH ban đầu}

Suy ra NaOH hết, phương trình phản ứng:

NaOH  + CO_{2 ®} NaHCO₃                               (1)

a                 a              a

                             2NaOH + CO_{2 ®} Na₂CO_{3 +} H₂O                    (2)

                               2b                b             b

                   Ta có: n_NaOH = a + 2b = 0,3;   m_muối = 84a + 106b = 19

                             a = 0,1 mol; b = 0,1

                             n_CO2 = a + b = 0,2;  V_CO2 = 0,2*22,4 = 4,48 lít