Muối cacbonat (HCO3– và CO32–) tác dụng với dung dịch axit H+ – Cách giải và bài tập có đáp án
Phương pháp giải bài toán muối cacbonat tác dụng với dung dịch axit H+
Trường hợp 1: Nhỏ từ từ dung dịch chứa H+ vào HCO3– và CO32–
| Do tính bazo của CO32– mạnh hơn HCO3– nên H+ sẽ phản ứng với ion CO32– trước. Thứ tự phản ứng xảy ra như sau :
$\begin{matrix} {{H}^{+}} {} + {} CO_{3}^{2-} {} \to {} HCO_{3}^{-} \\\end{matrix}\ \left( 1 \right)$ $\begin{matrix} {{H}^{+}} {} + {} HCO_{3}^{-} {} \to {} {{H}_{2}}O {} + \\\end{matrix}\ \ \ C{{O}_{2}}\uparrow \ \left( 2 \right)$ Phản ứng xảy ra theo thứ tự (1);(2) do đó lúc đầu chưa có khí thoát ra, lượng khí thoát ra hay không phụ thuộc vào lượng H+ . Δ Lưu ý: ion CO32– là 1 ion bazo; ion HCO3– là ion lưỡng tính |
Trường hợp 2: Nhỏ từ từ dung dịch chứa ion HCO3– và CO32– vào dung dịch H+
| Khi nhỏ từ từ dung dịch HCO3– và CO32– vào dung dịch H+ , ban đầu H+ rất dư vì vậy hai ion HCO3– và CO32– phản ứng đồng thời. Khi đó tốc độ phản ứng của hai ion là như nhau. Phản ứng tạo khí luôn.
$\begin{array} {} \begin{matrix} {{H}^{+}} {} + {} HCO_{3}^{-} {} \to {} {{H}_{2}}O {} + {} C{{O}_{2}} \\\end{matrix}\uparrow \\ {} \begin{matrix} 2{{H}^{+}} {} + {} CO_{3}^{2-} {} \to {} {{H}_{2}}O {} + {} C{{O}_{2}} \\\end{matrix}\uparrow \\ \end{array}$ |
Bài tập muối cacbonat tác dụng với dd axit
| Câu 1. Nhỏ từ từ từng giọt cho đến hết 300ml dung dịch NaHCO3 0,1M; K2CO3 0,2M vào 100 ml dung dịch HCl 0,2M; NaHSO4 0,6M và khuấy đều thu được V lít CO2 thoát ra (đktc) và dung dịch X. Thêm vào dung dịch X 100ml dung dịch KOH 0,6M; BaCl2 1,5M thu được m gam kết tủa. Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Tính giá trị của V và m. |
Bài làm
${{n}_{NaHC{{O}_{3}}}}=0,3.0,1=0,03\left( mol \right);\ {{n}_{{{K}_{2}}C{{O}_{3}}}}=0,3.0,2=0,06\left( mol \right)$
${{n}_{HCL}}=0,1.0,2=0,02\left( mol \right);\ {{n}_{NaH\text{S}{{O}_{4}}}}=0,1.0,6=0,06\left( mol \right)$
$\Rightarrow {{n}_{CO_{3}^{2-}}}=0,06\left( mol \right);\ {{n}_{HCO_{3}^{-}}}=0,3\left( mol \right);\ {{n}_{{{H}^{+}}}}=0,02\left( mol \right);\ {{n}_{H\text{S}O_{4}^{-}}}=0,06\left( mol \right)$
♦ Khi nhỏ từ từ dung dịch axit vào dung dịch muối có phản ứng như sau
$\begin{matrix} CO_{3}^{2-} {} + {} {{H}^{+}} {} \to {} HCO_{3}^{-} {} {} \\\end{matrix}$
$\begin{matrix} 0,02 {} {} {} 0,02 {} \begin{matrix} {} {} {} {} 0,02\ \ \ \ \ \left( mol \right) \\\end{matrix} \\\end{matrix}$
$\begin{matrix} CO_{3}^{2-} {} + {} H\text{S}O_{4}^{-} {} \to {} HCO_{3}^{-} {} + {} SO_{4}^{2-} \\\end{matrix}$
$\begin{matrix} 0,04 {} {} {} \ \ \ 0,04 {} {} {} {} {} 0,04 {} \ \ \ \ \ \ 0,04 \\\end{matrix}\ \ \ \ \ \ \ \ \left( mol \right)$
$\begin{array} {} \begin{matrix} HCO_{3}^{-} {} + {} H\text{S}O_{4}^{-} {} \to {} SO_{4}^{2-} {} + {} C{{O}_{2}} {} + {} {{H}_{2}}O \\\end{matrix} \\ {} \begin{matrix} 0,02 {} {} {} \ \ \ 0,02 {} {} {} {} {} 0,02 {} \ \ \ \ \ \ 0,02 \\\end{matrix}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \left( mol \right) \\ \end{array}$
$\Rightarrow {{V}_{C{{O}_{2}}}}=0,02.22,4=0,448\left( l \right)$
⇒ Dung dịch X gồm các ion: $N{{a}^{+}},{{K}^{+}},HCO_{3}^{-}\left( 0,07mol \right),SO_{4}^{2-}\left( 0,06\ mol \right)$
$\begin{array} {} {{n}_{O{{H}^{-}}}}={{n}_{K\text{O}H}}=0,1.0,6=0,06\left( mol \right) \\ {} {{n}_{B{{a}^{2+}}}}={{n}_{BaC{{l}_{2}}}}=0,1.1,5=0,15\left( mol \right) \\ \end{array}$
$\begin{array} {} \begin{matrix} O{{H}^{-}} {} + {} HCO_{3}^{-} {} \to {} CO_{3}^{2-} {} + {} {{H}_{2}}O \\\end{matrix} \\ {} \begin{matrix} 0,06 {} {} {} \ \ \ 0,06 {} {} {} {} {} 0,06 {} {} \\\end{matrix}\ \ \ \ \ \ \ \ \left( mol \right) \\ {} \begin{matrix} B{{a}^{2+}} {} + {} CO_{3}^{2-} {} \to {} BaC{{O}_{3}} {} {} \\\end{matrix} \\ {} \begin{matrix} 0,06 {} {} {} 0,06 {} \begin{matrix} {} {} {} {} 0,06\ \ \ \ \ \left( mol \right) \\\end{matrix} \\\end{matrix} \\ \end{array}$
$\Rightarrow m={{m}_{BaS{{O}_{4}}}}+{{m}_{BaC{{O}_{3}}}}=0,06.233+0,06.197=25,8\ g$
| Câu 2: Nhỏ từ từ 200ml dung dịch X (K2CO3 1M và NaHCO3 0,5M) vào 200ml dung dịch HCl 2M thì thể tích khí CO2 thu được (đktc) là:
A. 4,48lít B. 5,376lít C. 8,96lít D. 4,48lít
|
Hướng dẫn
${{n}_{CO_{3}^{2-}}}=0,2\ mol;\ \ {{n}_{HCO_{3}^{-}}}=0,1\ mol;\ \ {{n}_{{{H}^{+}}}}=0,4\ mol$
${{n}_{{{H}^{+}}}}<\left( 2{{n}_{CO_{3}^{2-}}}+{{n}_{HCO_{3}^{-}}} \right)$ nên H+ hết
Ta có: $\frac{{{n}_{CO_{3}^{2-}}}}{{{n}_{HCO_{3}^{-}}}}=2$
Gọi số mol của HCO3– phản ứng là x, suy ra số mol của CO32– phản ứng là 2x
CO32– + 2H+ → CO2 +H2O (1)
2x mol 4xmol 2xmol
HCO3– + H+ → CO2 + H2O (2)
x mol xmol xmol
Số mol HCl: 4x+ x = 0,4 ⇒ x=0,08mol
⇒ VCO2= 3.0,08.22,4=5,376 (lít)
