Dạng Bài : Muối Cacbonat Tác Dụng Với Axit | Hóa Học 9 - Tech12h

A. Tổng quan kiến thức và phương pháp giải bài tập

PTTQ:

Muối cacbonat + axit → Muối + CO2 + nước

Ví dụ:

CaCO3 + HCl → CaCl2 + CO2 + H2O

Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O

Chú ý:

• Khi đổ từ từ axit vào muối cacbonat tạo muối hidrocacnat trước, sau đó muối hidrocacbonat phản ứng tiếp với axit tạo CO2:

VD: Đồ từ từ dd HCl vào dung dịch NaHCO3 và Na2CO3:

Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl

NaHCO3 + HCl dư → NaCl + H2O + CO2

• Khi đổ từ từ muối vào axit => tạo ra CO2 luôn mà không tạo ra muối HCO3 như trên:

VD: Đổ từ từ hỗn hợp muối NaHCO3 và Na2CO3 vào dung dịch HCl. Xảy ra đồng thời cả hai quá trình:

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O

NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2

1. Hỗn hợp 2 muối tác dụng với 1 axit

Dữ kiện cho: Khối lượng muối cacbonat ban đầu hoặc khối lượng muối sau phản ứng. Số mol CO2 hay số mol axit phản ứng.

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol. Đặt số mol của từng muối cacbonat lần lượt là x, y.
• Bước 2: Viết PTHH xảy ra.
• Bước 3: Tìm tỉ lệ số mol của các chất tham gia, các chất tạo thành theo số mol đã biết theo x, y.
• Bước 4: Lập hệ phương trình theo x, y. Tìm x, y
• Bước 5: Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 1: Hoà tan 2,84 gam hỗn hợp 2 muối CaCO3 và MgCO3 bằng dung dịch HCl dư thu được 0,672 lít khí CO2 (đktc). Tính thành phần % số mol mỗi muối trong hỗn hợp.

Ta có: nCO2 = $ \frac{0,672}{22,4}= 0,03$ (mol)

Gọi số mol của CaCO3 , MgCO3 trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là: x , y (mol)

PTHH:

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O (1)

Tỉ lệ 1 2 1 1 1

P.ư x 2x x

MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + CO2 + H2O (1)

Tỉ lệ 1 2 1 1 1

P.ư y 2y y

Thep PTHH (1) và (2) ta có:

mhh = mCaCO3 + mMgCO3 = 100x + 84y = 2,84 (g)

nCO2 = nCO2(1) + nCO2(2) = x + y = 0,03 (mol)

Giải hệ phương trình => x = 0,02 , y = 0,01

Trong hỗn hợp ban đầu:

mCaCO3 = 0,02.100 = 2 (g)

=>%CaCO3 = $ \frac{m_{CaCO_3}}{m_{hh}} $.100%= $\frac{2}{2,84}$.100% = 70,42%

=>%MgCO3 = 100% - 70,42% = 29,58 %

2. Nhiều muối tác dụng vs 1 axit

Dữ kiện cho: khối lượng muối cacbonat, khối lượng muối tạo thành.

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH xảy ra.
• Bước 3: Dựa vào PTHH ta thấy cứ :
• Khi axit là HCl: Gốc CO3 chuyển thành 2 gốc Cl => Cứ 60 gam CO3 chuyển thành 71 gam => khối lượng tăng 11g
• Khi axit là H2­SO4: gốc CO3 chuyển thành 1 gốc SO4 => Cứ 60 gam CO3 chuyển thành 96 gam => khối lượng tăng 36g

=>n muối cacbonat = nCO2 = $ \frac{m_{muoi sau}-m_{muoi truoc}}{khoi luong tang}$

• Bước 4: Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 2: Cho 3,69 gam hỗn hợp 3 muối: K2CO3; Na2CO3 và ZnCO3 tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 4,77 gam muối khan. Thể tích khí CO2 sinh ra.

PTHH:

K2CO3 + H2SO4 → K2SO­4 + CO2 + H2O

Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO­4 + CO2 + H2O

ZnCO3 + H2SO4 → ZnSO­4 + CO2 + H2O

Từ 3 PTHH ta thấy: 1 Gốc CO3 chuyển thành 1 gốc SO4 => Cứ 60 gam CO3 chuyển thành 96 gam => khối lượng tăng 36g

=> nCO2 = nmuối cacbonat = $ \frac{m_{muoi sau}-m_{muoi truoc}}{khoi luong tang}$

= $\frac{4,77-3,69}{36}$ = 0,03 (mol)

Thể tích khí CO2 thu được là : VCO2 = 0,03.22,4 = 0,672 (lít)

3. 1 muối tác dụng hỗn hợp axit

Dữ kiện cho: Khối lượng muối cacbonat, hoặc khối lượng muối khan thu được sau phản ứng, hoặc thể tích khí CO2.

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH xảy ra.
• Bước 3: Gọi thể tích axit dùng là V (l) . Tính các số mol của các chất tham gia và tạo thành theo V.
• Bước 4: Tìm V. Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 3: Hoà tan Na2CO3 vừa đủ vào V(ml) hỗn hợp dung dịch axit HCl 0,5M và H2SO4 1,5M thì thu được một dung dịch A và 7,84 lit khí B (đktc). Tính V(ml) hỗn hơp dung dịch axit đã dùng?

Giả sử phải dùng V(lit) dung dịch gồm HCl 0,5M và H2SO4 1,5M.

=>nHCl = V.CM = 0,5V ; nH2SO4 = V.CM = 1,5V

Ta có : nCO2 = $\frac{7,84}{22,4} = 0,35$ (mol)

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2

0,25V<- 0,5V ->0,5V ->0,25V (mol)

Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2

1,5V<- 1,5V ->1,5V ->1,5V (mol)

Theo bài ra ta có:

Số mol CO2 = 0,25V + 1,5V = 0,35 (mol) (I)

=> V = 0,2 (l) = 200ml.

4. Đổ từ từ dung dịch axit vào muối cacbonat.

Dữ kiện cho: Số mol muối cacbonat, muối hidrocacbonat. Số mol axit.

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH xảy ra.
• Bước 3: Đặt số mol lần lượt vào từng phương trình. Xác định số mol axit dư sau p.ư (1)
• Bước 4: Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 4: Dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na2CO3 1,5M và NaHCO3 1M. Nhỏ từ từ từng giọt cho đến hết 200 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch X, sinh ra V lít khí (ở đktc). Giá trị của V?

Ta có: nHCl = 1.0,2 = 0,2 (mol) ;

nNa2CO3 = 0,1.1,5 = 0,15 (mol)

nNaHCO3 = 0,1.1 = 0,1 (mol)

PTHH:

Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl

Có: 0,15 0,2

P/ư 0,15 ->0,15 ->0,15

=> HCl dư nên tính theo số mol Na2CO3 => nHCl dư = 0,2 – 0,15 = 0,05 (mol)

Sau phản ứng : nNaHCO3 = 0,15 + 0,1= 0,25 (mol)

NaHCO3 + HCl dư → NaCl + H2O + CO2

Có: 0,25 0,05

P.ư 0,05<- 0,05 ->0,05

NaHCO3 dư => Số mol tính theo HCl => nCO2 = 0,05 (mol)

=> V = VCO2 = 0,05.22,4 = 1,12 (l)

5. Đổ từ từ muối cacbonat vào dung dịch axit

Dữ kiện cho: Số mol muối cacbonat, muối hidrocacbonat. Số mol axit.

Phương pháp giải

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH xảy ra.
• Bước 3: Gọi số mol muối CO3 tham gia pư là x, HCO3 tham gia p.ư là y. Tìm số mol của axit theo x. y.
• Bước 4: Tìm x, y. Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 5: Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 100ml dung dịch X gồm K2CO3 1,5M và NaHCO3 1M vào 200ml dung dịch HCl 1M, sinh ra V lít khi (đktc). Giá trị của V?

Ta có: nHCl = 0,2.1 = 0,2 (mol)

nK2CO3 = 1,5.0,1 = 0,15 (mol)

nNaHCO3 = 0,1.1 = 0,1 (mol)

Gọi số mol của NaHCO3 và K2CO3 phản ứng lần lượt là x, y (mol)

NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O

x ->x -> x

K2CO3 + 2HCl → 2KCl + CO2 + H2O

y ->2y -> y

Theo PTHH ta có:

nHCl = x + 2y = 0,2 (mol) (1)

Số mol phản ứng tỉ lệ với số mol ban đầu:

$\frac{x}{y}= \frac{n_{HCO_3}}{n_{CO_3}}= \frac{0,1}{0,15}= \frac{2}{3}$ (2)

Giải hệ pt (1) và (2) => x = 0,05 ; y = 0,075

=>Số mol CO2 = x + y = 0,05 + 0,075 = 0,125 ( mol)

=> V= VCO2 = 0,125.22,4 = 2,8 (lít)