Trong lĩnh vực hóa học, phản ứng CO2 và Ca(OH)2 được coi là một phản ứng trao đổi, có phương trình cân bằng như sau: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O. Phản ứng này đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Ngoài ra, chúng ta cũng có một số bài tập liên quan đến Ca(OH)2 với lời giải chi tiết.
Phương trình phản ứng CO2 tác dụng với Ca(OH)2
- CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
- Kết tủa: trắng
Điều kiện phản ứng CO2 tác dụng với Ca(OH)2
- Phản ứng xảy ra trong điều kiện thường.
Cách tiến hành phản ứng CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2
- Sục khí CO2 qua dung dịch nước vôi chứa Ca(OH)2.
Hiện tượng hóa học CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2
- Khi phản ứng xảy ra, xuất hiện kết tủa trắng canxi cacbonat (CaCO3) làm đục nước vôi. Tuy nhiên, nếu tiếp tục sục CO2 thì kết tủa này sẽ tan dần theo phản ứng: CaCO3↓ + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2.
Mở rộng bài toán CO2 tác dụng với kiềm
Trong trường hợp ta xét bài toán sục CO2 vào dung dịch kiềm, ta cần xem xét tỉ lệ: T = nOH−/nCO2.
- Nếu T ≥ 2: Chỉ tạo muối CO32-
- Bảo toàn nguyên tố C: nCO2 = nCO32−
- Nếu T ≤ 1: Chỉ tạo muối HCO3-
- Bảo toàn nguyên tố H: nOH− = nHCO3−
- Nếu 1 < T < 2: Tạo cả muối HCO3- và CO32-
- Bảo toàn nguyên tố: nCO32− = nOH− − nCO2; nHCO3− = nCO2 − nCO32−
Xem thêm : Fe + HNO3 (đặc, nóng) → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O l Fe ra Fe(NO3)3 | HNO3 ra Fe(NO3)3 | HNO3 ra NO2
Để giải tốt bài toán này, chúng ta cần phối hợp thuần thục bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng, ví dụ như: mmuối = mKL + mCO32− + mHCO3− = m muối cacbonat + m muối hidrocacbonat (muối nào không có thì cho bằng 0).
Nếu cation của dung dịch kiềm là Ba2+ hoặc Ca2+, ta có thể so sánh số mol CO32− với số mol cation Ba2+ hoặc Ca2+ để suy ra số mol kết tủa. Ví dụ: nCO32− > nM2+ ⇒ n↓ = nM2+; nCO32− < nM2+ ⇒ n↓ = nCO32−.
Nếu sau phản ứng, chúng ta tiến hành cô cạn dung dịch, ta sẽ thu được kết tủa. Dung dịch chứa hỗn hợp muối HCO3- và CO32-.
Bài tập vận dụng minh họa
Câu 1. Cho hỗn hợp gồm Na2O, CaO, MgO, Al2O3 vào một lượng nước dư, thu được dung dịch X và chất rắn Y. Sục khí CO2 đến dư vào dung dịch X, thu được kết tủa là:
A. MgO.
B. Mg(OH)2.
C. Al(OH)3.
D. CaCO3.
Hướng dẫn giải
Đáp án C
Phương trình phản ứng minh họa
Na2O + H2O → 2Na+ + 2OH-
CaO + H2O → Ca2+ + 2OH-
Al2O3 + 2OH- →2AlO2- + H2O
Vậy dung dịch X có chứa Na+, Ca2+, AlO2-, OH- (có thể dư)
Khi sục CO2 dư vào dd X:
CO2 + OH- → HCO3-
CO2+ AlO2- + H2O → Al(OH)3↓ + HCO3-
Vậy kết tủa thu được sau phản ứng là Al(OH)3.
Câu 2. Dẫn từ từ CO2 đến dư vào dung dịch Ca(OH)2, hiện tượng quan sát được là:
A. có kết tủa, lượng kết tủa tăng dần, kết tủa không tan
B. không có hiện tượng gì trong suốt quá trình thực hiện
C. lúc đầu không thấy hiện tượng, sau đó có kết tủa xuất hiện
D. có kết tủa, lượng kết tủa tăng dần, sau đó kết tủa tan
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Dẫn từ từ CO2 đến dư vào dung dịch Ca(OH)2 xảy ra phản ứng:
Phương trình phản ứng xảy ra
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2
Hiện tượng quan sát được: Dung dịch xuất hiện kết tủa trắng tăng dần đến cực đại, sau đó kết tủa tan dần đến hết.
Câu 3. Để nhận biết 2 dung dịch chứa: NaOH và Ca(OH)2 đựng trong 2 lọ mất nhãn, có thể dùng hóa chất nào sau đây?
A. Al2O3
B. BaCl2
C. HCl
D. CO2
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Dùng CO2 nhận biết NaOH và Ca(OH)2
CO2 làm đục nước vôi trong, còn NaOH không hiện tượng.
Phương trình phản ứng xảy ra
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
Câu 4. Quá trình tạo thành thạch nhũ trong các hang động đá vôi kéo dài hàng triệu năm. Quá trình này được giải thích bằng phương trình hóa học nào sau đây?
A. Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O
B. Mg(HCO3)2 → MgCO3 + CO2 + H2O
C. CaCO3+ CO2 + H2O → Ca(HCO3)2
D. CaCO3 + 2H+ → Ca2+ + CO2 + H2O
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Quá trình tạo thạch nhũ trong hang động là do: Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O.
Phản ứng nghịch: CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 giải thích sự xâm thực của nước mưa.
Câu 5. Cho các khí: C4H6, CH4, CO2. Dùng hóa chất nào để nhận biết các khí trên?
A. Dung dịch AgNO3 và dung dịch KMnO4.
B. Dung dịch Br2 và dung dịch KMnO4.
C. Dung dịch Ca(OH)2 và quỳ tím ẩm.
D. Dung dịch Br2 và dung dịch Ca(OH)2.
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Dẫn các khí trên qua dung dịch Br2 thấy hiện tượng:
- Dung dịch brom nhạt màu dần tới mất màu là C4H6.
Phương trình hóa học: C4H6 + 2Br2 → C4H6Br4. - Không thấy hiện tượng là CH4, CO2.
Dẫn khí CH4, CO2 qua dung dịch Ca(OH)2 thấy hiện tượng: - Xuất hiện kết tủa trắng là CO2.
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 ↓ + H2O. - Không có hiện tượng gì là CH4.
Câu 6. Phải dùng bao nhiêu lit CO2 (đktc) để hòa tan hết 20 g CaCO3 trong nước, giả sử chỉ có 50% CO2 tác dụng. Phải thêm tối thiểu bao nhiêu lit dd Ca(OH)2 0,01 M vào dung dịch sau phản ứng để thu được kết tủa tối đa. Tính khối lượng kết tủa:
A. 4,48 lit CO2, 10 lit dung dịch Ca(OH)2, 40 g kết tủa.
B. 8,96 lit CO2, 10 lit dung dịch Ca(OH)2, 40 g kết tủa.
C. 8,96 lit CO2, 20 lit dung dịch Ca(OH)2, 40 g kết tủa.
D. 4,48 lit CO2, 12 lit dung dịch Ca(OH)2, 30 g kết tủa.
Hướng dẫn giải
Đáp án C
nCaCO3 = 20/100 = 0,2 mol
Phương trình hóa học: CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2
x……….x………………………..x
Phương trình hóa học ta có:
nCO2 lý thuyết = x = nCaCO3 = 0,2 mol
⇒nCO2 tt = nCO2 /lt50%.100% = 0,4 mol
VCO2/tt = 0,4.22,4 = 8,96 lít
Ta có phương trình phản ứng hóa học: Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 → 2CaCO3 + 2H2O
x………………x…………….x
Vậy tối thiểu cần là x = 0,2 mol ⇒ VCaOH2 = 0,2/0,01 = 20 lít
nCaCO3 = 2x = 0,4 mol
⇒ m↓ = 0,4.100 = 40g
Câu 7. Cho 1,12 lit khí sunfurơ (đktc) hấp thụ vào 100 ml dd Ba(OH)2 có nồng độ aM thu được 6,51 g kết tủa. Tính giá trị của a là:
A. 0,3
B. 0,4
C. 0,5
D. 0,6
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Ta có 0,05 mol SO2 + 0,1.a Ba(OH)2 → 0,03 mol BaSO3
SO2 + Ba(OH)2 → BaSO3 + H2O (1)
Bảo toàn nguyên tố Ba: nBaSO3 = 0,1a – 0,03 mol → nSO2 = 0,2a – 0,03 mol
Tổng số mol SO2 là: nSO2 = 0,1a + 0,1a – 0,03 = 0,05 → a = 0,4M
Câu 8. Dẫn 4,48 lít khí CO2 (ở đktc) qua 250ml dung dịch NaOH 1M. Cô cạn dụng dịch sau phản ứng thu được m gam muối khan. Tính giá trị của m?
A. 31,5 g
B. 21,9 g
C. 25,2 g
D. 17,9 g
Hướng dẫn giải
Đáp án D
nCO2 = 0,2 mol
nNaOH = 0,25 mol
Ta thấy: 1 < T = 1,25 < 2 ⇒ tạo cả muối HCO3- và CO32-
CO2 + 2OH- → CO32- + H2O
0,125 → 0,125
CO2 + CO32- + H2O → 2HCO3-
0,075 → 0,075
nCO32- = 0,05 mol < nBa2+
n↓ = 0,05 mol
⇒ m = 0,05 . 197 = 9,85g
Câu 9. Hấp thụ hoàn toàn 15,68 lít khí CO2(đktc) vào 500ml dung dịch NaOH có nồng độ C mol/lít. Sau phản ứng thu được 65,4 gam muối. Tính C.
A. 1,5 M
B. 3 M
C. 2 M
D. 1 M
Hướng dẫn giải
Đáp án C
nCO2 = 0,7 mol
Gọi số mol của muối NaHCO3 và Na2CO3 lần lượt là x và y
Ta có các phương trình phản ứng hóa học:
CO2 + NaOH → NaHCO3 (1)
x ← x ← x (mol)
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 (2)
y ← 2y ← y (mol)
Theo bài ra và phương trình phản ứng ta có hệ phương trình như sau
nCO2 = x + y = 0,7 (3)
Khối lượng của muối là:
84x + 106y = 65,4 (4)
Giải hệ từ (3) và (4) ta được: x = 0,4 (mol) và y = 0,3 (mol)
Từ phương trình phản ứng ta có: n = x + 2y = 0,4 + 2.0,3 = 1 (mol)
Vậy nồng độ của 500ml ( tức 0,5 l) dung dịch NaOH là C = 1/0,5 = 2 M
Câu 10: Sục 2,24 lít khí CO2 vào 200ml dung dịch NaOH 1M thu được dung dịch X. Tính khối lượng muối trong X?
A. 15 g
B. 20 g
C. 10 g
D. 10,6 g
Hướng dẫn giải
Đáp án D
nCO2 = 0,1 mol, nNaOH = 0,2 mol ⇒ T = nOH− – nCO2 = 2
⇒ Dung dịch X chỉ chứa 1 muối là Na2CO3
⇒ n = Na2CO3/nCO2 ⇒ m = Na2CO3.28 = 0,1.106 = 10,6 g
Tiếp tục đọc các phương trình hóa học hay khác tại đây.
Nguồn: https://saugiohanhchinh.vn
Danh mục: Giáo Dục
