Giải Hóa 11 - Bài 14: Họp chất của cacbon

BÀI 14.	H0P CHẤT CỦA CACBON
KIẾN THỨC CẦN NHỚ
§1. CACBON MONOOXIT
Tính chất vật lí
Cacbon monooxit (CO) là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí, rất ít tan trong nước, hóa lỏng ở -191,5°c, hóa rắn ở -205,2°c, rất bền với nhiệt và độc.
Tính chật hóa học
Cacbon monooxit lù oxit không tạo muối (oxit trung tính)
Tính khử
Tác dụng với oxi: cháy với ngọn lửa màu lam nhạt và tỏa nhiệt.
2CO + 02 ——» 2CO2
Fe2O3 + 3CO —-—> 2Fe + 3CO2
Khi ỏ' nhiệt độ cao, co khử được nhiều oxit kim loại (sau A12O3).
Điều chê
Trong phòng thí nghiệm
HCOOH —H-?S0’ đặc’t‘1 ■■■■•> COT + H2O
Trong công nghiệp
Cho hơi nước qua than nung nóng đỏ.
1050°C	, 	
c + H2O -< co + h2
Hỗn hợp khí tạo thành được gọi là khí than ướt dùng làm nhiên liệu.
Dẫn co2 qua than nung đỏ.
co2 + c —2CO
Hỗn hợp khí thu được gọi là khí lò gas (khí than khô).
§2. CACBON ĐIOXIT
I. Tính chất vật lí
Cacbon đioxit (CO2) là chất khí không màu, nặng gấp 1,5 lần không khí, tan không nhiều trong nước.
Ở nhiệt độ thường, dưới áp suất 60 atm, khí co2 sẽ hóa thành chất lỏng không màu, linh động. Ở trạng -lái rắn, co2 tạo thành một khối trắng, gọi là “nước đá khô”. Nước đá khô không nóng chảy mà thăng hoa, được dùng để tạo môi trường lạnh không có hơi ẩm.
Tính chất hóa học
CO2 là oxit axit, khi tan trong nước tạo thành dung dịch axit cacbonic:
co2 (khí) + H2O (lỏng) H2CO3 (dung dịch).
Điều chế
Trong phòng thí nghiệm
CaCO3 + 2HC1	> co2? + CaCl2 + H2O
Dùng dung dịch NaHCO3 để giữ lại khí HC1 bị kéo theo và dung dịch H2SO4 đặc để làm khô khí co2.
Trong công nghiệp
Nung đá vôi ở 1000°C: CaCO3 —-—> CaO + CO2T
Đốt cháy hoàn toàn than cốc: c + 02 	-	> co2.
§3. AXIT CACBONIC VÀ Muối CACBONAT
Axit cacbonic
Axit cacbonic (H2CO3) rất kém bền, chỉ tồn tại trong dung dịch loãng, dễ phân hủy thành co2 và H2O
Dung dịch H2CO3 phân li thành 2 nấc.
H2CO3 H+ + HCO;
HCO; H+ + COj’
Axit cacbonic tạo ra hai loại muối: muối cacbonat chứa ion CO3’ (Na2CO3, CaCO3,...); muôi hiđrocacbonat chứa ion HCO’ (NaHCO3, Ca(HCO3)2,...)
Muôi cacbonat
Tính tan
Muối cacbonat của kim loại kiềm, amoni và đa số các muối hiđrocacbonat dễ tan trong nước. Muối cacbonat của kim loại khác không tan trong nước.
Tác dụng với axit
NaHCO3 + HC1 	> NaCl + CO2T + H2O
HCO, + H+ 	> co2? + H2O
Na2CO3 + 2HC1 	> 2NaCl + co2 T + H2O
CO;’ + 2H+ 	> CO2T + H2O
Tác dụng với dung dịch kiềm
NaHCO3 + NaOH 	> Na2CO3 + H2O
HCO; + OH'	> co'- + H2O.
a) Phản ứng nhiệt phân
MgCO3 (rắn) 	-	> MgO (rắn) + CO2T
2NaHCO3 (rắn) 	> Na2CO3 (rắn) + co2t + H2O (khí)
HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA TRANG 75
Câu 1. Dẫn hỗn hợp khí đi qua dung dịch nước vôi trong dư, khí cacbonic sẽ bị giữ lại tạo kết tủa trắng.
CO2 + Ca(OH)2 	> CaCO3ị + H2O
Còn lại hoi nước và co ta dẫn qua bình H2SO4 đặc hơi nước bị giữ lại, ta thu được khí co.
Cách khác: Dẫn hỗn hợp qua bình I đựng P2Os để hấp thụ nước, rồi dẫn khí thoát ra qua bình II chứa Ca(OH)2 dư, thì co2 bị hấp thụ tạo kết tủa trắng.
P2O5 + 3H2O 	> 2H3PO4
CO2 + Ca(OH)2 	> CaCO3ị + H2O
Câu 2. Để cánh hoa hồng lên miệng từng ống nghiệm, ống nào làm nhạt màu cánh hoa hồng là so2. Dẫn hai khí còn lại qua dung dịch AgNO3 nếu thấy xuất hiện kết tủa màu trắng là khí HC1, nếu không thấy hiện tượng gì là khí co.
HC1 + AgNO3 	> AgClị + HNO3
Cách khác: dẫn lần lượt các khí trên qua dung dịch nước brom. Khí nào làm mất màu nước brom là khí so2 .
so2 + Br2 + H2O 	> H2SO4
Hai khí còn lại nhận biết tương tự như trên.
Câu 3. Chọn A. 2CO + 02 —-	> 2CO2
Phản ứng cho ngọn lửa màu lam nhạt và tỏa rất nhiều nhiệt
Câu 4. a) Chọn A. b) Chọn A.
Ca(HCO3)2 ——> CaCO3ị + CO2? + H2O CaCO3 + CO2 + H2O 	> Ca(HCO3)2
Câu 5. Ta có: nco =
0.224
Lập tỉ số: ^K0H
nco2
= 0,01 (mol); nKm, = 0,1 X 0,2 = 0,02 (mol) 22,4
= _ ~	= 2 => tạo muối trung hòa
0,01
Phản ứng:
(mol)
Từ(l) =
co2 + 2KOH
0,01 -» 0,02 nu rn = 0,01 (mol)
-> K2CO3 + H2O
0,02
(1)
K2CO-
mK.co. = 0’01 x 108 = 1,38 (gam)
Câu 6. Ta có: n,
CaCO.
-	= 0,5265 (mol)
100
ơNaOH = 1,8 X 0,5 = 0,9 (mol)
Phản ứng:	CaCO3 —2229Ĩ2—> CaO + CO2T
(moi)	0,5265 ->	0,5265
Do hiệu suất của phản ứng là 95%
_ 95 X 0,5265	. _ ,
—^co-» thực tê —	100	~ (moi)
Lập tỉ lệ: 1 <	= 1,8 < 2
nco2 °’5
X + y = 0,5 2x + y = 0,9
=> tạo ra hỗn hợp hai muối.
Phản ứng:
co2 + 2NaOH -
	> Na2CO3 + H20
(1)
(mol)
X	2x
X
co2 + NaOH —
—> NaHCO3
(2)
(mol)
y	y
y
Theo đề bài, ta có hệ phương trình: ■
Giải hệ phương trình, ta được: X = 0,4 và y = 0,1 Vậy:	mNa2co;, = 0,4 X 106 = 42,4 (gam)
mNanco3 = 0,1 X 84 = 8,4 (gam)