Phương pháp giải Các dạng bài toán cho H+ vào muối cacbonat và ngược lại (50 bài tập minh họa)

Ngọc Nguyễn Ngày: 17-07-2023 Lớp 11

314

Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Phương pháp giải Các dạng bài toán cho H+ vào muối cacbonat và ngược lại (50 bài tập minh họa) hay, chi tiết nhất, từ cơ bản đến nâng cao giúp học sinh nắm vững kiến thức, từ đó học tốt môn Hóa học 11.

Phương pháp giải Các dạng bài toán cho H+ vào muối cacbonat và ngược lại (50 bài tập minh họa)

I. Lý thuyết và phương pháp giải

1. Nhỏ từ từ dung dịch H⁺ vào dung dịch gồm CO₃^2- và HCO₃^-

Đầu tiên CO₃^2- sẽ phản ứng với H⁺ trước:

$C O_{3}^{2 -} + H^{+} \to H C O_{3}^{-}$ (1)

Hết CO₃^2- thì HCO₃^- mới phản ứng với H⁺

$H C O_{3}^{-} + H^{+} \to C O_{2} + H_{2} O$ (2)

Chú ý:

+ Nếu $n_{C O_{3}^{2 -}} < n_{H^{+}} < 2 n_{C O_{3}^{2 -}} + n_{H C O_{3}^{-}}$ thì phản ứng (1) xảy ra hoàn toàn, phản ứng (2) xảy ra một phần, ta có: $n_{H^{+}} = n_{C O_{3}^{2 -}} + n_{C O_{2}}$

+ Nếu $n_{H C l} < n_{C O_{3}^{2 -}}$ thì phản ứng (1) xảy ra một phần, H⁺ hết và không thoát ra khí CO₂.

+ Nếu $n_{H C l} > 2 n_{C O_{3}^{2 -}} + n_{H C O_{3}^{-}}$ thì phản ứng (1) và (2) xảy ra hoàn toàn, H⁺ dư.

2. Nhỏ từ từ dung dịch gồm CO₃^2- và HCO₃^- vào dung dịch H⁺

Khi nhỏ từ từ dung dịch gồm CO₃^2- và HCO₃^- vào dung dịch H⁺ thì cả hai CO₃^2- và HCO₃^- đồng thời phản ứng với H⁺ theo đúng tỉ lệ mol

$\begin{array}{l} H^{+} + H C O_{3}^{-} \to C O_{2} ↑ + H_{2} O \\ 2 H^{+} + C O_{3}^{2 -} \to C O_{2} ↑ + H_{2} O \end{array}$

Phương pháp giải

+ Đặt ẩn số mol HCO₃^- và CO₃^2- phản ứng lần lượt là a, b.

+ Biểu diễn hai ẩn theo số mol H⁺ và số mol khí CO₂ thoát ra

$\{\begin{cases} n_{C O_{2}} = a + b \\ n_{H^{+} p u} = a + 2 b \end{cases}$

3. Hòa tan muối cacbonat hoặc muối hidrocacbonat bằng axit loãng

Phương trình:

$\begin{array}{l} H^{+} + H C O_{3}^{-} \to C O_{2} ↑ + H_{2} O \\ 2 H^{+} + C O_{3}^{2 -} \to C O_{2} ↑ + H_{2} O \end{array}$

Từ phương trình ta thấy:

$\begin{array}{l} n_{C O_{2}} = n_{H C O_{3}^{-}} = n_{C O_{3}^{2 -}} \\ n_{H^{+}} = n_{H C O_{3}^{-}} = 2 n_{C O_{3}^{2 -}} \end{array}$

II. Ví dụ minh họa

Câu 1: Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 30ml dung dịch HCl 1M vào 100ml dung dịch hỗn hợp gồm Na₂CO₃ 0,2 M và NaHCO₃ 0,3M. Sau phản ứng thu được số mol CO₂ là:

A. 0,01mol

B. 0,015 mol

C. 0,03 mol

D. 0,02 mol

Hướng dẫn

Ta có : $n_{H C l} = 0, 03 m o l; n_{N a_{2} C O_{3}} = 0, 02 m o l; n_{N a H C O_{3}} = 0, 03 m o l$

Đầu tiên CO₃^2- sẽ phản ứng với H⁺ trước:

$C O_{3}^{2 -} + H^{+} \to H C O_{3}^{-}$ (1)

Hết CO₃^2- thì HCO₃^- mới phản ứng với H⁺

$H C O_{3}^{-} + H^{+} \to C O_{2} + H_{2} O$ (2)

Nhận thấy: $n_{N a_{2} C O_{3}} < n_{H C l} < 2 n_{N a_{2} C O_{3}} + n_{N a H C O_{3}}$ nên phản ứng (1) xảy ra hoàn toàn, phản ứng (2) xảy ra một phần

Ta có: $n_{H^{+}} = n_{C O_{3}^{2 -}} + n_{C O_{2}}$

$\Rightarrow n_{C O_{2}} = n_{H C l} - n_{N a_{2} C O_{3}} = 0, 03 - 0, 02 = 0, 01 m o l$

Đáp án A

Câu 2: Nhỏ từ từ 200ml dung dịch X ( K₂CO₃ 1M và NaHCO₃ 0,5 M) vào 200ml dung dịch HCl 2M thì thể tích khí CO₂ thu được (đktc) là:

A.4,48 lít

B. 8,96 lít

C. 5,376 lít

D. 4,48 lít

Hướng dẫn

Ta có: $n_{K_{2} C O_{3}} = 0, 2 m o l; n_{N a H C O_{3}} = 0, 1 m o l; n_{H C l} = 0, 4 m o l$

Phương trình phản ứng

$\begin{array}{l} H^{+} + H C O_{3}^{-} \to C O_{2} ↑ + H_{2} O \\ 2 H^{+} + C O_{3}^{2 -} \to C O_{2} ↑ + H_{2} O \end{array}$

Tỉ lệ $\frac{n_{K_{2} C O_{3}}}{n_{N a H C O_{3}}} = 2$ nên gọi $n_{N a H C O_{3} p u} = a \Rightarrow n_{K_{2} C O_{3}} = 2 a m o l$

$\begin{array}{l} n_{H^{+}} = n_{N a H C O_{3} p u} + 2 n_{K_{2} C O_{3}} \\ \Rightarrow 0, 4 = a + 2.2 a \\ \Rightarrow a = 0, 08 m o l \\ \Rightarrow n_{C O_{2}} = n_{N a H C O_{3} p u} + n_{K_{2} C O_{3}} = 3 a = 0, 24 m o l \\ \Rightarrow V_{C O_{2}} = 5, 376 l i t \end{array}$

Đáp án C

Câu 3: Cho 34,4 gam hỗn hợp Na₂CO₃, K₂CO₃, CaCO₃ phản ứng với dung dịch HCl dư thu được dung dịch X và 6,72 lít CO₂ (đktc). Cô cạn X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là:

A.37,7 gam

B. 33,7 gam

C. 27,7 gam

D. 35,5 gam

Hướng dẫn

Phương trình hóa học

$2 H^{+} + C O_{3}^{2 -} \to C O_{2}^{} + H_{2} O$

$\begin{array}{l} n_{C O_{2}} = 0, 3 m o l \\ \Rightarrow n_{H C l} = 2 n_{C O_{2}} = 0, 6 m o l; n_{H_{2} O} = n_{C O_{2}} = 0, 3 m o l \end{array}$

Bảo toàn khối lượng cho phương trình ta được

$\begin{array}{l} m_{h h} + m_{H C l} = m_{m} + m_{C O_{2}} + m_{H_{2} O} \\ 34, 4 + 0, 6.36, 5 = m_{m} + 0, 3.44 + 0, 3.18 \\ \Rightarrow m_{m} = 37, 7 g a m \end{array}$

Đáp án A

III. Bài tập tự luyện

Câu 1: Dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na₂CO₃ 1,5M và KHCO₃ 1M. Nhỏ từ từ 200 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch X sinh ra V lít khí ở đktc. Giá trị của V là:

A. 4,48

B. 1,12

C. 2,24

D. 3,36

Câu 2: Nhỏ từ từ dd H₂SO₄ loãng vào dd X chứa 0,1 mol Na₂CO₃ và 0,2 mol NaHCO₃ , thu được dd Y và 4,48 lít khí CO₂ (đktc). Tính khối lượng kết tủa thu được khí cho dd Ba(OH)₂ dư vào dd Y?

A. 54,65 gam

B. 46,60 gam

C. 19,70 gam

D. 66,30 gam

Câu 3: Hai cốc đựng dung dịch HCl đặt trên hai đĩa cân A, B . Cân ở trạng thái cân bằng. Cho 10 gam CaCO₃ vào cốc A và 8,221 gam M₂CO₃ vào cốc B . Sau khi hai muối đã tan hết, cân trở lại vị trí cân bằng. Kim loại M là:

A. Li.

B. K.

C. Na.

D. Rb

Câu 4: Cho từ từ 150ml dung dịch HCl 1M vào 500ml dung dịch A gồm Na₂CO₃ và KHCO₃ thì thu được 1,008 lít khí (đktc) và dung dịch Y. Cho dung dịch tác dụng với dung dịch Ba(OH)₂ dư thì thu được 29,55g kết tủa. Nồng độ của Na₂CO₃ và KHCO₃ trong dung dịch lần lượt là:

A. 0,2 và 0,4M

B. 0,18 và 0,26M

C. 0,21 và 0,37M

D. 0,21 và 0,18

Câu 5: Nhỏ từ từ từng giọt cho đến hết 550 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm Na₂CO₃ 2M và KHCO₃ 2M sinh ra số mol CO₂ là:

A. 0,12.

B. 0,35.

C. 0,20.

D. 0,18.

Câu 6: Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch X chứa 0,3 mol K₂CO₃ và 0,6 mol NaHCO₃ vào 500 ml dung dịch HC1 2M cho đến khi không còn khí thoát ra thì ngừng lại. Số mol khí CO₂ sinh ra là:

A. 0,750.

B. 0,292.

C. 0,420.

D. 0,315.

Câu 7: Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch X chứa 0,2 mol Na₂CO₃ và 0,6 mol KHCO₃ vào 400 ml dung dịch HC1 2M cho đến khi không còn khí thoát ra thì ngừng lại. Thể tích khí CO₂ (đktc) thoát ra là:

A. 14,336 lít

B. 10,08 lít

C. 9,408 lít

D. 7,84 lít

Câu 8: Cho 18,8 (g) hỗn hợp 2 muối cacbonat và hidrocacbonat của một kim loại kiềm , tác dụng với lượng dư dung dịch H₂SO₄ sau phản ứng thu được 3,36 lít khí (đktc). Xác định kim loại kiềm?

A. Li

B. Rb

C. K

D. Na

Câu 9: Thêm từ từ từng giọt 100 ml dung dịch chứa Na₂CO₃ 1,2M và NaHCO₃ 0,6M vào 200 ml dung dịch HCl 1 M. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch X. Cho dung dịch BaCl₂ đến dư vào X thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là:

A. 9,85

B. 7,88

C. 23,64

D.11,82

Câu 10: Dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na₂CO₃ 1,5M và KHCO₃ 1M. Nhỏ từ từ từng giọt và khuấy đều cho đến hết 350 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch X, sinh ra V lít khí ( ở đktc). Giá trị của V là:

A. 3,36.

B. 1,12.

C. 4,48.

D. 2,24.

Câu 11: Thêm từ từ 100 ml dung dịch HCl 0,5M vào 200 ml dung dịch Na₂CO₃ 0,2M, thu được dung dịch X và V lít khí CO₂ (đktc). Cho X tác dụng dung dịch Ba(OH)₂dư thu được m gam kết tủa. Giá trị của V và m lần lượt là:
A. 0,224 lít và 7,88 gam.
B. 0,560 lít và 7,88 gam.
C. 0,56 lít và 4,925 gam.
D. 0,224 lít và 5,91 gam.

Đáp án tham khảo