Dạng bài : Muối cacbonat tác dụng với axit

Bài tập về muối cacbonat tác dụng với axit là một trong những bài tập hóc búa, đòi hỏi nhiều kĩ năng , phương pháp giải khác nhau. Vì vậy Tech12h.com xin chia sẻ bài đăng dưới đây . Mong muốn của chúng tôi là giúp các bạn hoàn thiện, nâng cao kiến thức để hoàn thành được mục tiêu của mình.

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: n_CO2 = (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:

m_hh = m_CaCO3 + m_MgCO3 = 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:

m_CaCO3 = 0,02.100 = 2 (g)

=>%CaCO₃ = .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 H_2­SO₄: gốc CO₃ chuyển thành 1 gốc SO₄ => Cứ 60 gam CO₃ chuyển thành 96 gam => khối lượng tăng 36g

=>n _{muối cacbonat} = nCO₂ =

• 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 = n_{muối cacbonat} =

= = 0,03 (mol)

Thể tích khí CO₂ thu được là : V_CO2 = 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.C_M = 0,5V ; nH₂SO₄ = V.C_M = 1,5V

Ta có : nCO₂ = (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 = V_CO2 = 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:

(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= V_CO2 = 0,125.22,4 = 2,8 (lít)