1. Ví dụ minh họa nhiệt phân muối cacbonat và hidrocacbonat
Ví dụ 1: Nung 65.1 g muối cacbonat của kim loại M hóa trị II thu được V(l) CO2. Sục CO2 thu được vào 500ml Ba(OH)2 2M được 48.825g kết tủa. Tìm kim loại M?
Giải:
MCO3 MO + CO2
x x x
CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2
x x x
Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O
0,225 0,225 0,225
x= 0,5.2 - 0,225 = 0,775
=>MMCO3 = 84 =>M = 24 (Mg)
Ví dụ 2: Nung hỗn hợp X gồm FeCO3 và Fe(NO3)2 trong bình kín không chứa không khí. Sau khi phản ứng xong thu được chất rắn duy nhất và hỗn hợp A chứa 2 khí. Phần trăm khối lượng của FeCO3 trong hỗn hợp?
Giải:
4Fe(NO3)2 2Fe2O3 + 8NO2 + O2
x 0,5x 2x 0,25x
4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2
y 0,25y 0,5y y
Vì thu được hỗn hợp chứa 2 khí hiếm nên O2 phản ứng vừa hết với FeCO3
=>0,25y = 0,25x => x=y
=>% theo khối lượng của FeCO3 trong hỗn hợp là
%mFeCO3 = = 39,19%
Ví dụ 3: Nung hỗn hợp X gồm FeCO3 và BaCO3 trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được chất rắn Y và V lít CO2 (đktc). Hòa tan Y vào H2O dư thu được dung dịch Z và 8 gam chất rắn không tan. Hấp thụ hết V lít khí CO2vào Z thu được 9,85 gam kết tủa. Khối lượng của FeCO3 trong hỗn hợp ban đầu?
Giải:
4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2
x → 0,5x x
BaCO3 BaO + CO2
y → y y
= x+y
Chất rắn Y gồm: Fe2O3 và BaO
Y + H2O dư: Chất rắn không tan là Fe2O3
=>160.0,5x = 8 =>x = 0,1 mol
BaO + H2O → Ba(OH)2
y → y
Dung dịch Z là dung dịch Ba(OH)2
Ba(OH)2 +CO2 → BaCO3 + H2O
y → y y
CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2
0,1 → 0,1 mol
=>nBaCO3 = y-o,1 = 0,05
=>y = 0,15 mol
=>mFeCO3 = 0,1.116 = 11,6g
mBaCO3 = 197.0,15 = 29,55g
2. Bài tập nhiệt phân muối cacbonat và hidrocacbonat
Bài 1: Nhiệt phân hoàn toàn một hỗn hợp 17,4g M2CO3 và CaCO3. Đến khi phản ứng kết thúc thu được 8,6g chất rắn và V lít khí CO2 (đktc). Xác định V và kim loại M.
Hướng dẫn:
Vì p/ư hoàn toàn nên khối lượng hỗn hợp giảm chính là khối lượng CO2 thoát ra.
mCO2 = 17,4 – 8,6 = 8,8g => nCO2 = 0,2 mol => VCO2 = 4,48 lít.
Gọi a, b lần lượt là số mol M2CO3 và CaCO3. Có:
(1) a(2M+60) + 100b = 17,4
(2) a + b = 0,2 (bảo toàn nguyên tố C)
Từ (1) và (2) => a = 1,3/(20-M)
Mà a < 0,2 => 1,3/(20-M) < 0,2 => 20 – M > 6,5 => M < 13,5 => M là Liti.
Bài 2: Nung CaCO3 thu được V1 l khí. Sục khí vào 200ml dd Ba(OH)2 0.5M được 3.94 g kết tủa. Tính khối lượng muối ban đầu
Hướng dẫn:
CaCO3 → CaO + CO2
X x
CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2
x x x
Ba(HCO3)2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O
0,02 0,02 0,02
X = 0,2.0,5 - 0,02 = 0,08
=>mCaCO3 = 0,08.100 = 8g
Bài 3: Nung 14,2 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hóa trị 2 được 7,6 gam chất rắn và khí X. Dẫn toàn bộ lượng khí X vào 100 ml dung dịch KOH 1M thì khối lượng muối thu được sau phản ứng là:
Hướng dẫn: Khí X là CO2
Áp dụng ĐLBTKL: 14,2 = 7,6 + mX => mX = 6,6g
=>nX = 0,15 mol
Vì nKOH : nCO2 = 0,1 : 0,15 <1
=>Muối thu được là KHCO3
CO2 + KOH → KHCO3
mKHCO3 = 0,1.100 = 10g
Bài 4: Nhiệt phân hoàn toàn 15g muối cacbonat của 1 kim loại hóa trị II. Dẫn hết khí sinh ra vào 200g dung dịch NaOH 4% vừa đủ thì thu được dung dịch mới có nồng độ các chất tan là 6,63%. Xác định công thức muối đem nhiệt phân?
Đáp số: CaCO3
Bài 5: Khi nung 30g hỗn hợp CaCO3 và MgCO3 thì khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng chỉ bằng một nửa khối lượng ban đầu. Tính thành phần % theo khối lượng các chất ban đầu?
Đáp số: %CaCO3 = 28,41%
%MgCO3 = 71,59%
Bài 6: Hỗn hợp X gồm a mol Fe, b mol FeCO3 và c mol FeS2. Cho X vào bình dung tích không đổi chứa không khí (dư), nung đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, sau đó đưa về nhiệt độ ban đầu thấy áp suất trong bình bằng áp suất trước khi nung. Quan hệ của a, b, c?
Hướng dẫn:
4Fe + 3O2 2Fe2O3
a → a
4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2
b → b/4 b
4FeS2 +11O2 2Fe2O3 + 8SO2
c → c 2c
Vì nhiệt độ và thể tích và áp suất chung của hệ không đổi nên:
nkhí pư =nkhí sinh ra
=>a + b/4 + c = b+2c =>b = a+ c
Bài 7: Nung m gam hỗn hợp X gồm FeCO3, Fe(NO3)2 trong bình chân không đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được chất rắn là Fe2O3 và 10,08 lít (đktc) hỗn hợp chỉ gồm hai khí. Nếu cho 1/2 hỗn hợp X trên tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư thì thu được tối đa bao nhiêu lít khí (đktc, sản phẩm khử duy nhất là NO)?
Hướng dẫn:
4Fe(NO3)2 2Fe2O3 + 8NO2 + O2
X → 2x 0,25x
4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2
x → 0,25x x
Vì khí thu được chỉ gồm 2 khí nên O2 hết. Chất rắn thu được chỉ gồm Fe2O3 nên FeCO3 phản ứng vừa hết với O2
=>n khí = 2x + x = = 0,45 mol
=> x = 0,15 mol
=> (g) X có chứa 0,075 mol Fe(NO3)2 và 0,075 mol FeCO3
FeCO3 + 2H+ → Fe2+ + CO2 + H2O
0,075 → 0,075 0,075 mol
Fe(NO3)2 → Fe2+ + 2NO3–
0,075 → 0,075 0,15 mol
=>= 0,075 + 0,075 = 0,15 mol
3Fe2+ + 4H+ + NO3– → 3Fe3+ + NO + 2H2O
0,15 → 0,05 0,05 mol
=>n khí = (0,075 + 0,05).22,4 = 2,8l
3. Một số bài tập về muối cacbonat
Câu 1: Hấp thụ hoàn toàn V lít khí CO2 (ở đktc) vào 200 ml dung dịch X gồm NaOH 1M và Na2CO3 0,5M, thu được dung dịch chứa 19,9 gam chất tan. Giá trị của V là
A. 3,36.
B. 2,24.
C. 1,12.
D. 0,66.
Câu 2: Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 150 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch chứa Na2CO3 1M, sau phản ứng thu được số mol CO2 là
A. 0,05 mol.
B. 0,10 mol.
C. 0,04 mol.
D. 0,01 mol.
Câu 3: Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 100 ml dung dịch Na2CO3 1M vào 100 ml dung dịch HCl 1M thu được V lít khí CO2 (ở đktc). Giá trị của V là
A. 2,24.
B. 3,36.
C. 1,12.
D. 4,48.
Câu 4: Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 150 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch gồm Na2CO3 0,5M và NaHCO3 1M. Sau phản ứng thu được số mol CO2 là
A. 0,05 mol.
B. 0,10 mol.
C. 0,04 mol.
D. 0,01 mol.
Câu 5: Cho từ từ từng giọt đến hết 150 ml dung dịch gồm Na2CO3 0,5M và NaHCO3 1M vào 200 ml dung dịch HCl 1M thu được V lít khí CO2 (ở đktc). Giá trị của V là
A. 2,24.
B. 3,36.
C. 1,12.
D. 4,48.
Câu 6: Cho 1,9 gam hỗn hợp gồm muối cacbonat và hiđrocacbonat của một kim loại kiềm tác dụng với axit HCl dư thu được 0,448 lít khí ở đktc. Kim loại kiềm là
A. K.
B. Li.
C. Na.
D. Rb.
Câu 7: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Na, Na2O, NaOH và Na2CO3 trong dung dịch H2SO4 40% (loãng, vừa đủ) thu được 8,96 lít hỗn hợp khí có tỉ khối so với H2 bằng 16,75 và dung dịch Y có nồng độ 51,449%. Cô cạn toàn bộ dung dịch Y thu được 170,4 gam muối trung hòa khan. Giá trị của m là
A. 23,8.
B. 50,6.
C. 50,4.
D. 37,2.
Câu 8: X là dung dịch HCl nồng độ x mol/l. Y là dung dịch Na2CO3 nồng độ y mol/l. Nhỏ từ từ 100 ml X vào 100 ml Y, sau các phản ứng thu được V1 lít CO2 (đktc). Nhỏ từ từ 100 ml Y vào 100 ml X, sau phản ứng thu được V2 lít CO2 (đktc). Biết tỉ lệ V1 : V2 = 4:7. Tỉ lệ x : y bằng
A. 11:4
B. 7:5
C. 11:7
D. 7:3
Câu 9: Nung m gam hỗn hợp X gồm KHCO3 và CaCO3 ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu được chất rắn Y. Cho Y vào nước dư, thu được 0,25m gam chất rắn Z và dung dịch E. Nhỏ từ từ dung dịch HCl 1M vào E, đến khi khí bắt đầu thoát ra thì hết V1 lít dung dịch HCl và đến khi khí thoát ra vừa hết thì thể tích dung dịch HCl đã dùng là V2 lít. Tỉ lệ V1:V2 bằng
A. 3:5
B. 5:6
C. 2:3
D. 3:4
Câu 10: Dung dịch X gồm KHCO3 2M và Na2CO3 2M. Nhỏ từ từ đến hết 100 ml dung dịch Y gồm H2SO4 1M và HCl 1M vào 100 ml dung dịch X thu được V lít CO2 (đktc) và dung dịch Z. Cho dung dịch Ba(OH)2 tới dư vào dung dịch Z, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m và V lần lượt là
A. 82,4 và 2,24
B. 59,1 và 1,12
C. 59,1 và 2,24
D. 82,4 và 1,12
Xem thêm: Muối amoni là gì? Tính chất hóa học và bài tập về muốn amoni
