Nhiệt phân muối cacbonat và hidrocacbonat Có đáp án

Chuyên đề Hóa học lớp 9: Nhiệt phân muối cacbonat và hidrocacbonat được VnDoc sưu tầm và giới thiệu tới các bạn học sinh cùng quý thầy cô tham khảo. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 9 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.

I/ Lý thuyết và phương pháp giải

Chú ý:

Các muối hidrocacbon của kim loại Na, K khi nhiệt phân chỉ cho ra muối cacbonat chứ không ra oxit kim loại.

Nếu nhiệt phân đến cùng Ba(HCO3)2 thì chất rắn thu được là BaO

Riêng FeCO3 khi nung trong không khí hoặc trong điều kiện có khí oxi thì sẽ tạo ra oxit sắt (III)

FeCO3 + O2 \overset{t^{o} }{\rightarrow} Fe2O3 + 4CO2

II/ Bài ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Nung 65,1 gam muối cacbonat của kim loại M hóa trị II thu được V lít CO2. Sục CO2 thu được vào 500ml Ba(OH)2 0,95M được 34,475 gam kết tủa. Tìm kim loại M?

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Phương trình phản ứng tổng quát

MCO3 \overset{t^{\circ } }{\rightarrow}  MO + CO2

nBa(OH)2 = 0,95.0,5 = 0,475 mol

Khi sục CO2 vào Ba(OH)2 kết tủa thu được là BaCO3

nBaCO3 = 34,475/197 = 0,175 mol

nBaCO3 = 0,175 < nBa(OH)2

TH1 chỉ tạo thành muối cacbonat → nCO2 = nBaCO3 = 0,175 mol

→ nMCO3 = 0,175 mol → MMCO3 = 65,1/0,175 = 372

→ không có kim loại nào phù hợp

TH2 tạo thành hai muối BaCO3: 0,175 mol và Ba(HCO3)2: y mol

Bảo toàn nguyên tố Ba: 0,175 + y = 0,475 → y =0,3

nCO2 = nBaCO3 + 2nBa(HCO3)2 = 0,175 + 2.0,3 = 0,775 mol

nMCO3 = nCO2 = 0,775mol → MMCO3 = 65,1/0,775 = 84 → M = 24 → M: Mg

Ví dụ 2: 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 CO2 vào Z thu được 9,85 gam kết tủa. Khối lượng của FeCO3 và BaCO3 trong hỗn hợp ban đầu?

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

4FeCO3 + O2 \overset{t^{\circ } }{\rightarrow} 2Fe2O3 + 4CO2

x………………→ 0,5x ……. x

BaCO3 \overset{t^{\circ } }{\rightarrow} BaO + CO2

y …………..→.. y……y

nCO2 = 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 → nCO2 = 0,1 + y

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

→ Số mol CO2 dư để hòa tan kết tủa BaCO3 là: (0,1+y) – y =0,1 mol

CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2

0,1…→…..0,1…………………..0,1

nBaCO3 = y - 0,1 = 9,85/197 = 0,05 mol → y = 0,15 mol

mFeCO3 = 0,1.116 = 11,6g

mBaCO3 = 0,15.197 = 29,77g

Ví dụ 3: 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?

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Gọi x, y lần lượt là số mol của  FeCO3 và Fe(NO3)2

Phương trình phản ứng

4Fe(NO3)2 \overset{t^{\circ } }{\rightarrow} 2Fe2O3 + 8NO2 + O2

x     →       0,5x    →      2x      →    0,25x

4FeCO3 + O2 \overset{t^{\circ } }{\rightarrow} 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

\%m_{FeCO3} = \frac{116.100\%}{116 + 180} = 39,19\%

Ví dụ 4: 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 CO2 vào Z thu được 9,85 gam kết tủa. Khối lượng của FeCO3 trong hỗn hợp ban đầu?

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Gọi x, y lần lượt là số mol của FeCO3 và BaCO3

Phương trình phản ứng

4FeCO3 + O2 \overset{t^{\circ } }{\rightarrow} 2Fe2O3 + 4CO2

x →                       0,5x  →       x

BaCO3 \overset{t^{\circ } }{\rightarrow} BaO + CO2

y → y   →        y

Tổng số mol CO2 = 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

Phương trình phản ứng

Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O

y →            y      →         y

CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2

0,1 →    \        0,1 mol

=>nBaCO3 = y - 0,1 = 0,05

=>y = 0,15 mol

=>mFeCO3 = 0,1.116 = 11,6 gam

mBaCO3 = 197.0,15 = 29,55 gam

Ví dụ 5*: Nhiệt phân hoàn toàn a gam MgCO3 thu được V lít khí CO2 đo ở đktc. Hấp thụ toàn bộ khí vào 300 ml dung dịch chứa Ca(OH)2 0,1M và KOH 1M. Sau phản ứng thu được 3 gam kết tủa. Tính V và a

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết 

Ta có

nCa(OH)2 = 0,03 mol

nKOH = 0,3 mol.

nCaCO3 = 0,03 mol ⇒ toàn bộ Ca(OH)2 kết tủa hết.

Nhiệt phân hoàn toàn a gam MgCO3

MgCO3 → MgO + CO2 (1)

Dẫn CO2 vào dung dịch bazơ

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O (2)

0,03 →  0,03 → 0,03

KOH + CO2 → KHCO3 (3)

2KOH + CO2 → K2CO3 + H2O (4)

Từ phương trình (3), (4) và (5) → 0,03 ≤ nCO2 = nMgCO3 ≤ 0,03 + 0,3

→ 0,672 lít ≤ V ≤ 7,392 lít

→ 0,03.84 ≤ a ≤ 0,33.84

→ 2,53 gam ≤ a ≤ 27,72 gam

III/ Bài tập tự luyện

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.

Đáp án hướng dẫn giải 

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 (2) => b = 0,2 - a. Thay vào (1) được:

2aM + 60a + 100.(0,2-a) = 17,4

=> 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.

Đáp án hướng dẫn giải

nBaCO3 = 3,94/197 = 0,02mol

nBa(OH)2 = 0,5.0,2 = 0,1 mol

CaCO3 \overset{t^{\circ } }{\rightarrow} CaO + CO2 (1)

Sục khí CO2 vào Ba(OH)2, theo bài ra có thể xảy ra các trường hợp sau:

TH1: CO2 thiếu, Ba(OH)2 dư.

⇒ nCO2 = nBaCO3= 0,02 mol

⇒ nCaCO3 = nCO2 = 0,02 mol

⇒ m = 0,02.100 = 2g

TH2: Cả 2 cùng hết , tạo 2 muối.

Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O (1)

0,02 ← 0,02 ← 0,02 mol

Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2 (2)

(0,1 – 0,02) → 0,08.2 mol

Từ (1) ⇒ nCO2 = 0,02 + 0,08 = 0,18 mol ⇒ nCO2 = 0,02 + 0,08 = 0,18 mol = nCaCO3

mCaCO3 = 18g

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:

Đáp án hướng dẫn giải

mCO2 = mmuoi−mran  = 14,2 - 7,6 = 6,6 g

⇒ nCO2 = 6,6/44 = 0,15mol

nKOH : nCO2 = 0,1:0,15 < 1

Vậy chỉ tạo muối KHCO3

⇒ mKHCO3 = nKOH = 0,1 mol

⇒ mKHCO3 = 0,1.100 = 10 g

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 án hướng dẫn giải

Gọi công thức phân tử của muối cacbonat là RCO3

nNaOH = 0,2 mol

TH1 chất tan là 2 muối nên ta đặt Na2CO3 có số mol là x

2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

2x ← x ← x

NaOH + CO2 → NaHCO3

(0,2 - 2x) → (0,2 - 2x) → (0,2 - 2x)

nCO2 = 0,2 - x => mCO2 = (0,2 - x).44

Sau phản ứng: mdd = 200 + (0,2 - x).44

m chất tan = mNa2CO3 + mNaHCO3 = 106.x + 84.(0,2 - 2x)

Theo giả thiết: nồng độ các chất tan là 6,63%

=> \frac{106.x+84.(0,2-2x)}{200+44.(0,2-x)}=\frac{6,63}{100}\Rightarrow x=0,05

⇒ nCO2 = nNa2CO3 + nNaHCO3 = 0,05 + 0,2−2.0,05 = 0,15mol

Bảo toàn nguyên tố C: nRCO3 = nCO2 = 0,15mol

=> MRCO3 = 15 / 0,15 = 100

=> R = 40

Công thức muối cacbonat là CaCO3

TH2: NaOH dư

Số mol NaOH dư = 2x

2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

0,2 - 2x ← 0,1 - x ←0,1 - x

Sau phản ứng: mdd = 200 + (0,1 - x).44

m chất tan = mNa2CO3 + mNaOH = 106.(0,1-x ) + 40.2.x

Theo gỉa thiết: nồng độ các chất tan là 6,63%

=> \frac{106.(0,1-x)+80.(x)}{200+44.(0,1-x)}=\frac{6,63100}{100}\Rightarrow x=0,128

=> x = 0,128 > 0,1 (loại)

Bài 5: Khi nung 30 gam 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 án hướng dẫn giải

Gọi x, y lần lượt là số mol của CaCO3 và MgCO3

Theo đề bài ta có: 100x + 84y = 30 (1)

Phương trình hóa học

CaCO3 → CaO + CO2

x → x mol

MgCO3 → MgO + CO2

y → y mol

Ta có theo đề bài khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng chỉ bằng một nửa khối lượng ban đầu.

mCaO + mMgO = 1/2.30 = 15 gam

→ 56x + 40y = 15 (2)

Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được: x = 15/176; y = 45/176

%mCaCO3 = (15/176.100)/30.100% = 28,4%

%mMgCO3 = 100% − 28,4% = 71,6%

Với chuyên đề: Nhiệt phân muối cacbonat và hidrocacbonat trên đây chúng ta có thể hiểu rõ về các phản ứng hóa học, tính chất hóa học, áp dụng của nhiệt phân muối cacbonat.

.............................

Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn lý thuyết Hóa học 9: Nhiệt phân muối cacbonat và hidrocacbonat. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Chuyên đề Toán 9, Chuyên đề Vật Lí 9, Lý thuyết Sinh học 9, Giải bài tập Hóa học 9, Tài liệu học tập lớp 9 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.

Ngoài ra, VnDoc.com đã thành lập group chia sẻ tài liệu học tập THCS miễn phí trên Facebook: Luyện thi lớp 9 lên lớp 10. Mời các bạn học sinh tham gia nhóm, để có thể nhận được những tài liệu mới nhất.

Đánh giá bài viết
5 4.690
0 Bình luận
Sắp xếp theo
Chuyên đề Hóa học lớp 9 Xem thêm