Dạng toán hỗn hợp muối cacbonat (khó)
Muối cacbonat có những tính chất gì, dạng bài tập đặc trưng ra sao. Bài viết dưới đây sẽ giúp học sinh trả lời câu hỏi trên. Đồng thời giới thiệu một số phương pháp giải bài tập nâng cao về muối cacbonat
BÀI TOÁN HỖN HỢP MUỐI CACBONAT (KHÓ)
Các bài toán vận dụng số mol trung bình và xác định khoảng số mol của chất.
Dạng toán hỗn hợp muối cacbonat (khó)
II. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài 1: Cho 5,68g hỗn hợp gồm CaCO3 và MgCO3 hoà tan vào dung dịch HCl dư, khí CO2 thu được cho hấp thụ hoàn toàn bởi 50ml dung dịch Ba(OH)2 0,9M tạo ra 5,91g kết tủa. Tính khối lượng và thành phần % theo khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp.
Đáp số: mMgCO= 1,68g và m CaCO= 4g
Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 27,4g hỗn hợp gồm M2CO3 và MHCO3 (M là kim loại kiềm) bằng 500ml dung dịch HCl 1M thấy thoát ra 6,72 lit khí CO2 (đktc). Để trung hoà axit dư phải dùng 50ml dung dịch NaOH 2M.
a/ Xác định 2 muối ban đầu.
b/ Tính thành phần % theo khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu.
Đáp số:
a/ M là Na —> 2 muối đó là Na2CO3 và NaHCO3
b/ %Na2CO3 = 38,6% và %NaHCO3
Bài 3: Hoà tan 8g hỗn hợp A gồm K2CO3 và MgCO3 vào dung dịch H2SO4 dư, khí sinh ra được sục vào 300ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M, thu được m(g) kết tủa.
Tính thành phần % theo khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp A để m đạt giá trị cực tiểu(nhỏ nhất) và cực đại(lớn nhất).
Đáp số:
Khối lượng kết tủa là cực tiểu(nhỏ nhất) khi CO2 là cực đại. Tức là %K2CO3 = 0% và %MgCO3 = 100%.
Khối lượng kết tủa là cực đại(lớn nhất) khi nCO2 = nBa(OH)2 = 0,06 mol. Tức là %K2CO3 = 94,76% và %MgCO3 = 5,24%.
Bài 4: Cho 4,2g muối cacbonat của kim loại hoá trị II. Hoà tan vào dung dịch HCl dư, thì có khí thoát ra. Toàn bộ lượng khí được hấp thụ vào 100ml dung dịch Ba(OH)2 0,46M thu được 8,274g kết tủa. Tìm công thức của muối và kim loại hoá trị II.
Đáp số:
TH1 khi Ba(OH)2 dư, thì công thức của muối là: CaCO3 và kim loại hoá trị II là Ca.
TH2 khi Ba(OH)2 thiếu, thì công thức của muối là MgCO3 và kim loại hoá trị II là Mg.
Bài 5: Hoà tan hết 4,52g hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại A, B kế tiếp nhâu trong phân nhóm chính nhóm II bằng 200ml dung dịch HCl 0,5M. Sau phản ứng thu được dung dịch C và 1,12 lit khí D (đktc).
a/ Xác định 2 kim loại A, B.
b/ Tính tổng khối lượng của muối tạo thành trong dung dịch C.
c/ Toàn bộ lượng khí D thu được ở trên được hấp thụ hoàn toàn bởi 200ml dung dịch Ba(OH)2. Tính nồng độ mol/l của dung dịch Ba(OH)2 để:
Thu được 1,97g kết tủa.
Thu được lượng kết tủa lớn nhất, nhỏ nhất.
Đáp số:
a/ 2 kim loại là Mg và Ca
b/ mmuối = 5,07g
c/ – TH1: 0,15M
TH2: khi kết tủa thu được lơn nhất là 0,25M.
TH3: khi kết tủa thu được nhỏ nhất là 0,125M.
Bài 6: Cho 10,8g hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại kế tiếp nhau trong phân nhóm chính nhóm II tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư, thu được 23,64g kết tủa. Tìm công thức của 2 muối trên và tính thành phần % theo khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu.
Đáp số: %MgCO3 = 58,33% và %CaCO3 = 41,67%.
Bài 7: Hoà tan hỗn hợp Na2CO3 và KHCO3 vào nước thành 400 ml dung dịch A. Cho từ từ 100 ml dung dịch HCl 1,5M vào dung dịch A đồng thời khuấy đều, khi phản ứng kết thúc ta được dung dịch B và 1,008 lít khí (ở đktc). Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư được 29,55g kết tủa. Tính khối lượng các chất có trong hỗn hợp ban đầu. Nếu cho từ từ dung dịch A vào bình đựng 100 ml dung dịch HCl 1,5M thì thu được thể tích khí thoát ra (ở đktc) là bao nhiêu?
b/ Khi cho dung dịch A vào bình chứa dung dịch HCl 1,5M thì xảy ra phản ứng
*Nếu cả 2 phản ứng xảy ra đồng thời thì ta thấy ở phương trình (4) nếu giải phóng 1 mol khí CO2 cần 2 mol HCl ,gấp đôi số mol HCl dùng cho phản ứng (5).
Đặt z là số mol HCl tham gia phản ứng (5); thì số mol HCl tham gia phản ứng (4) là 2z (mol)
Na2CO3 + 2HCl NaCl + H2O + CO2( 4 )
KHCO3 + HCl KCl + H2O + CO2( 5 )
Theo PTPƯ ta có: 2z + z = 0,1.1,5 = 0,15 (mol) z = 0,05 ( mol ). Số mol CO2 thoát ra là: 0,1 ( mol )
*Nếu phản ứng ( 4 ) xảy ra trước: ta có 2z = 0,15 ( mol ) z = 0,075 (mol); mà số mol của Na2CO3 = 0,105( mol ) > 0,075.Vậy nên axít phải phản ứng hết,nên số mol khí CO2 thoát ra là 0,075 (mol)
*Nếu phản ứng (5) xảy ra trước: ta có z = 0,09 ( mol ) z = 0,09 (mol); mà số mol của HCl = 0,15 (mol).Vậy số mol HCl còn dư = 0,15 – 0,09 = 0,06 (mol) sẽ tiếp tục tham gia phản ứng (4) .Khi đó 2z = 0,06 (mol) z = 0,03 (mol). Vậy tổng số mol CO2 thoát ra là:
n CO2 = 0,09 + 0,03 = 0,12 (mol)
kết hợp các dữ kiện ta được: 0,075 ( mol ) < n CO2 < 0,12(mol)
Hay 1,68 ( lít ) < VCO < 2,688 (lít)
Bài 8: Cho 28,1g quặng đôlômít gồm MgCO3; BaCO3 (%MgCO3 = a%) vào dung dịch HCl dư thu được V (lít) CO2 (ở đktc).
a/ Xác định V (lít).
b/ Sục V (lít) CO2 vừa thu được vào dung dịch nước vôi trong. Tính khối lượng kết tủa tối đa thu được biết số mol Ca(OH)2 = 0,2 (mol) và khối lượng của mỗi chất có trong hỗn hợp ban đầu.
Bài 9: Khi thêm từ từ và khuấy đều 0,8 lit dd HCl 0,5 M vào dd chứa 35g hỗn hợp A gồm 2 muối Na2CO3 và K2CO3 thì có 2,24 lit khí CO2 thoát ra (ở đktc) và dd D. Thêm dd Ca(OH)2 có dư vào dd D thu được kết tủa B.
a/ Tính khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp A và khối lượng kết tủa B.
b/ Thêm m (g) NaHCO3 vào hỗn hợp A được hỗn hợp A/. Tiến hành thí nghiệm tương tự như trên, thể tích dd HCl 0,5M thêm vào vẫn là 0,8 lit, dd thu được là dd D/. Khi thêm Ca(OH)2 dư vào dd D/ được kết tủa B/ nặng 30 g. Tính V (lit) khí CO2 thoát ra (ở đktc) và m (g).
Hướng dẫn giải:
Gọi x, y lần lượt là số mol của Na2CO3 và K2CO3.
Theo bài ra: Số mol HCl = 0,4 mol
Giai đoạn 1:
HCl + Na2CO3 NaHCO3 + NaCl (1)
HCl + K2CO3 KHCO3 + KCl (2)
Sau phản ứng (1 và 2) Số mol HCl còn lại là: 0,4 – (x + y) tiếp tục tham gia phản ứng
Giai đoạn 2:
HCl + NaHCO3 NaCl + H2O + CO2 (3)
HCl + KHCO3 KCl + H2O + CO2 (4)
Theo bài ra ta có: Số mol CO2 = 0,1 mol.
Theo PTPƯ ( 3 và 4 ) thì: Số mol HCl ( pư ) = Số mol CO2 = 0,1 mol.
Khi thêm dd Ca(OH)2 dư vào dd D thu được kết tủa B , chứng tỏ HCl đã tham gia phản ứng hết. Trong D chỉ chứa Muối clo rua và muối hiđrô cacbonat (còn lại sau phản ứng 3 và 4)
Theo PTPƯ:
NaHCO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + NaOH + H2O (5)
KHCO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + KOH + H2O (6)
Từ các PT (1, 2, 3, 4) ta có: x + y = 0,3 (I)
Theo bài ra ta có: 106 x + 138 y = 35 (II)
Giải hệ PT (I) và (II): ta được x = 0,2 ; y = 0,1.
Khối lượng của các chất trong hỗn hợp ban đầu là: mNaCO = 21,2 g ; mKCO = 13,8 g
Theo PT (5,6) Số mol CaCO3 = Số mol (NaKHO3 + KHCO3) còn lại sau phản ứng (3,4)
Theo PT (3,4) Số mol NaHCO3 + KHCO3 phản ứng = Số mol CO2 giải phóng = 0,1 mol
Vậy số mol NaHCO3 + KHCO3 còn lại là: 0,3 – 0,1 = 0,2 mol
Khối lượng CaCO3 tạo thành là: 0,2 x 100 = 20 g
b/ khi thêm m(g) NaHCO3 vào hỗn hợp A
giai đoạn 1: chỉ có Na2CO3 và K2CO3 phản ứng nên số mol của HCl vẫn là: x + y = 0,3 mol
số mol HCl phản ứng ở giai đoạn 2 vẫn là: 0,1 mol
Do đó số mol CO2 vẫn là 0,1 mol. Vậy VCO = 0,1 x 22,4 = 2,24 lit
Nếu gọi số mol của NaHCO3 thêm vào là b (mol)
Thì tổng số mol NaHCO3 + KHCO3 còn lại sau giai đoạn 2 là: (0,2 + b) mol
Theo bài ra ta có: 0,2 + b = 30 : 100 = 0,3. Vậy b = 0,1 (mol)
Khối lượng NaHCO3 thêm vào là: 0,1 x 84 = 8,4 g
Bài 10: Cho 38,2g hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat trung hoà của 2 kim loại hoá trị I tác dụng vừa đủ với dung dịch axit HCl thì thu được 6,72 lit CO2 (đktc).
a/ Tìm tổng khối lượng 2 muối thu được sau phản ứng.
b/ Tìm 2 kim loại trên, biết 2 kim loại này liên tiếp nhau trong phân nhóm chính nhóm I.
Đáp số:
a/ mhh muối = 41,5g.
b/ 2 kim loại trên là Na và K.
Bài 11: Một hỗn hợp X gồm Na2CO3 và K2CO3 có khối lượng là 10,5g. Khi cho hỗn hợp X tác dụng với HCl dư thì thu được 2,016 lit khí CO2 (đktc).
a/ Xác định thành phần % theo khối lượng của hỗn hợp X.
b/ Lấy 21g hỗn hợp X với thành phần như trên cho tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ(không có khí thoát ra). Tính thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng.
Đáp số:
a/ %Na2CO3 = 60,57% và %K2CO3 = 39,43%.
Bài 12: Cho 7,2g hỗn hợp A gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại kế tiếp nhau trong phân nhóm chính nhóm II. Cho A hoà tan hết trong dung dịch H2SO4 loãng thu được khí B, cho toàn bộ khí B hấp thụ hết bởi 450ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thu được 15,76g kết tủa. Xác định 2 muối cacbonat và tính thành phần % theo khối lượng của chúng tronh hỗn hợp.
Đáp số:
TH1: Ba(OH)2 dư –> 2 muối đó là: MgCO3 và CaCO3
%MgCO3 = 58,33% và %CaCO3 = 41,67%
TH2: Ba(OH)2 thiếu –> 2 muối đó là: MgCO3 và BeCO3
%MgCO3 = 23,33% và %BeCO3 = 76,67%
Bài 13: Cho 9,2g hỗn hợp A gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại kế tiếp nhau trong phân nhóm chính nhóm II. Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp a trong dung dịch HCl thu được khí B, cho toàn bộ khí B hấp thụ hết bởi 550ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thu được 19,7g kết tủa. Xác định 2 muối cacbonat và tính thành phần % theo khối lượng của chúng trong hỗn hợp đầu.
Đáp số:
TH1: Ba(OH)2 dư –> 2 muối đó là: MgCO3 và CaCO3
%MgCO3 = 45,65% và %CaCO3 = 54,35%
TH2: Ba(OH)2 thiếu –> 2 muối đó là: MgCO3 và BeCO3
%MgCO3 = 44% và %BeCO3 = 56%
Bài 14: Một hỗn hợp X gồm 2 kim loại A, B thuộc 2 chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn, có khối lượng là 8,5g. Cho X phản ứng hết với nước cho ra 3,36 lit khí H2(đktc)
a/ Xác định 2 kim loại và tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu.
b/ Thêm vào 8,5g hỗn hợp X trên, 1 kim loại kiềm thổ D được hỗn hợp Y, cho Y tác dụng với nước thu được dung dịch E và 4,48 lit khí H2 (đktc). Cô cạn dung dịch E ta được chất rắn Z có khối lượng là 22,15g. Xác định D và khối lượng của D.
c/ Để trung hoà dung dịch E ở trên cần bao nhiêu lít dung dịch F chứa HCl 0,2M và H2SO4 0,1M. Tính khối lượng kết tủa thu được.
Đáp số:
a/ mNa = 4,6g và mK = 3,9g.
b/ kim loại D là Ba. –> mBa = 6,85g.
c/ Số mol BaSO4 = số mol Ba(OH)2 = số mol Ba = 0,05mol.
—> khối lượng của BaSO4 = 0,05 . 233 = 11,65g.
Bài 15: Hoà tan 23g một hỗn hợp gồm Ba và 2 kim loại kiềm A, B thuộc 2 chu kỳ kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn vào nước thu được dung dịch D và 5,6 lit H2 (đktc).
a/ Nếu trung hoà 1/2 dung dịch D cần bao nhiêu ml dung dịch H2SO4 0,5M? Cô cạn dung dịch thu được sau khi trung hoà thì được bao nhiêu gam muối khan?
b/ Nếu thêm 180ml dung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D thì chưa kết tủa hết được Ba(OH)2. Nếu thêm 210ml dung dịch Na2SO4 0,5M vào dung dịch D thì dung dịch sau phản ứng còn dư Na2SO4. Xác định 2 kim loại kiềm ở trên.
Đáp số:
a/ mhh muối = 23,75g
b/ 2 kim loại kiềm là Na và K.