Các dạng bài toán cho H+ vào muối cacbonat và ngược lại hay nhất (có đáp án 2024) và cách giải

Các dạng bài toán cho H+ vào muối cacbonat và ngược lại hay nhất– Hóa học lớp 11

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:

$C{O}_3^{2-}+H^{+}\to HC{O}_3^{-}$ (1)

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

$HC{O}_3^{-}+H^{+}\to C{O}_2+H_{2}O$ (2)

Chú ý:

+ Nếu $n_{C{O}_3^{2-}}<n_{H^{+}}<2n_{C{O}_3^{2-}}+n_{HC{O}_3^{-}}$ 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 $n_{HCl}<n_{C{O}_3^{2-}}$ thì phản ứng (1) xảy ra một phần, H⁺ hết và không thoát ra khí CO₂.

+ Nếu $n_{HCl}>2n_{C{O}_3^{2-}}+n_{HC{O}_3^{-}}$ 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

$\begin{array}{l}{H}^{+}+HC{O}_3^{-}\to C{O}_2\uparrow +H_{2}O\\ 2H^{+}+C{O}_3^{2-}\to C{O}_2\uparrow +H_{2}O\end{array}$

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

$\begin{array}{l}{n}_{C{O}_2}=a+b\\ n_{H^{+}pu}=a+2b\end{array}$

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

Phương trình:

$\begin{array}{l}{H}^{+}+HC{O}_3^{-}\to C{O}_2\uparrow +H_{2}O\\ 2H^{+}+C{O}_3^{2-}\to C{O}_2\uparrow +H_{2}O\end{array}$

Từ phương trình ta thấy:

$\begin{array}{l}{n}_{C{O}_2}=n_{HC{O}_3^{-}}=n_{C{O}_3^{2-}}\\ n_{H^{+}}=n_{HC{O}_3^{-}}=2n_{C{O}_3^{2-}}\end{array}$

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 : $n_{HCl}=0,03mol;n_{N{a}_{2}C{O}_3}=0,02mol;n_{NaHC{O}_3}=0,03mol$

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

$C{O}_3^{2-}+H^{+}\to HC{O}_3^{-}$ (1)

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

$HC{O}_3^{-}+H^{+}\to C{O}_2+H_{2}O$ (2)

Nhận thấy:$n_{N{a}_{2}C{O}_3}<n_{HCl}<2n_{N{a}_{2}C{O}_3}+n_{NaHC{O}_3}$nên phản ứng (1) xảy ra hoàn toàn, phản ứng (2) xảy ra một phần

Ta có: $n_{H^{+}}=n_{C{O}_3^{2-}}+n_{C{O}_2}$

$\Rightarrow n_{C{O}_2}=n_{HCl}-n_{N{a}_{2}C{O}_3}=0,03-0,02=0,01mol$

Đáp án A

Câu 2:

A.4,48 lít

B. 8,96 lít

C. 5,376 lít

D. 4,48 lít

Hướng dẫn

Ta có: $n_{K_{2}C{O}_3}=0,2mol;n_{NaHC{O}_3}=0,1mol;n_{HCl}=0,4mol$

Phương trình phản ứng

$\begin{array}{l}{H}^{+}+HC{O}_3^{-}\to C{O}_2\uparrow +H_{2}O\\ 2H^{+}+C{O}_3^{2-}\to C{O}_2\uparrow +H_{2}O\end{array}$

Tỉ lệ $\frac{n_{K_{2}C{O}_3}}{n_{NaHC{O}_3}}=2$ nên gọi $n_{NaHC{O}_{3}pu}=a\Rightarrow n_{K_{2}C{O}_3}=2amol$

$\begin{array}{l}{n}_{H^{+}}=n_{NaHC{O}_{3}pu}+2n_{K_{2}C{O}_3}\\ \Rightarrow 0,4=a+2.2a\\ \Rightarrow a=0,08mol\\ \Rightarrow n_{C{O}_2}=n_{NaHC{O}_{3}pu}+n_{K_{2}C{O}_3}=3a=0,24mol\\ \Rightarrow V_{C{O}_2}=5,376lit\end{array}$

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

$2H^{+}+C{O}_3^{2-}\to C{O}_2^{}+H_{2}O$

$\begin{array}{l}{n}_{C{O}_2}=0,3mol\\ \Rightarrow n_{HCl}=2n_{C{O}_2}=0,6mol;n_{H_{2}O}=n_{C{O}_2}=0,3mol\end{array}$

Bảo toàn khối lượng cho phương trình ta được

$\begin{array}{l}{m}_{hh}+m_{HCl}=m_m+m_{C{O}_2}+m_{H_{2}O}\\ 34,4+0,6.36,5=m_m+0,3.44+0,3.18\\ \Rightarrow m_m=37,7gam\end{array}$

Đáp án A

III. Bài tập tự luyện

Câu 1:

A. 4,48

B. 1,12

C. 2,24

D. 3,36

Câu 2:

A. 54,65 gam

B. 46,60 gam

C. 19,70 gam

D. 66,30 gam

Câu 3:

A. Li.

B. K.

C. Na.

D. Rb

Câu 4:

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:

A. 0,12.

B. 0,35.

C. 0,20.

D. 0,18.

Câu 6:

A. 0,750.

B. 0,292.

C. 0,420.

D. 0,315.

Câu 7:

A. 14,336 lít

B. 10,08 lít

C. 9,408 lít

D. 7,84 lít

Câu 8:

A. Li

B. Rb

C. K

D. Na

Câu 9:

A. 9,85

B. 7,88

C. 23,64

D.11,82

Câu 10:

A. 3,36.

B. 1,12.

C. 4,48.

D. 2,24.

Câu 11:

Đáp án tham khảo

1.B	2. A	3. B	4. D	5. B	6. A
7. A	8. C	9. B	10. C	11. D