Tài liệu Ơn thi ĐH-CĐ 2009-2010 Chun đề: Cacbon và hợp chất Lưu hành nội bộ. BÀI 11: CACBON VÀ HP CHẤT I/. KIẾN THỨC CƠ BẢN: 1/. Đặc điểm cấu tạo nguyên tử: Cacbon (C) và silic (Si) thuộc phân nhóm chính nhóm IV (IVA), lớp e ngoài cùng có 4e: ns 2 np 2 . Với cấu hình trên, để đạt cấu hình bền của khí hiếm, C rất khó nhận hoặc nhường e mà chủ yếu chỉ tạo liên kết cộng hóa trò. Sau khi tạo 2 liên kết cộng hóa trò, C liên kết cho – nhận để đạt cấu hình bền (VD trong CO). E của phân lớp s có thể di chuyển lên phân lớp p, tạo nên 4e độc thân, nên C có cộng hóa trò là 4 trong hầu hết các hợp chất đặc biệt là hợp chất hữu cơ. 2/. Tính khử của C: Nói chung, C có thể khử các hợp chất có oxi tạo thành CO 2 , ví dụ với HNO 3 (đ), H 2 SO 4 (đ), KClO 3 , KNO 3 , H 2 O. C + 4HNO 3 o t → CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O C + 2H 2 SO 4 o t → CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O 3C + 2KClO 3 o t → 2KCl + 3CO 2 C + H 2 O o t → CO + H 2 và C + 2H 2 O o t → CO 2 + 2H 2 Thực tế C chỉ khử được các oxit kim loại trung bình và yếu (thành đơn chất kim loại): 2R x O y + yC o t → 2xR + yCO 2 Một số các oxit kim loại mạnh nếu tác dụng được với C chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao và tạo ra CO, ví dụ SnO 2 (1300 o C), ZnO (1200 o C), MgO (2000 o C), như: 2Al 2 O 3 + 9C o 2000 C → Al 4 C 3 + 6CO CaO + 3C o 2000 C → CaC 2 + CO 3/. Tính khử của CO (xảy ra ở nhiệt độ cao) Tổng quát: R x O y + yCO o t → xR + yCO 2 Với R x O y : oxit kim loại trung bình hay yếu (VD Fe 2 O 3 , CuO, PbO) Chú ý: CO và H 2 chỉ khử được các oxit kim loại Fe và các oxit của kim loại có tính khử yếu hơn Fe. CO cũng khữ được muối kim loại yếu (Pd, Au, Pt) và một số các oxit phi kim. CO + PdCl 2 + H 2 O → Pd↓ + CO 2 + 2HCl 5CO + I 2 O 5 o t → I 2 + 5CO 2 CO + NO 2 o t → CO 2 + NO 4/. Muối cacbonat trung tính: Dễ bò nhiệt phân, trừ cacbonat kim loại kiềm. CaCO 3 o t → CaO + CO 2 Đều không tan trong nước (trừ cacbonat kim loại kiềm và amoni), nhưng dễ tan trong axit mạnh hoặc dung dòch bão hòa khí CO 2 : CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O CaCO 3 + CO 2 + H 2 O → Ca(HCO 3 ) 2 Trong nước, muối cacbonat (tan) bò thủy phân tạo môi trường bazơ: 2 3 3 2 3 - 2 3+ 2 3 2 CO + H O HCO + OH 3CO + 2Fe + 3H O 2Fe(OH) + 3CO − − − → ƒ Cho dung dòch HCl từ từ vào dung dòch muối cacbonat, phản ứng qua 2 giai đoạn: Na 2 CO 3 + HCl → NaCl + NaHCO 3 (chưa có khí CO 2 ) NaHCO 3 + HCl → NaCl + CO 2 + H 2 O 5/. Muối hidrocacbonat: Dễ bò nhiệt phân tạo muối trung tính. Ca(HCO 3 ) 2 o t → CaCO 3 + CO 2 + H 2 O 2NaHCO 3 o t → Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O Chăm chỉ học lý thuyết! Siêng năng làm bài tập! Con đường tới thành cơng! Trang 1 Tài liệu Ơn thi ĐH-CĐ 2009-2010 Chun đề: Cacbon và hợp chất Lưu hành nội bộ. Trong nước, bò thủy phân tạo môi trường bazơ: 3 - 2 2 3 HCO + H O H CO + OH − ƒ Có tính lưỡng tính: NaHCO 3 + HCl → NaCl + CO 2 + H 2 O NaHCO 3 + NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O II/. KIẾN THỨC BỔ SUNG: 1/. Trường hợp CO tác dụng với hỗn hợp nhiều oxit kim loại: Bảo toàn khối lượng hỗn hợp trước và sau phản ứng. Ví dụ: Cho khí CO qua m gam hỗn hợp A gồm CuO và Fe 2 O 3 nung nóng, thu được hỗn hợp rắn B và p mol khí CO 2 . Ta có m A + m CO = m B + m CO2 hay m + 28p = n + 44p (số mol CO = số mol CO 2 = p) ⇒ m – n = 16p. Nghóa là biết 2 giá trò trong m, n, p ta có thể tính được giá trò còn lại. Bảo toàn khối lượng kim loại trước và sau phản ứng Ví dụ: Cho hỗn hợp A gồm Fe 2 O 3 (x mol) và FeO (y mol) tác dụng với CO đun nóng thu được hỗn hợp rắn B gồm 4 chất (Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO, Fe) có số mol lần lượt là a, b, c, d mol. Biểu thức bảo toàn khối lượng của Fe nhu sau: 2x + y = 2a + 3b + c + d 2/. Phản ứng giữa muối cacbonat và axit: Sản phẩm khí tạo thành có thể phụ thuộc vào trật tự thêm hóa chất. Ví dụ: Cho từ từ dung dòch chứa a mol HCl vào dung dòch chứa b mol Na 2 CO 3 (với b < a < 2b). Do trật tự phản ứng xảy ra: Na 2 CO 3 + HCl → NaCl + NaHCO 3 (chưa có khí CO 2 ) b b b NaHCO 3 + HCl → NaCl + CO 2 + H 2 O (a – b) (a – b) (a – b) ⇒ số mol CO 2 là: (a – b) mol. Nhưng nếu cho từ từ dung dòch Na 2 CO 3 vào dung dòch HCl thì: Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O 0,5a a 0,5a 3/. Khí CO 2 hấp thụ vào dung dòch hidroxit kim loại kiềm thổ: Nếu m ↓ > m CO2 ⇒ khối lượng dung dòch thu được giảm so với ban đầu. Ví dụ: Cho 0,14 mol CO 2 hấp thụ hết vào dung dòch chứa 0,11 mol Ca(OH) 2 . Do tỉ lệ số mol CO 2 và Ca(OH) 2 là 1,27 ⇒ nên có 2 muối. Gọi a số mol CaCO 3 và b số mol Ca(HCO 3 ) 2 , ta có: n CO2 = a + 2b = 0,14 n Ca(OH)2 = a + b = 0,11 ta được a = 0,08 và b = 0,03 m CaCO3 = 100a = 8g và m CO2 = 44x0,14 = 6,16g Vậy khối lượng dung dòch còn lại giảm 8 – 6,16 = 1,84g Nếu m ↓ < m CO2 ⇒ khối lượng dung dòch thu được tăng so với ban đầu. Ví dụ: Cho 0,14 mol CO 2 hấp thụ hết vào dung dòch chứa 0,08 mol Ca(OH) 2 . Do tỉ lệ số mol CO 2 và Ca(OH) 2 là 1,75 ⇒ nên có 2 muối. Tương tự như trên ta tìm được a = 0,02 và b = 0,06 m CaCO3 = 100a = 2g và m CO2 = 44x0,14 = 6,16g Vậy khối lượng dung dòch còn lại tăng 6,16 – 2 = 4,16g Chăm chỉ học lý thuyết! Siêng năng làm bài tập! Con đường tới thành cơng! Trang 2 Tài liệu Ơn thi ĐH-CĐ 2009-2010 Chun đề: Cacbon và hợp chất Lưu hành nội bộ. III/. BÀI TẬP VẬN DỤNG: Câu 1/. Cấu hình e lớp ngoài cùng của nguyên tử cacbon là A. 3s 2 3p 2 B. 2s 2 2p 2 C. 2s 2 2p 3 D. 3s 2 3p 4 Câu 2/. Kim cương và than chì được gọi là 2 dạng thù hình do A. có cấu tạo mạng tinh thể giống nhau. B. đều là đơn chất của cùng nguyên tố cacbon. C. có tính chất vật lí tương tự nhau. D. có tính chất hóa học tương tự nhau. Câu 3/. Kim cương có kiểu mạng tinh thể A. nguyên tử B. phân tử C. ion D. cộng hóa trò Câu 4/. Cho hơi nước qua cacbon nóng đỏ thu được khí A. CO 2 và H 2 B. CO và H 2 C. CO và CO 2 D. CO, CO 2 và H 2 Câu 5/. Khí CO có thể khử được cặp chất A. Fe 2 O 3 , CuO B. MgO, Al 2 O 3 C. CaO, SiO 2 D. H 2 SO 4 đặc, KClO 3 Câu 6/. Chọn nhận xét không đúng: Các muối A. cacbonat trung tính đều bò nhiệt phân. B. hidrocacbonat bò nhiệt phân tạo cacbonat trung tính. C. cacbonat kim loại kiềm, trong nước bò thủy phân. D. hidrocacbonat đều tác dụng được với axit hoặc bazơ. Câu 7/. Cho 0,1mol CO 2 hấp thụ hoàn toàn vào dd chứa 0,2mol NaOH. Chất tan trong dd thu được là A. NaHCO 3 B. Na 2 CO 3 C. NaHCO 3 và Na 2 CO 3 D. Na 2 CO 3 và NaOH dư Câu 8/. Cho CO 2 hấp thụ vào dung dòch NaOH, thu được dung dòch X vừa tác dụng với CaCl 2 vừa tác dụng với KOH, vậy trong dung dòch X chứa A. NaHCO 3 B. Na 2 CO 3 C. NaHCO 3 và Na 2 CO 3 D. Na 2 CO 3 và NaOH Câu 9/. Cho V lít khí CO 2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn vào dd chứa 0,1mol Ca(OH) 2 , sau phản ứng khối lượng dung dòch Ca(OH) 2 tăng thêm 1,6g. Giá trò V là A. 3,36 B. 4,48 C. 2,24 D. 6,72 Câu 10/. Dẫn 1,12lít CO 2 (đktc) vào 2 lít dung dòch Ca(OH) 2 0,02M, khối lượng kết tủa tạo thành là A. 2g B. 3g C. 4g D. 5g Câu 11/. Thêm chậm (lắc đều) dung dòch chứa 0,3mol HCl vào dung dòch chứa 0,2mol Na 2 CO 3 . thể tích CO 2 (đktc) thu được là A. 2,24 lít B. 3,36 lít C. 4,48 lít D. 6,72 lít Câu 12/. 42,9g tinh thể Na 2 CO 3 .xH 2 O tác dụng vừa đủ với dung dòch chứa 0,3 mol HCl tạo thành muối trung hòa. Giá trò x là A. 5 B. 8 C. 10 D. 12 Câu 13/. Cho 0,14mol CO 2 hấp thụ hết vào dung dòch chứa 0,05mol NaOH và 0,08mol Ca(OH) 2 . khối lượng kết tủa thu được là A. 8g B. 7g C. 14g D. 5g Câu 14/. Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít (đktc) CO 2 vào 24 lít dung dòch Ca(OH) 2 0,005M được kết tủa A và dung dòch B. khối lượng dung dòch B so với dung dòch Ca(OH) 2 ban đầu sẽ A. tăng 8,8g B. giảm 8,8g C. tăng 4,8g D. giảm 4,8g Câu 15/. Nhiệt phân hoàn toàn muối M(HCO 3 ) 2 (M là kim loại) thu được 17,92 lít khí (đktc) và 32g rắn. Kim loại M tạo muối là A. Cu B. Mg C. Mn D. Ba Câu 16/. Phân biệt 3 mẫu chất rắn: CaCO 3 , Na 2 CO 3 , KNO 3 bằng cách dùng A. dung dòch HCl B. dung dòch H 2 SO 4 C. CO 2 và H 2 O D. dung dòch Ca(OH) 2 Câu 17/. Muối NH 4 HCO 3 được dùng làm bột nở trong thực phẩm do A. dễ bò nhiệt phân B. dễ tan trong nước C. có tính lưỡng tính D. dễ bay hơi Câu 18/. Dung dòch chứa amol NaHCO 3 và b mol Na 2 CO 3 . Cho (a+b) mol Ca(OH) 2 vào dung dòch trên được số mol kết tủa là A. a mol B. b mol C. (a+b) mol D. (a-b) mol Câu 19/. Dung dòch A chứa x mol Ca(OH) 2 . Cho dung dòch A hấp thụ 0,06 mol CO 2 được 2a mol kết tủa, nhưng nếu dùng 0,08 mol CO 2 thì được a mol kết tủa. Giá trò của x và a là A. 0,08 và 0,04 B. 0,05 và 0,02 C. 0,06 và 0,02 D. 0,08 và 0,05 C©u 20: ThĨ tÝch dung dÞch NaOH 2M tèi thiĨu ®Ĩ hÊp thơ hÕt 4,48 lÝt khÝ CO 2 (®ktc) lµ A. 200ml. B. 100ml. C. 150ml. D. 250ml. C©u 21: Ph©n hủ hoµn toµn a gam CaCO 3 , råi cho CO 2 thu ®ỵc hÊp thơ hoµn toµn vµo dd chøa b gam NaOH, thu ®ỵc dd Y. BiÕt Y võa t¸c dơng ®ỵc víi dd KOH, võa t¸c dơng ®ỵc víi dd BaCl 2 . Quan hƯ gi÷a a vµ b lµ A. 0,4a < b < 0,8a. B. a < b < 2a. C. a < 2b < 2a. D. 0,3a < b < 0,6a. Chăm chỉ học lý thuyết! Siêng năng làm bài tập! Con đường tới thành cơng! Trang 3 Ti liu ễn thi H-C 2009-2010 Chuyờn : Cacbon v hp cht Lu hnh ni b. Câu 22: Hoà tan hoàn toàn 11,2 gam CaO vào H 2 O thu đợc dung dịch A. Sục V lít khí CO 2 (đktc) vào dung dịch A thu đợc 15 gam kết tủa. Giá trị của V là A. 3,36 hoặc 7,84. B. 3,36 hoặc 5,60. C. 4,48 hoặc 5,60. D. 4,48 hoặc 7,84. Câu 23: Cho 7,2 gam hỗn hợp A gồm MgCO 3 và CaCO 3 tác dụng hết với dung dịch H 2 SO 4 loãng rồi cho toàn bộ khí thoát ra hấp thụ hết vào 450ml dung dịch Ba(OH) 2 0,2M thu đợc 15,76 gam kết tủa. Phần trăm khối lợng của MgCO 3 trong hỗn hợp là A. 41,67%. B. 58,33%. C. 35,00%. D. 65,00%. Câu 24: Cho V lít khí CO 2 (đktc) hấp thụ hết vào 500 ml dung dịch Ca(OH) 2 0,02 M thì thu đợc 0,5 gam kết tủa. Giá trị tối thiểu của V là A. 0,336. B. 0,112. C. 0,224. D. 0,448. Câu 25: Cho 1,344 lít khí CO 2 (đktc) hấp thụ hết vào 2 lít dung dịch X chứa NaOH 0,04M và Ca(OH) 2 0,02M thu đợc m gam kết tủa. Giá trị của m là A. 2,00. B. 4,00. C. 6,00. D. 8,00. THI TUYN SINH CAO NG NM 2007 Cõu 1: Cho 4,48 lớt khớ CO ( ktc) t t i qua ng s nung núng ng 8 gam mt oxit st n khi phn ng xy ra hon ton. Khớ thu c sau phn ng cú t khi so vi hiro bng 20. Cụng thc ca oxit st v phn trm th tớch ca khớ CO2 trong hn hp khớ sau phn ng l (Cho H = 1; C = 12; O = 16; Fe = 56) A. FeO; 75%. B. Fe2O3; 75%. C. Fe2O3; 65%. D. Fe3O4; 75%. THI TUYN SINH CAO NG NM 2008 Cõu 1: Dn t t V lớt khớ CO ( ktc) i qua mt ng s ng lng d hn hp rn gm CuO, Fe2O3 ( nhit cao). Sau khi cỏc phn ng xy ra hon ton, thu c khớ X. Dn ton b khớ X trờn vo lng d dung dch Ca(OH)2 thỡ to thnh 4 gam kt ta. Giỏ tr ca V l A. 1,120. B. 0,896. C. 0,448. D. 0,224. THI TUYN SINH CAO NG NM 2009 Cõu 1: Cho dd cha 0,1 mol (NH4)2CO3 tỏc dng vi dd cha 34,2 gam Ba(OH)2. Sau phn ng thu c m gam kt ta. Giỏ tr ca m l A. 19,7. B. 39,4. C. 17,1. D. 15,5. Cõu 2: Kh hon ton mt oxit st X nhit cao cn va V lớt khớ CO ( ktc), sau phn ng thu c 0,84 gam Fe v 0,02 mol khớ CO2. Cụng thc ca X v giỏ tr V ln lt l A. Fe3O4 v 0,224. B. Fe3O4 v 0,448. C. FeO v 0,224. D. Fe2O3 v 0,448. THI TUYN SINH I HC, CAO NG NM 2007, Khi A Cõu 1: Cho t t dd cha a mol HCl vo dd cha b mol Na2CO3 ng thi khuy u, thu c V lớt khớ ( ktc) v dd X. Khi cho d nc vụi trong vo dd X thy cú xut hin kt ta. Biu thc liờn h gia V vi a, b l: A. V = 22,4(a - b). B. V = 11,2(a - b). C. V = 11,2(a + b). D. V = 22,4(a + b). Cõu 2: Hp th hon ton 2,688 lớt khớ CO2 ( ktc) vo 2,5 lớt dung dch Ba(OH)2 nng a mol/l, thu c 15,76 gam kt ta. Giỏ tr ca a l (cho C = 12, O = 16, Ba = 137) A. 0,032. B. 0,048. C. 0,06. D. 0,04. THI TUYN SINH I HC, CAO NG NM 2008, Khi A Cõu 1: T hai mui X v Y thc hin cỏc phn ng sau: X o t X 1 + H 2 O X 1 + H 2 O X 2 X 2 + Y X + Y 1 + H 2 O X 2 + 2Y X + Y 2 + H 2 O Hai mui X, Y tng ng l A. CaCO3, NaHSO4. B. BaCO3, Na2CO3. C. CaCO3, NaHCO3. D. MgCO3, NaHCO3. Cõu 2: Cho V lớt hh khớ ( ktc) gm CO v H2 phn ng vi mt lng d hh rn gm CuO v Fe3O4 nung núng. Sau khi cỏc phn ng xy ra hon ton, khi lng hh rn gim 0,32 gam. Giỏ tr ca V l A. 0,448. B. 0,112. C. 0,224. D. 0,560. Cõu 3: Hp th hon ton 4,48 lớt khớ CO2 ( ktc) vo 500 ml dd hh gm NaOH 0,1M v Ba(OH)2 0,2M, sinh ra m gam kt ta. Giỏ tr ca m l A. 19,70. B. 17,73. C. 9,85. D. 11,82. THI TUYN SINH I HC, CAO NG NM 2009, Khi A Cõu 1: Cho 0,448 lớt khớ CO2 ( ktc) hp th ht vo 100 ml dd hh NaOH 0,06M v Ba(OH)2 0,12M, thu c m gam kt ta. Giỏ tr ca m l A. 1,182. B. 3,940. C. 1,970. D. 2,364. Cõu 2: Cho lung khớ CO (d) i qua 9,1 gam hh gm CuO v Al2O3 nung núng n khi phn ng hon ton, thu c 8,3 gam cht rn. Khi lng CuO l A. 0,8 gam. B. 8,3 gam. C. 2,0 gam. D. 4,0 gam. Cõu 3: ddX cha hh gm Na2CO3 1,5M v KHCO3 1M. Nh t t tng git cho n ht 200 ml dd HCl 1M vo 100 ml dd X, sinh ra V lớt khớ ( ktc). Giỏ tr ca V l A. 4,48. B. 3,36. C. 2,24. D. 1,12. THI TUYN SINH I HC, CAO NG NM 2008, Khi B Cõu 1: Cho 1,9 gam hn hp mui cacbonat v hirocacbonat ca kim loi kim M tỏc dng ht vi dung dch HCl (d), sinh ra 0,448 lớt khớ ( ktc). Kim loi M l A. Na. B. K. C. Rb. D. Li. Chm ch hc lý thuyt! Siờng nng lm bi tp! Con ng ti thnh cụng! Trang 4 . liệu Ơn thi ĐH-CĐ 2009-2010 Chun đề: Cacbon và hợp chất Lưu hành nội bộ. BÀI 11: CACBON VÀ HP CHẤT I/. KIẾN THỨC CƠ BẢN: 1/. Đặc điểm cấu tạo nguyên tử: Cacbon (C) và silic (Si) thuộc phân nhóm. Trường hợp CO tác dụng với hỗn hợp nhiều oxit kim loại: Bảo toàn khối lượng hỗn hợp trước và sau phản ứng. Ví dụ: Cho khí CO qua m gam hỗn hợp A gồm CuO và Fe 2 O 3 nung nóng, thu được hỗn hợp. Các muối A. cacbonat trung tính đều bò nhiệt phân. B. hidrocacbonat bò nhiệt phân tạo cacbonat trung tính. C. cacbonat kim loại kiềm, trong nước bò thủy phân. D. hidrocacbonat đều tác dụng