Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn CHỦ ĐỀ 07 : BÀI TẬP VỀ CAC BON VÀ CÁC O XIT CỦA CAC BON I.MỤC TIÊU 1.Kiến thức: a Cacbon Vị trí cấu hình electron nguyên tử: Cacbon ô thứ 6, chu kỳ 2, nhóm IVA bảng tuần hoàn Cấu hình electron nguyên tử: 1s² 2s² 2p² Tính chất vật lý: C có ba dạng thù hình chính: Kim cương, than chì fuleren Tính chất hóa học: Trong dạng tồn C, C vô định hình hoạt động mặt hóa học Trong phản ứng hóa học C thể hai tính chất: Tính oxi hóa tính khử Tuy nhiên tính khử chủ yếu C a Tính khử * Tác dụng với oxi: C + O2 → CO2 Ở nhiệt độ cao C lại khử CO2 theo phản ứng: C + CO2 → 2CO * Tác dụng với hợp chất: C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O b Tính oxi hóa * Tác dụng với kim loại: 3C + 4Al → Al4C3 (nhôm cacbua) b Cacbon monoxit CO Tính chất hóa học Tính chất hóa học đặc trưng CO tính khử, CO oxit trung tính Điều chế a Trong phòng thí nghiệm H2SO4 (đ ),t o HCOOH   CO + H2O b Trong công nghiệp: Khí CO điều chế theo hai phương pháp: Khí than ướt khí lò ga 1050o C   CO + H2 C + H2O   C + CO2 → 2CO c CACBON ĐIOXIT Tính chất vật lý: chất khí không màu, nặng gấp 1,5 lần không khí Khi làm lạnh, CO2 hóa rắn khối màu trắng, gọi “nước đá khô” Nước đá khô không nóng chảy mà thăng hoa, dùng tạo môi trường lạnh ẩm Tính chất hóa học: Khí CO2 không cháy, không trì cháy nhiều chất Cacbon đioxit oxit axit, tan nước cho axit cacbonic Tác dụng với dung dịch kiềm CO2 + NaOH → NaHCO3 (1); CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (2) Tùy vào tỉ lệ phản ứng mà cho sản phẩm muối khác Điều chế a Trong phòng thí nghiệm: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn b Trong công nghiệp: Khí cacbon đioxit thu hồi từ trình đốt cháy hoàn toàn than 2.Kỹ năng: -Viết phương trình hoá học chứng minh tính khử tính o xi hoá cac bon ,giải toán đốt cháy cac bon ,tính lượng nhiệt tạo thành sau phản ứng - Viết phương trình hoá học chứng minh tính khử CO với chất o xi hoá đơn chất O2, Cl2,vv ,với o xit kim loại nhiệt độ cao ( kim loại đứng sau Al dãy điện hoá ) - Giải toán CO tác dụng với o xit kim loại phương pháp tăng giảm khối lượng ,bằng phương pháp bảo toàn nguyên tố ,gải nhanh toán trắc nghiệm dạng - Viết phương trình phản ứng CO2 với dung dịch kiềm dạng phân tử dạng phương trình ion rút gọn , xác định loại muối tạo thành hai muối cacbonat trung hoà cacbonat a xit dựa vào tỉ lệ mol OH- CO2 Giải toán CO2 tác dụng với dung dịch kiềm theo phương pháp giới hạn tỉ số phương pháp bảo toàn nguyên tố - Viết phương trình điều chế CO2 Thái độ : Rèn luyện nghị lực học tập, tinh thần sáng tạo ,yêu khoa học Bảo vệ môi trường , tận dụng nguồn lượng giải phóng đốt than , trồng xanh để làm giảm lượng CO2 dư thừa sử dụng nhiều nhiên liệu hoá thạch Phát triển lực : Phát triển tư hoá học ,năng lực phân tích ,tổng hợp ,năng lực vận dụng giải tập II.CHUẨN BỊ: 1.Giáo viên: Bài giảng phải chuẩn bị chu đáo lý thuyết dạng tập càn hướng dẫn ,số lượng tập phải dồi 2.Học sinh: Ôn tập lại học theo sách giáo khoa ,sách tập Tìm hiểu thêm tài liệu mạng III.PHƯƠNG PHÁP: Đàm thoại ôn tập ,làm việc nhóm, phiếu học tập, xây dựng bảng ôn tập Rèn luyện kỹ giải tập tính khử CO , phản ứng CO2 với dung dịch kiềm.,vận dụng phương trình ion rút gọn để giải tập IV TIẾN TRÌNH BÀI DẠY: 1.Ổn định lớp: ( phút).Kiểm tra sĩ số 2.Chữa tập nhà : (10 phút) Giảng : Tiết 1: Bài tập tính chất hoá học cacbon VD1: Ở nhiệt độ cao ,cacbon phản ứng với nhiều đơn chất hợp chất Hãy lập phương trình hoá học sau cho biết phản ứng cacbon thể tính khử ,phản ứng cacbon thể tính o xi hoá Ghi rõ số o xi hoá cacbon phản ứng C + S → C + Al → C + Ca → C + H2O → 5.C + CuO → C + HNO3 đặc → Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn C + H2SO4 đặc → C + KClO3 → C + CO2→ HD: Xác định vai trò chất phản ứng , tính số o xi hoá nguyên tố trước sau phản ứng , lập công thức phân tử theo quy tắc tổng số o xi hoá phân tử không C0 + S0 → C+4S2-2 số o xi hoá cacbon tăng từ lên +4 Vậy cacbon chất khử C + H2O → CO + H2 cac bon chất khử số o xi hoá cacbon tăng từ lên + C + Ca → CaC2 Số o xi hoá cacbon giảm từ xuống – ,lúc cacbon chất o xi hoá C + CuO → Cu + CO C + KClO3 → KCl + CO2 Lưu ý : Các phản ứng o xi hoá kim loại cacbon thực nhiệt độ cao chứng xác nhận cacbon có tính o xi hoá yếu VD2: Để xác định hàm lượng phần trăm cacbon mẫu gang trắng ,người ta đốt mẩu gang o xi dư Sau ,xác định lượng khí CO2 tạo thành cách dẫn khí qua nước vôi dư; lọc lấy kết tủa ,rửa , sấy khô đem cân Với mẫu gang khối lượng 5,00 gam khối lượng kết tủa thu 1,00 gam hàm lượng % cacbon mẫu gang ? HD: Khi đốt cacbon o xi dư , cacbon cháy tạo thành CO2 Dẫn CO2 qua nước vôi dư , toàn lượng CO2 chuyển thành CaCO3 Bảo toàn mol nguyên tố cacbon ta có nC = nCaCO3 = 1/100= 0,01mol Khối lượng Cacbon = 0,01 12 = 0,12 gam Vậy hàm lượng % cacbon mẫu gang là: 0,12 100%: 5,00 = 2,4% Lưu ý : Ở toán ta áp dụng bào toàn nguyên tố để giải nhanh VD3: Đốt mẫu than chì chứa tạp chất lưu huỳnh o xi Cho hỗn hợp khí thoát tác dụng với lượng dư dung dịch brom , thấy có 0,32 gam brom phản ứng Cho khí thoát khỏi dung dịch brom tác dụng với lượng dư nước vôi , thu 10,0 gam kết tủa Viết phương trình hoá học phản ứng xẩy Xác định thành phần % khối lượng cacbon mẫu than chì HD: Trong hai khí tạo thành có SO2 tác dụng với dung dịch brom Tiết 2: Bài tập CO2 tác dụng với dung dịch kiềm Dạng 1: Đã biết lượng CO2 lượng OH- Ta tính tỉ số nOH- / nCO2 = T Dựa vào : CO2 + OH- → HCO3CO2 + 2OH- → CO3 2- + H2O Với T = tạo muối a xit , lượng chất tham gia hết Với T = tạo muối trung hoà , lượng chất tham gia hết Với 1< T< tạo hai loại muối lượng chất tham gia hết Với < T < tạo muối a xit CO2 dư Với T > tạo muối trung hoà OH- dư Lưu ý : Nếu cho hỗn hợp ba zơ ta tính tổng số mol OHNếu cho hỗn hợp CO2 SO2 ta đặt công thức chung MO2 Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn VD4: Cho 5,6 lít CO2 (đkc) qua 164ml dung dịch NaOH 20% (d = 1,22g/ml) thu dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu khối lượng chất rắn A 26,5g B 15,5g C 46,5g D 31g HD: nNaOH = 164 1,22 0,2 : 40 = 1,00 mol nCO2 = 5,6 : 22,4 = 0,25mol T = 1,00 : 0,25 = > Vậy sinh muối cacbonat OH- dư nCO32- = nCO2 = 0,25 mol nOH- dư = 1,00 – 2n CO2 = 1,00 – 0,5 = 0,5 mX = m Na+ + m CO32- + m OH- dư = 23 + 0,25 60 + 0,5 17 = 46,5 gam chọn đáp án C Dạng : Chưa cho biết tỉ số T Khó , cần biện luận chặt chẽ số mol nguyên tố VD5: Cho V lít khí CO2 (đktc) vào 1,5 lít dung dịch Ba(OH)2 0,1M 19,7 gam kết tủa Gía trị lớn V A 1,12 B 2,24 C 4,48 D 6,72 HD: n Ba(OH)2 = 1,5* 0,1 =0,15 mol suy nOH- = 0,15* = 0,30 mol , nBa2+ = 0,15 mol , nBaCO3 = 19,7: 197 = 0,1 mol CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (1) Ta thấy nBa(OH)2 > BaCO3 Ba(OH)2 dư lượng CO2 tối thiểu Còn Ba(OH)2 không dư có thêm phản ứng sau: 2CO2 + Ba(OH)2 → Ba (HCO3)2 (2) 0,1 0,05 mol Vậy tổng số mol CO2 = 0,1 + 0,1 = 0,20 VCO2 = 0,20 * 22,4 = 4,48 lit chọn đáp án C VD 6: Cho V lít khí CO2 (đktc)vào dd chứa 0,2mol Ca(OH)2 thu 10g kết tủa.V có giá trị là: A.3,36lít/4,48lit B.2,24lít /4,48lít C.3,36lít/6,72 lit D.2,24lít / 6,72lít HD : CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O 0,1 0,1 0,1 mol Với kiềm dư VCO2 = 0,1* 22,4 = 2,24 lit Nếu có thêm CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 0,2 0,1 mol VCO2 = 0,3 * 22,4 = 6,72 lit chọn đáp án D Tiết 3: Bài tập tính khử CO o xit kim loại nhiệt độ cao Chú ý phản ứng : CO + O → CO2 nCO2 = nO = nCO2 ; o xi tách từ o xit kim loại phản ứng với CO tạo CO2 VD 7: Cho 31,9 gam hỗn hợp Al2O3, ZnO, FeO, Cu tác dụng hết với CO dư nung nóng thu 28,7 gam hỗn hợp Y Cho Y tác dụng với dung dịch HCl dư thu V lít H2 (đktc) Thể tích H2 là: A 4,48 lít B 5,6 lít C 6,72 lít D 11,2 HD : CO khử ZnO FeO tạo Zn Fe nO tách từ o xit (31,9 – 28,7 ): 16 = 0,2 mol = tổng số mol Zn Fe M + 2HCl → MCl2 + H2 Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn nH2 = nO = 0,2 VH2 = 0,2* 22,4 = 4,48 lít chọn đáp án A VD8: Một hỗn hợp X gồm Fe2O3, FeO Al2O3 có khối lượng 42,4 gam Khi cho X tác dụng với CO dư, nung nóng người ta thu 41,6 gam hỗn hợp rắn Y hỗn hợp khí gồm CO, CO2, cho hỗn hợp khí qua dung dịch Ba(OH)2 dư thu m gam kết tủa Khối lượng kết tủa bằng: A gam B 16 gam C 9,85 gam D 32 gam HD : nO tách khỏi o xit kim loại = ( 42,4 – 41,6) : 16 = 0,05 mol CO + O → CO2 suy nCO2 = 0,05 Vậy m kết tủa = 0,05* 197 = 9,85 gam chọn đáp án C VD9 Thổi CO dư qua ống đựng 217,4 gam hỗn hợp gồm CuO, Fe 2O3, FeO, Al2O3 nung nóng 215 gam chất rắn Dẫn toán khí thoát vào dung dịch nước vôi dư thấy có m gam kết tủa Tính m A 15 gam B 20 gam C 25 gam D 30 gam HD : nO tách khỏi o xit = (217,4 -215) : 16 = 0,15 ; nCO = nCO2 = nO = 0,15 nước vôi dư nên nCaCO3 = nCO2 = 0,15 mCaCO3 = 0,15* 100 = 15 gam , chọn đáp án A Củng cố toàn Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn Bài tập nhà : Câu Khử 4,64g hh X gồm FeO Fe2O3;Fe3O4 khí CO thu chất rắn Y.Khí thoát sau phản ứng dược dẫn vào dd Ba(OH) 2dư thu 1,97g kết tủa Khối lượng chất rắn Y là: A.4,48g B.4,84g C.4,40g D.4,68g Câu Cho CO dư qua mg hỗn hợp A gồm MgO Fe 2O3 nung nóng, sau phản ứng kết thúc thu dc hh CR B, cho toàn khí thu hấp thụ vào dung dịch nước vôi dư thấy tạo thành g kết tủa Mặt khác hòa tan B cần dùng hết 170ml dung dịch HNO3 2M thu V lit khí NO đkc Giá trị V m là? A 0,224 lit 7,48 gam B 0,112 lit 7,48 gam C 0,336 lit gam D 0,448 lit gam E D/a # Câu Dẫn luồng khí CO dư qua ống sứ chứa 17,1 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, Al2O3,MgO đến phản ứng hoàn toàn chất rắn Y Hòa tan Y dung dịch NaOH dư thấy khối lượng chất rắn Z thu 65,306% khối lượng Y Hòa tan Z lượng dư dd HCl thoát 2,24 lít khí (đktc) Khối lượng chất Z A 5,6 – gam B 2,8 – gam C 5,6 – gam D 2,8 – gam Câu Dẫn luồng khí CO dư qua ống sứ đựng Fe 3O4và CuO nung nóng đến phản ứng hoàn toàn thu 2,32 gam hỗn hợp kim loại Khí thoát khỏi bình dẫn qua dung dịch nước vôitrong dư thu gam kết tủa Tổng số gam oxit ban đầu A 6,24 B 5,32 C 4,56 D 3,12 Câu Hỗn hợp A gồm Fe2O3; Fe3O4; FeO với số mol Lấy x gam A cho vàomột ống sứ, nung nóng cho luồng khí CO qua, toàn khí CO2 sinh hấp thụ hết vàodung dịch Ba(OH)2 dư thu y gam kết tủa Chất rắn lại ống sứ có khối lượng 19,200 gam gồm Fe, FeO Fe 3O4, Fe2O3 Cho hỗn hợp tác dụng hết với dung dịch HNO thu 2,24 lít khí NO (đktc) a, Giá trị x y tương ứng A 20,880 20,685 B 20,880 1,970 C 18,826 1,970 D 18,826 20,685 b, Số mol HNO3 tham gia phản ứng A 1,05 B 0,91 C 0,63 D 1,26 Câu Cho hỗn hợp A gồm 0,1 mol Fe 0,2 mol Fe2O3 vào bình kín dung tích không đổi 11,2 lít chứa CO (đktc) Nung nóng bình thời gian, sau làm lạnh tới oC Hỗn hợp khí bình lúc có tỉ khối so với H2 15,6 a, So với trước thí nghiệm sau thí nghiệm áp suất bình A tăng B giảm C không đổi D đầu giảm, sau tăng b, Số gam chất rắn lại bình sau nung A 20,4 B 35,5 C 28,0 D 36,0 Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn c, Nếu phản ứng xảy với hiệu suất 100% số gam chất rắn sau nung A 28,0 B 29,6 C 36,0 D 34,8 Câu 7: Dung dịch A chứa KOH 1M Ca(OH)2 0,01M Sục 2,24 lít khí CO2 vào 400ml dd A, ta thu kết tủa có khối lượng là: A 10gam B 1,5gam C 4gam D Kết khác Câu 8: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít khí CO2 (ở đktc) vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M Ba(OH)2 0,2M, sinh m gam kết tủa Giá trị m A 19,70 B 17,73 C 9,85 D 11,82 Câu 9: Đốt 2,6 gam hidrocacbon A hấp thụ sản phẩm vào bình chứa 500ml dung dịch KOH, thêm BaCl2 dư vào, sau phản ứng thấy 19,7 gam kết tủa Lọc bỏ kết tủa thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào phần nước lọc thấy 19,7 gam kết tủa Biết 90 < MA < 110, CTPT A A C8H10 B C6H8 C C6H6 D C8H8 Câu 10: Cho 0,448 lít khí CO2 (ở đktc) hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,06M Ba(OH)2 0,12M, thu m gam kết tủa Giá trị m A 1,182 B 3,940 C 1,970 D 2,364 Câu 11: Sục a mol khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thu gam kết tủa Đung nóng dung dịch sau phản ứng thấy sinh thêm gam kết tủa Giá trị a A 0,05 mol B 0,07 mol C 0,1 mol D 0,08 mol Câu 12: Sục 2,24 lit khí CO2 vào 500 ml dd gồm NaOH 0,12M Ca(OH)2 0,09M khối lượng  A 4,5g B 5g C 10g D Không có kết tủa Câu 13: Hấp thụ hoàn toàn 2,688 l CO2 vào 2,5 lit dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l, thu 15,76 gam kết tủa Giá trị a là: A 0,032 B 0,048 C 0,06 D 0,04 Câu 14: Cho 0,15 mol hỗn hợp NaHCO3 MgCO3 tác dụng với dung dịch HCl dư Khí thoát dẫn vào 100ml dung dịch Ca(OH)2 1M thu b gam kết tủa Giá trị b là: A B 15 C 10 D 12,5 Câu 15: Cho 7,2 gam hỗn hợp A gồm MgCO3 CaCO3 tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng cho toàn khí thoát hấp thụ hết vào 450ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M thu 15,76 gam kết tủa Phần trăm khối lượng MgCO hỗn hợp A 41,67% B 58,33% C 35,00% D.65,00% Gia sư Thành Được www.daythem.edu.vn ... sinh: Ôn tập lại học theo sách giáo khoa ,sách tập Tìm hiểu thêm tài liệu mạng III.PHƯƠNG PHÁP: Đàm thoại ôn tập ,làm việc nhóm, phiếu học tập, xây dựng bảng ôn tập Rèn luyện kỹ giải tập tính... o xi hoá cacbon tăng từ lên + C + Ca → CaC2 Số o xi hoá cacbon giảm từ xuống – ,lúc cacbon chất o xi hoá C + CuO → Cu + CO C + KClO3 → KCl + CO2 Lưu ý : Các phản ứng o xi hoá kim loại cacbon. .. rút gọn để giải tập IV TIẾN TRÌNH BÀI DẠY: 1.Ổn định lớp: ( phút).Kiểm tra sĩ số 2.Chữa tập nhà : (10 phút) Giảng : Tiết 1: Bài tập tính chất hoá học cacbon VD1: Ở nhiệt độ cao ,cacbon phản ứng