Hoá học 11 Bài 19: Luyện tập Tính chất hóa học của cacbon, silic và các hợp chất của chúng
Nội dung bài học Luyện tập: Tính chất hóa học của cacbon, silic và các hợp chất của chúng giúp các em học sinh nắm chắc các tính chất vật lí, hóa học của Cacbon, Silic và hợp chất oxit, axit và muối của chúng. Từ đó vận dụng các kiến thức đã học, kết hợp với kĩ năng tính toán, tư duy logic để giải các bài toán liên quan.
Mục lục nội dung
1. Tóm tắt lý thuyết
1.1. Cacbon
Đơn chất
Các dạng thù hình: Kim cương, than chì, Fuleren,...
Cacbon chủ yếu thể hiện tính khử: C + 2CuO → 2Cu + CO2
Cacbon thể hiện tính oxi hóa: C + Al → Al4C3
Oxit
Với CO:
CO là oxit trung tính, (không tạo muối)
Có tính khử mạnh
4CO + Fe3O4 → 3Fe + 4CO2
Với CO2
CO2 là oxit axit
Có tính oxi hóa
CO2 + 2Mg → C + 2MgO
Tan trong nước tạo dung dịch axit cacbonic
Axit: Axit cacbonic (H2CO3)
Không bền, phân hủy thành CO2 và nước
Là axit yếu, trong dung dịch phân li thành 2 nấc
Muối cacbonat
Muối cacbonat của kim loại kiềm dễ tan trong nước và bền với nhiệt. Các muối cacbonat khác ít tan và bị nhiệt phân.
CaCO3 → CaO + CO2
Muối hidrocacbonat dễ tan và dễ bị nhiệt phân
Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O
1.2. Silic
a. Đơn chất:
Các dạng thù hình: Silic tinh thể và silic vô định hình
Silic thể hiện tính khử: Si + 2F2 → SiF4
Silic thể hiện tính oxi hóa: Si + 2Mg → Mg2Si
b. Oxit: SiO2
Tác dụng với kiềm nóng chảy: SiO2 + NaOH → Na2SiO3 + H2O
Tác dụng với dung dịch HF: SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O
c. Axit: Axit silixic (H2SiO3)
Ở dạng rắn, ít tan trong nước
Là axit rất yếu, yếu hơn cả axit cacbonic
d. Muối: Muối Silicat
Muối Silicat của kim loại kiềm dễ tan trong nước.
Dung dịch đậm đặc của Na2SiO3, K2SiO3 được gọi là thủy tinh lỏng, có nhiều ứng dụng trong thực tế.
2. Bài tập minh họa
2.1. Dạng 1: Khử oxit kim loại bằng CO và C
Khử 32g Fe2O3 bằng CO dư, sản phẩm thu được cho vào bình đựng nước vôi trong dư thu được a gam kết tủa. Gía trị của a là:
A. 20g
B. 40g
C. 60g
D. 80g
Hướng dẫn giải
nFe2O3 = 0,2 mol
CO + O(oxit) → CO2
Ta có: nCO2 = nO ( oxit) = 3nFe2O3 = 0,6 mol
nCaCO3 = nCO2 = 0,6 mol
m↓ = mCaCO3 = a = 0,6.100 = 60g ⇒ Đáp án C
2.2. Dạng 2: CO2 tác dụng với dung dịch kiềm
Hấp thụ hoàn toàn 4,48l khí CO2 ở (đktc) vào 500ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,2M, sinh ra m gam kết tủa. Gía trị của m là:
A. 19,70
B. 17,73
C. 9,85
D. 11,82
Hướng dẫn giải
nCO2 = 0,2 mol; nOH- = n NaOH + 2nBa(OH)2 = 0,25 mol
1< nOH- : nCO2 < 2 ⇒ Tạo hỗn hợp muối CO32- và HCO3-
CO2 + OH- → HCO3- (1)
x x x (mol)
CO2 + 2OH- → CO32- (2)
y 2y y (mol)
nCO2 = x + y = 0,2
nOH- = x + 2y = 0,25
⇒ x = 0,15; y = 0,05
Ba2+ + CO32- → BaCO3
0,1 0,05 (mol)
⇒ Ba2+ dư
⇒ n BaCO3 = n CO32- = 0,05⇒ m = 0,05 .197 = 9,85g
⇒ Đáp án C
2.3. Dạng 3: Bài tập về muối cacbonat và hiđrocacbonat tác dụng với dung dịch axit
Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 30ml dung dịch HCl 1M vào 100ml dung dịch chưa Na2CO3 0,2M và NaHCO3 0,2M, sau phản ứng thu được số mol CO2 là:
A. 0,03
B. 0,01
C. 0,02
D.0,015
Hướng dẫn giải
nHCl = 0,03 mol; nNa2CO3 = 0,02 mol; nNaHCO3 = 0,02 mol
Khi cho từ từ HCl vào dung dịch xảy ra phản ứng theo thứ tự:
H+ + CO32- → HCO3-
0,02 0,02 0,02 (mol)
nH+ còn = 0,01 mol; nHCO32- = 0,02 + 0,02 = 0,04 mol
H+ + HCO3- → CO2 + H2O
0,01 0,04
⇒ nCO2 = nH+ = 0,01 mol
⇒ Đáp án B
2.4. Dạng 4: Nhiệt phân muối cacbonat
Nung nóng 100g hỗn hợp NaHCO3 và Na2CO3 đến khối lượng không đổi thu được 69kg hỗn hợp rắn. % khối lượng của NaHCO3 trong hỗn hợp là:
A. 80%
B. 70%
C. 80,66%
D. 84%
Hướng dẫn giải
2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
x 0,5x 0,5x (mol)
mc/r giảm = mCO2 + mH2O = 31x = 100 – 69 = 31 => x = 1 mol
%mNaHCO3 = 1.84/100.100% = 84%
⇒ Đáp án D
2.5. Dạng 5: Bài tập về silic và hợp chất của silic
Đun nóng 2,5 gam hỗn hợp gồm silic và cacbon với dung dịch kiềm đặc, nóng thu được 1,4 lít H2(đktc). Thành phần % theo khối lượng của cacbon trong hỗn hợp là :
A. 30,0%.
B. 65,0%.
C. 70,0%.
D. 35,0%.
Hướng dẫn giải
nH2 = 0,0625 mol
Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2H2
0,03125 ← 0,0625 (mol)
%mSi = 0,03125.28/2,5.100% = 35%
⇒ % mC = 100% - 35% = 65%
⇒ Đáp án B
3. Luyện tập
3.1. Bài tập tự luận
Câu 1: Viết phương trình hóa học hoàn thành dãy chuyển hoá sau: C → CO2 → CO → CO2 → NaHCO3 → Na2CO3
Câu 2: Viết phương trình hóa học hoàn thành dãy chuyển hoá sau: Si → SiO2 → Na2SiO3 → H2SiO3 → SiO2 → Si
Câu 3: Bằng phương pháp hoá học, hãy nhận biết các dung dịch đựng trong các lọ mất nhãn sau: HCl, NaOH, Na2CO3, NaNO3, Na3PO4?
Câu 4: Khử 16 gam hỗn hợp các oxit kim loại: FeO, Fe2O3, Fe3O4, CuO và PbO bằng khí CO ở nhiệt độ cao, khối lượng chất rắn thu được là 11,2 gam. Tính thể tích khí CO đã tham gia phản ứng ở điều kiện chuẩn?
Câu 5: Cho luồng khí CO dư đi qua 9,1 gam hỗn hợp gồm CuO và Al2O3 nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 8,3 gam chất rắn. Tính % khối lượng mỗi oxit trong hỗn hợp đầu?
3.2. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Hấp thụ hết V lít khí CO2 vào 400 ml dung dịch Ba(OH)2 0,6M thu được a gam kết tủa và dung dịch X. Dẫn 0,7V lít khí CO2 vào dung dịch X thu được thêm 0,3a gam kết tủa nữa. Thể tích các khí đều đo ở đktc. Giá trị của V là:
A. 3,136
B. 3,36
C. 3,584
D. 3,84
Câu 2: Hỗn hợp X gồm Na và Ba trong đó Na chiếm 14,375% về khối lượng. Hòa tan hoàn toàn m gam X vào nước thu được 1,344 lít khí H2 (đktc) và dung dịch Y. Hấp thụ hoàn toàn 2,016 lít khí CO2 (đktc) vào dung dịch Y. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng kết tủa thu được là:
A. 7,88 gam
B. 2,14 gam
C. 5,91 gam
D. 3,94 gam
Câu 3: Hấp thụ hết V lít khí CO2 (đktc) bởi dung dịch có chứa 0,08 mol Ca(OH)2 ta thu được 2 gam kết tủa, lọc kết tủa, thu lấy phần nước lọc, khối lượng của phần nước lọc tăng so với khối lượng dung dịch Ca(OH)2 ban đầu 4,16 gam. Giá trị của V là:
A. 3,136
B. 4,480
C. 3,360
D. 0,448
Câu 4: Sục V lít khí CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch X gồm Ba(OH)2 1M và NaOH 1M. Sau phản ứng thu được 19,7 gam kết tủa. Giá trị của V là:
A. 2,24 hoặc 11,2
B. 5,6 hoặc 1,2
C. 2,24 hoặc 4,48
D. 6,72 hoặc 4,48
Câu 5: Cho 9,125 gam muối hiđrocacbonat hóa trị II phản ứng hết với dung dịch H2SO4 dư thu được dung dịch chứa 7,5 gam muối sunfat trung hòa. Công thức của muối hiđrocacbonat là:
A. Zn(HCO3)2
B. Mg(HCO3)2
C. Ba(HCO3)2
D. Ca(HCO3)2
3.3. Trắc nghiệm Online
Các em hãy luyện tập bài trắc nghiệm Luyện tập Tính chất hóa học của cacbon Hóa học 11 sau để nắm rõ thêm kiến thức bài học.
4. Kết luận
Sau bài học cần nắm:
- Tính chất vật lí, hóa học của Cacbon, Silic và hợp chất oxit, axit và muối của chúng.
- Từ đó vận dụng các kiến thức đã học, kết hợp với kĩ năng tính toán, tư duy logic để giải các bài toán liên quan.