Hoá học 9 Bài 29: Axit cacbonic và muối cacbonat

a. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí

Nước tự nhiên và nước mưa có hoà tan khí CO2.

b. Tính chất hoá học

• H2CO3 là một axit yếu, dd H2CO3 làm quỳ tím chuyển thành mà nhạt.
• H₂CO3 là một axít không bền bị phân huỷ thành CO2 và H2O.

a. Phân loại: 2 loại

Cacbonat trung hoà gọi là muối cacbonat không còn nguyên tố H trong thành phần gốc axit.

Ví dụ: CaCO₃, Na₂CO₃...

• Cacbonat axit được gọi là muối hyđrocacbonat có nguyên tố H trong thành phần gốc axit

Ví dụ: Ca(HCO3)2, NaHCO3...

b. Tính chất

- Tính tan

• Đa số muối cacbonat không tan trong nước trừ một số muối cacbonat của kim loại kiềm như Na2CO3, K2CO3...
• Hầu hết muối hyđrocacbonat tan trong nước như: Ca(HCO3)2; NaHCO3

- Tính chất hóa học

• Tác dụng với axit:

NaHCO₃ + HCl → NaCl + CO₂ + H₂O

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O

Muối cacbonat tác dung với dd axit mạnh hơn axit cacbonic tạo thành muối mới và giải phóng khí CO2

• Tác dụng với dd bazơ:

2K₂CO₃ +  Ca(OH)₂ → CaCO3 +2 KOH

Kết luận: Một số dd muối cacbonat phản ứng với dd bazơ tạo thành muối cacbonat không tan và bazơ mới.

Chú ý: Muối hiđrocacbonat tác dụng với kiềm tạo thành muối trung hoà và nước  

NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

• Tác dụng với dd muối:

Phương trình hóa học: Na₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃ + 2NaCl  

Hiện tượng: Có vẩn đục hoặc kết tủa trắng xuất hiện

Kết luận: Dung dịch muối cacbonat có thể tác dụng với 1 số dung dịch muối khác tạo thành 2 muối mới.

•  Muối cacbonat dễ bị nhiệt phân huỷ:

Nhiều muối cacbonat (trừ cacbonat trung hoà của kim loại kiềm) dễ bị nhiệt phân huỷ giải phóng khí CO₂

CaCO₃   CaO + CO₂

2NaHCO₃ Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

c. Ứng dụng

CaCO₃ để sản xuất vôi, ximăng, Na₂CO₃ để nấu xà phòng, thuỷ tinh, NaHCO₃ được dùng làm dược phẩm, hoá chất trong bình cứu hoả.

Trong tự nhiên luôn có sự chuyển hoá cacbon từ dạng này sang dạng khác. Sự chuyển hoá này diễn ra thường xuyên, liên tục và tạo thành chu trình khép kín.

Hãy cho biết trong các cặp chất sau đây, cặp nào có thể tác dụng với nhau.

a) H₂SO₄ và KHCO₃

b) K₂CO₃ và NaCl

c) MgCO₃ và HCl

d) CaCl₂ và Na₂CO₃

e) Ba(OH)₂ và K₂CO₃

Giải thích và viết các phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải

Điều kiện của phản ứng trao đổi trong dung dịch chỉ xảy ra nếu sản phẩm có chất kết tủa (không tan) hoặc có chất khí tạo thành.

• Những cặp chất tác dụng với nhau:

a) H₂SO₄ + 2KHCO₃ → K₂SO₄ + 2CO₂↑+ 2H₂O

c) MgCO₃ + 2HCl → MgCl₂ + CO₂↑ + H₂O

d) CaCl₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NaCl

e) Ba(OH)₂ + K₂CO₃ → BaCO₃↓ + 2KOH

• Cặp chất không tác dụng với nhau: b) K2CO3 và NaCl vì không có kết tủa hay chất khí nào tạo thành.

Nung nóng m gam hỗn hợp CaCO₃ và MgCO₃ đến phản ứng hoàn toàn, sau phản ứng thu được 2,72 gam hỗn hợp 2 oxit và 1344 ml khí CO₂ (ở đktc). Hãy tính giá trị của m.

Hướng dẫn giải

Phương trình hóa học của phản ứng:

CaCO₃ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) CaO + CO₂

MgCO₃ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) MgO + CO₂

n_CaCO3 = x; n_MgCO3 = y

n_CO2 = 1344 / 22400 = 0,06 mol

Ta có hệ phương trình

56x + 40y = 2,72

x + y = 0,06

Giải ra, ta có: x = 0,02 (mol); y = 0,04 (mol)

m = m_CaCO3 + m_MgCO3 = 0,02.100 + 0,04.84 = 5,36g

Vậy khối lượng của hỗn hợp là 5,36g.

Câu 1: Hãy viết phương trình hoá học của các phản ứng sau :

(1) 2C + ... → 2CO

(2) Fe₂O₃ + ... → 2Fe + CO₂

(3) CO₂ + ... → CaCO₃ + H₂O

Câu 2: Có hỗn hợp bột CaCO₃ và CaSO₄. Nêu cách để xác định thành phần phần trăm theo khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp. Viết các phương trình hoá học, nếu có.

Câu 3: Cho 35 gam hỗn hợp X gồm Na₂CO₃ và K₂CO₃. Thêm từ từ , khuấy đều 0,8 lit HCl 0,5 M vào dung dịch X trên thấy có 2,24 lit khí CO₂ thoát ra ở đktc và dung dịch Y. Thêm Ca(OH)₂ vào dung dịch Y được kết tủa A. Tính khối lượng mỗi chất trong X và khối lượng kết tủa A ?

Câu 4: Cho 10,5 gam hỗn hợp X gồm Na₂CO₃ và K₂CO₃ tác dụng với HCl dư thì thu được 2,016 lit CO₂ ở đktc.

a, Tính % khối lượng X?

b, Lấy 21 gam hỗn hợp Na₂CO₃ và K₂CO₃ với thành phần % như trên tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ (không có khí CO₂ bay ra). Tính thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng?

c, Nếu thêm từ từ 0,12 lit dung dịch HCl 2M vào dung dịch chứa 21 gam hỗn hợp X trên. Tính thể tích CO₂ thoát ra ở đktc?

Câu 1: Trong các muối sau, muối nào là muối hidrocacbonat?

A. K₂CO₃

B. MgCO₃

C. Ba(HCO₃)₂

D. NaHSO₃

Câu 2: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít (đktc) CO₂  vào 100ml dung dịch gồm K₂CO₃  0,2M và KOH x mol/lít. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn được dung dịch Y. Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl₂ dư được 11,82 gam kết tủa. Giá trị x là

A.   1,0     B.   1,4            C.   1,2            D. 1,6

Câu 3: Khi điện phân muối cacbonat, khí sinh ra là

A. SO₃

B. CO₂

C. O₂

D. SO₂

Sau bài học cần nắm:

• H₂CO₃ là axit rất yếu, không bền
• Muối cacbonat có những tính chất của muối như tác dụng với axit, với dd muối, với dd kiềm.
• Muối cacbonat dễ bị phân huỷ ở nhiệt độ cao và giải phóng khí CO₂.
• Muối cacbonat có ứng dụng trong sản xuất và đời sống.
• Chu trình của cacbon trong tự nhiên và vấn để bảo vệ môi trường.