Giải bài tập SGK Hóa 11 Nâng cao Bài 24: Luyện tập Tính chất của cacbon, silic và hợp chất của chúng

Viết công thức cấu tạo của:

a) Canxi cacbua

b) Nhôm cacbua

c) Cacbon tetraforua.

Trong các chất trên số oxi hóa của cacbon là bao nhiêu?

Phương pháp giải

Dựa vào hóa trị và khả năng liên kết của các chất để viết công thức phù hợp

Hướng dẫn giải

Câu a: Canxi cacbua: CaC₂

Câu b: Nhôm cacbua: Al₄C₃

Câu c: Cacbon tetraforua CF₄

Giải bài 2 trang 100 SGK Hóa 11 nâng cao

a) Tại sao cacbon monoxit cháy được, còn cacbon đioxit không cháy được trong khí quyển oxi?

b) Hãy phân tích biệt khí CO và khí H₂ bằng phương pháp hóa học. Viết phương trình hóa học của phản ứng để minh họa.

Phương pháp giải

- CO cháy được trong O₂ vì CO có tính khử và O₂ có tính oxi hóa, CO₂ không có tính khử nên không cháy được trong O₂

- Đốt cháy khí rồi dẫn sản phẩm cháy qua bình đựng nước vôi trong dư hoặc cho hai mẫu thử tác dụng với PdCl₂

Hướng dẫn giải

Câu a: CO cháy được trong O₂ vì CO có tính khử và O₂ có tính oxi hóa, CO₂ không có tính khử nên không cháy được trong O₂:

2CO + O₂ → 2CO₂

Câu b:

Cách 1:  Đốt cháy khí rồi dẫn sản phẩm cháy qua bình đựng nước vôi trong dư.

Mẫu tạo tủa là CO₂ ⇒ CO.

Mẫu còn lại là H2

CO + O₂ → CO₂

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

Cách 2: Cho hai mẫu thử tác dụng với PdCl₂, mẫu tạo kết tủa đen là CO mẫu còn lại là H₂

PdCl₂  + CO + H₂O → Pd↓ (đen) + CO₂↑ + 2HCl

a) Làm thế nào để phân biệt khí CO₂ và khi O₂.

- Bằng phương pháp vật lí

- Bằng phương pháp hóa học?

b) Làm thế nào để phân biệt muối natri cacbonat và muối sunfit?

Phương pháp giải

a) Phương pháp vật lí: nén ở áp suất cao CO₂ dễ hóa lỏng hơn O₂

Phương pháp hóa học. Dùng dung dịch nước vôi trong dư nhận biết được CO₂ vì tạo ra kết tủa trắng. Mẫu còn lại là O₂.

b) Hòa tan hai muối vào dung dịch HCl dư, dẫn khí tạo thành vào dung dịch nước brom.

Hướng dẫn giải

Câu a: Phương pháp vật lí: nén ở áp suất cao CO₂ dễ hóa lỏng hơn O₂

Phương pháp hóa học: Dùng dung dịch nước vôi trong dư nhận biết được CO₂ vì tạo ra kết tủa trắng. Mẫu còn lại là O₂.

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

Câu b: Hòa tan hai muối vào dung dịch HCl dư, dẫn khí tạo thành vào dung dịch nước brom.

Khí làm mất màu dung dịch nước brom là SO₂ ⇒ Na₂SO₄.

Mẫu còn lại là Na₂CO₃

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

Na₂SO₄ + 2HCl → 2NaCl + SO₂↑ + H₂O

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → 2HBr + H₂SO₄

Khi nung hỗn hợp gồm cát trắng và than cốc trong lò điện đến 3500^o C, thì thu được một hợp chất chứa khoảng 70% Si và khoảng 30%C. Viết phương trình hóa học của phản ứng đó biết rằng một trong các sản phẩm của phản ứng là cacbon monoxit.

Phương pháp giải

Gọi công thức chung là Si_xC_y

\(x:y = \% \frac{{Si}}{{28}}:\% \frac{C}{{12}}\)

Hướng dẫn giải

Gọi công thức chung là Si_xC_y

Ta có: \(x:y = \% \frac{{Si}}{{28}}:\% \frac{C}{{12}} = \frac{{70}}{{28}}:\frac{{30}}{{12}} = 2,5:2,5 = 1:1\)

Công thức của hợp chất tạo thành sau phản ứng là SiC

Phương trình phản ứng: SiO₂ + 3C → SiC + 2CO

a) Cho khí CO₂ tan vào nước cất có pha vài giọt quỳ tím. Màu của dung dịch chuyển thành

A. xanh

B. tím

C. đỏ

D. không màu

b) Sau khi đun nóng dung dịch một thời gian màu chuyển thành

A. xanh

B. tím

C. đỏ

D. không màu

Phương pháp giải

Môi trường axit làm màu của dung dịch chuyển thành đỏ.

Đun nóng CO₂ bay đi, môi trường trở lại trung tính.

Hướng dẫn giải

Câu a: Vì CO₂ + H₂O ⇔ H₂CO₃  

H₂CO₃ ⇔ H⁺ + HCO₃^-

→ Môi trường axit làm màu của dung dịch chuyển thành đỏ.

→ Chọn C.

Câu b: Sau khi đun nóng dung dịch một thời gian thì CO₂ bay đi, môi trường trở lại trung tính.

→ Màu dung dịch chuyển thành tím.

→ Chọn B.

Viết các phương trình hóa học của phản ứng biểu diễn sơ đồ chuyển hóa sau:

CO₂ → CaCO₃ → Ca(HCO₃)₂ → CO₂ → C → CO → CO₂

Phương pháp giải

Nắm vững các tính chất hóa học của cacbon và hợp chất cacbon để giải bài tập

Hướng dẫn giải

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O   (đk: nhiệt độ)

CO₂ + 2Mg → 2MgO + C   (đk: nhiệt độ)

C + CO₂ → 2CO     (đk: nhiệt độ)

2CO + O₂ → 2CO₂    (đk: nhiệt độ)

Xác định thể tích khí hiđro (đktc) thoát ra khi cho lượng dư dung dịch natri hiđroxit tác dụng với một hỗn hợp thu được bằng cách nấu chảy 6 gam magie với 4,5 gam silic đioxit. Giả sử phản ứng tiến hành với hiệu suất 100%.

Phương pháp giải

Tính nMg,  nSiO₂ 

2Mg   +   SiO₂ →   Si   +  2MgO  (1)

Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂   (2)

Từ pt (1): nSi = nSiO₂ 

Từ pt (2): nH₂ = 2.nSi

→ VH₂ 

Hướng dẫn giải

nMg = 6 : 24 = 0,25 mol; nSiO₂ = 4,5 : 60 = 0,075 mol

                                  2Mg   +   SiO₂ →   Si   +  2MgO    (1)

Trước phản ứng:        0,25       0,075

Phản ứng:                  0,15       0,075     0,075     0,15

Sau phản ứng:           0,1            0         0,075     0,15

Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂   (2)

0,075                                              0,15

Từ pt (1): nSi = nSiO₂ = 0,075 mol

Từ pt (2): nH₂ = 2.nSi = 2.0,75 = 0,15 mol

Thể tích khí H₂ thoát ra ở đktc: VH₂ = 0,15.22,4 = 3,36 lít