[Series] Phương pháp giải bài tập đồ thị CO2 (Dạng 2)

Dạng 2: CO₂ phản ứng với dung dịch gồm OH^-

Định tính:

+ Khi sục từ từ CO₂ vào dung dịch chứa x mol NaOH và y mol Ca(OH)₂ thì xảy ra pư:

CO₂ + 2OH^- → CO₃^2- + H₂O (1)

CO₃^2- + CO₂ + H₂O → 2HCO₃^- (2)

Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃↓ (3)

+ Nhận xét: n_OH-= x+2y ; n_kt= 0,5x+y

Minh họa đồ thị:

Nếu n_Ca2+= y mol thì n_{kt max}= y mol

Ta sẽ có đồ thị như sao:

Tóm lại: Phương pháp giải

@ Dáng của đồ thị: Hình thang cân

@ Tọa độ các điểm quan trọng

+ Điểm xuất phát: (0,0)

+ Điểm cực đại(kết tủa cực đại): (Ca²⁺, …) [a là số mol của Ca(OH)₂] ⇒ kết tủa cực đại là a mol.

+ Điểm cực tiểu: (0, n_OH-)

@ Tỉ lệ trong đồ thị: 1:1.

Bài tập ví dụ:

Bài 1: Sục từ từ đến dư CO₂ vào dung dịch chứa 0,1 mol NaOH và 0,15 mol Ca(OH)₂. Kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị như hình dưới. Tính x, y, z, t ?

*Gợi ý:

+ Theo giả thiết ta có số mol: Ca²⁺ = 0,15 mol ⇒ số mol kết tủa CaCO₃ cực đại = 0,15 mol.

+ Ta cũng có số mol OH^- = 0,4 mol.

+ Từ đồ thị và số mol của các ion ta suy ra:

@ x = kết tủa cực đại = 0,15 mol.

@ t = số mol OH^- = 0,4 mol.

@ y = x = 0,15 mol

@ t – z = y ⇒ 0,4 – z = 0,15 ⇔ z = 0,25 mol.

Bài 2: Cho 0,448 lít khí CO₂(ở đktc) hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch chứa NaOH 0,06M và Ba(OH)₂ 0,12M, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là :

A. 1,970. B. 1,182. C. 2,364. D. 3,940.

*Gợi ý:

+ Ta có: CO₂ = 0,02 mol; OH^- = 0,03 mol; Ba²⁺= 0,012 mol ⇒ kết tủa max = 0,012 mol

+ Đồ thị: x = 0,03 – 0,02 = 0,01 ⇒ m_{kết tủa} = 1,97 gam. Chọn A

Bài 3: Cho V(lít) khí CO₂ hấp thụ hoàn toàn bởi 200 ml dung dịch Ba(OH)₂ 0,5M và NaOH 1,0M. Tính V để kết tủa thu được là cực đại?

A. 2,24 lít ≤ V ≤ 8,96 lít. B. 2,24 lít ≤ V ≤ 5,6 lít.

C. 2,24 lít ≤ V ≤ 4,48 lít. D. 2,24 lít ≤ V≤ 6,72 lít.

*Gợi ý:

+ Ta có: Ba(OH)₂ = 0,1 mol; NaOH = 0,2 mol ⇒ Ba²⁺ = 0,1 mol và OH^- = 0,4 mol.

⇒ BaCO₃ max = 0,1 mol.

+ Để kết tủa max thì số mol CO₃^2- ≥ 0,1 mol. Theo giả thiết ta có đồ thị:

+ Theo sơ đồ Þ x = 0,1; 0,4 – y = x ⇒ y = 0,3.

+ Để kết tủa lớn nhất thì: x ≤ CO₂ ≤ y hay 0,1 ≤ CO₂ ≤ 0,3 (mol) ⇒ 2,24 ≤ V ≤ 6,72 (lít)

Vận dụng:

Bài 1: Dẫn từ từ 4,928 lít CO₂ ở đktc vào bình đựng 500 ml dung dịch X gồm Ca(OH)₂ xM và NaOH yM thu được 20 gam kết tủa. Mặt khác cũng dẫn 8,96 lít CO₂ đktc vào 500 ml dung dịch X trên thì thu được 10 gam kết tủa. Tính x, y ?

A. 0,2 và 0,4. B. 0,4 và 0,2.

C. 0,2 và 0,2. D. 0,4 và 0,4.

Bài 2: Sục CO₂ vào dung dịch hỗn hợp gồm Ca(OH)₂ và KOH ta quan sát hiện tượng theo đồ thị hình bên (số liệu tính theo đơn vị mol). Giá trị của x là

A. 0,12 mol. B. 0,11 mol.

C. 0,13 mol. D. 0,10 mol

Bài 3: Khi sục từ từ đến dư CO₂ vào dung dịch có chứa 0,1 mol NaOH; x mol KOH và y mol Ba(OH)₂, kết quả thí nghiệm thu được biểu diễn trên đồ thị sau: