Chi tiết thông tin

Bài 19 : Luyện tập : Tính chất hóa học của cacbon, silic và các hợp chất của chúng

88 View

Lý thuyết

I. Cacbon

1. Đơn chất - Chất rắn, không tan trong nước, có 4 dạng thù hình: Kim cương, than chì, Fuleren, than vô định hình. - Tính khử:

- Tính oxi hóa:

2. Oxit a. Cacbon monooxit (CO) - CO là oxit trung tính. Không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí, ít tan trong nước, rất độc. - Hoá tính quan trọng là tính khử ở nhiệt độ cao:

b. Cacbon đioxit (CO₂) - Khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí, dễ hóa lỏng, không duy trì sự cháy và sự sống. Ở trạng thái rắn, CO₂ gọi là nước đá khô. - CO₂ là một oxit axit. CO₂ + H₂O → H₂CO₃ CO₂ + NaOH → NaHCO₃ - Tính oxi hóa:

3. Axit cacbonic - Là axit rất yếu và kém bền. H₂CO₃ → CO₂↑ + H₂O - Trong nước, điện li yếu: H₂CO₃ → HCO₃^- + H⁺ HCO₃^- → CO₃^2- + H⁺ 4. Muối cacbonat - Tính tan: Muối axit đa số dễ tan (trừ NaHCO₃ hơi ít tan). Muối trung hoà không tan trong nước (trừ cacbonat của kim loại kiềm và amoni). - Tác dụng với axit: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O - Tác dụng với dung dịch kiềm: NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O - Thủy phân trong nước tạo môi trường kiềm: CO₃^2- + H₂O → HCO₃^- + OH^- HCO₃^- + H₂O → H₂CO₃ + OH^- - Dễ bị nhiệt phân hủy: 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O CaCO₃ → CaO + CO₂

II. Silic

1. Đơn chất - Silic là chất rắn có 2 dạng thù hình: Si vô định hình, Si tinh thể. - Si là phi kim yếu, tương đối trơ. - Tính khử:

- Tính oxi hóa:

2. Silic đioxit (SiO₂) - Dạng tinh thể, không tan trong nước, nhiệt độ nóng chảy là 1713^oC, tồn tại trong tự nhiên ở dạng cát và thạch anh. - Tan chậm trong kiềm hoặc cacbonat kim loại kiềm nóng chảy:

- Tác dụng với HF (dùng để khắc thủy tinh). SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O 3. Axit silixic (H₂SiO₃) - Là chất keo, không tan trong nước. Khi sấy khô, axit silixic mất 1 phần nước tạo Silicagen (được dùng để hút ẩm):

- H₂SiO₃ là axit rất yếu, yếu hơn H₂CO₃: Na₂SiO₃ + CO₂ + H₂O → Na₂CO₃ + H₂SiO₃↓ 4. Muối silicat - Muối silicat của kim loại kiềm tan trong nước và bị thủy phân mạnh tạo môi trường kiềm:

Na₂SiO₃ + 2H₂O → 2NaOH + H₂SiO₃↓

Bài 1 (trang 86 SGK Hóa 11):

Nêu các điểm giống và khác nhau về tính chất giữa cacbon đioxit và silic đioxit ? Lời giải: - Giống nhau: đều là oxit axit CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O SiO₂ tan chậm trong kiềm đặc nóng, tan dễ trong kiềm nóng chảy: SiO₂ + 2NaOH_n,c → Na₂SiO₃ + H₂O - Khác nhau:

CO₂	SiO₂
- Tính chất vật lí: + Chất khí không màu + Tan ít trong nước - Tính chất hóa học: + Có tính oxi hóa CO₂ + 2Mg → C + 2MgO	- Tính chất vật lí: + Chất rắn + Không tan trong nước - Tính chất hóa học: + Tan trong axit HF SiO₂ + HF → SiF₄ + 2H₂O

Bài 2 (trang 86 SGK Hóa 11):

Phản ứng hóa học không xảy ra ở những cặp chất nào sau đây ? A. C và CO B. CO₂ và NaOH C. K₂CO₃ và SiO₂ D. H₂CO₃ và Na₂SiO₃ E. CO và CaO G. CO₂ và Mg H. SiO₂ và HCl I. Si và NaOH Lời giải: Đáp án A, C, E, H Phương trình hóa học của những có tham gia phản ứng: B. CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O (Hoặc CO₂ + NaOH → NaHCO₃) D. H₂CO₃ + Na₂SiO₃ → Na₂CO₃ + H₂SiO₃ ↓ G. 2Mg + CO₂ → C + 2MgO I. Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂

Bài 3 (trang 86 SGK Hóa 11):

Có các chất sau: CO₂, Na₂CO₃, C, NaOH, Na₂SiO₃, H₂SiO₃. Hãy lập thành một dãy chuyển hóa giữa các chất và viết phương trình hóa học. Lời giải:

1. C + O₂ -^to→ CO₂ 2. CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O 3. Na₂CO₃ + Ba(OH)₂ → BaCO₃ ↓ + 2NaOH 4. SiO₂ + 2NaOH_{đặc, nóng} → Na₂SiO₃ + H₂O 5. Na₂SiO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂SiO₃

Bài 4 (trang 86 SGK Hóa 11):

Cho 5,94 g hỗn hợp K₂CO₃ và Na₂CO₃ tác dụng với dung dịch H₂SO₄ dư thu được 7,74 g hỗn hợp các muối khan K₂SO₄ và Na₂SO₄. Thành phần hỗn hợp đầu là: A. 3,18 g Na₂CO₃ và 2,76 g K₂CO₃B. 3,81 g Na₂CO₃ và 2,67 g K₂CO₃ C. 3,02 g Na₂CO₃ và 2,25 g K₂CO₃D. 4,27 g Na₂CO₃ và 3,82 g K₂CO₃ Lời giải: - Đáp án A - Gọi số mol của Na₂CO₃ là x và của K₂CO₃ là y mol

Ta có hệ phương trình:

⇒ m_Na2CO3= 106.0,03 = 3,18 (gam) m_K2CO3= 138.0,02 = 2,76 (gam) ⇒ Đáp án A

Bài 5 (trang 86 SGK Hóa 11):

Để đốt cháy 6,80g hỗn hợp X gồm hidro và cacbon monooxit cần 8,96 lít oxi (đo ở đktc). Xác định thành phần phần trăm theo thể tích và theo khối lượng của hỗn hợp X? Lời giải:

Gọi số mol của H₂ là x, của CO là y mol

Bài 6 (trang 86 SGK Hóa 11):

Một loại thủy tinh có thành phần hóa học được biểu diễn bằng công thức K₂O.PbO.6SiO₂. Tính khối lượng K₂CO₃, PbCO₃ và SiO₂ cần dùng để có thể sản xuất được 6,77 tấn thủy tinh trên. Coi hiệu suất qua trình là 100%. Lời giải: Số mol thuỷ tinh là:

Từ công thức của thuỷ tinh suy ra: n_K2CO3 = n_PbCO3 = n_{thuỷ tinh} = 0,01.106 mol Khối lượng K₂CO₃ = 0,01. 10⁶. 138(g) = 1,38. 10⁶(g) = 1,38 (tấn) Khối lượng PbCO₃ = 0,01. 10⁶. 267(g) = 2,67. 10⁶(g) = 2,67(tấn) n_SiO2 = 6n_{thuỷ tinh} = 6. 0,01. 10⁶ mol = 0,06. 10⁶ mol Khối lượng SiO₂ = 0,06. 10⁶. 60(g) = 3,6 tấn

Trắc nghiệm

Bài 1: Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ thu được 15,68 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm CO, CO₂ và H₂. Cho toàn bộ X tác dụng với CuO (dư) nung nóng, thu được hỗn hợp rắn Y. Hòa tan hoàn toàn Y bằng dung dịch HNO₃ loãng (dư) được 8,96 lit khí NO (sản phẩm khử duy nhất, (đktc)). Thành phần phần trăm thể tích khí CO trong X là A. 57,15%. B. 14,28%. C. 28,57%. D. 18,42%.

Đáp án: C Y:

⇒ n_Cu = 3/2n_NO = 0,6 mol

⇒ n_CO + n_H2 = n_{[O] CuO} = n_Cu = 0,6 mol. Gọi n_CO = x mol; n_H2 = y mol ⇒ x + y = 0,6 (1) ⇒ n_CO2 = 0,7 – 0,6 = 0,1 mol Bảo toàn C và H ta có: n_H2 = n_H2O = n_{[O] H2O} = 2n_CO2 + n_CO ⇒ y = 2.0,1 + x ⇒ y – x = 0,2 mol (2) Từ (1)(2) ⇒ x = 0,2; y = 0,4 %V_CO = 0,2 : 0,7.100% = 28,57%

Bài 2: Dẫn khí CO đi qua 20 gam CuO nung nóng thu được chất rắn X và khí CO₂. Hấp thụ hoàn toàn khí CO₂ sinh ra bằng 300 ml dung dịch Ba(OH)₂ 1M thì thu được 39,4 gam kết tủa. Cho chất rắn X vào dung dịch AgNO₃ dư thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là A. 43,2. B. 47,2. C. 86,4. D. 64,8.

Đáp án: B n_Ba(OH)2 = 0,3 mol CO + CuO → CO₂ + Cu n_CO2 = n_BaCO3 = 0,2 mol Chú ý: Trường hợp CO₂ dư không thể xảy ra vì n_CuO = 0,25 Chất rắn X gồm 0,2 mol Cu và 0,05 mol CuO ⇒ kết tủa gồm 0,4 mol Ag + 0,05 mol CuO; m = 108.0,4 + 80.0,05 = 47,2 (gam)

Bài 3: Nung nóng 50 gan NaOH với 40 gam cát khô (chứa SiO₂ và tạp chất trơ) đến khi phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp chất rắn X. Hòa tan X vào nước dư thu được dung dịch Y và một phần cặn không tan. Hấp thụ 2,24 lít khí CO₂ vào dung dich Y, thu được 5,85 gam kết tủa. hàm lượng SiO₂ trong cát là A. 90%. B. 96%. C. 75%. D. 80%.

Đáp án: A

Bài 4: Nhiệt phân hết 4,84g X gồm KHCO₃ và NaHCO₃ đến phản ứng hoàn toàn được 0,56 lít khí đktc. Tìm phần trăm khối lượng của NaHCO₃ trong X: A. 16,02% B. 17,36% C. 18,00% D. 14,52%

Đáp án: B n_KHCO3 + n_NaHCO3 = 2n_CO2 = 0,05 mol Từ khối lượng hỗn hợp ⇒ n_NaHCO3 = 0,01 mol ⇒ %m_NaHCO3 = 17,36%

Bài 5: Ở nhiệt độ cao, cacbon monooxit (CO) có thể khử tất cả các oxit trong dãy nào sau đây ? A. CaO, CuO, ZnO, Fe₃O₄. B. CuO, FeO, PbO, Fe₃O₄. C. MgO, Fe₃O₄, CuO, PbO. D. CuO, FeO, Al₂O₃, Fe₂O₃.

Đáp án: B CO khử được các oxit của kim loại sau Al

Bài 6: Thổi khí CO₂ vào bình nước vôi trong cho tới dư, sau phản ứng: A. thu được muối duy nhất CaCO₃. B. thu được muối duy nhất Ca(HCO₃)₂. C. thu được hỗn hợp 2 muối CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂. D. không thu được muối.

Đáp án: B

Bài 7: Nhiệt phân hoàn toàn 40g một quặng đôlômit có lẫn tạp chất trơ sinh ra 8,96lít CO₂ đktc. Tính độ tinh khiết của quặng trên: A. 84% B. 50% C. 40% D. 92%

Đáp án: D Quặng đôlômit: MgCO₃.CaCO₃ (0,2) -^toC→ CaO + MgO + 2CO₂ (0,4 mol) Độ tinh khiết = [(0,2.184)/40]. 100% = 92%

Bài 8: Hỗn hợp X gồm Na₂CO₃; NaHCO₃ và KHCO₃ cho phản ứng với dung dịch Ca(OH)₂ dư thu được 25g kết tủa. Nếu cho X vào dung dịch HCl dư thì được bao nhiêu lít CO₂ đktc: A. 2,8 lít B. 5,6 lít C. 4,48 lít D. 3,36 lít

Đáp án: B Bảo toàn C ta có: n_CO3^2- + n_HCO3^- = n_CaCO3 = 0,25 mol X + HCl → CO₂ n_CO² = n_CO3^2- + n_HCO3^- = 0,25 mol ⇒ V = 5,6 lít

Bài 9: Cho từ từ 200ml dung dịch HCl 1M vào dung dịch chứa Na₂CO₃ được dung dịch X và 1,12 lít CO₂ đktc. Cho nước vôi trong dư vào dung dịch X được m gam kết tủa. Tìm m: A. 10g B. 7,5g C. 5g D. 15g

Đáp án: A Cho từ H⁺ vào CO₃^2- xảy ra phản ứng theo thứ tự: H⁺ + CO₃^2- → HCO₃^- (1) H⁺ + HCO₃^- → CO₂ + H₂O (2) n_H⁺ = n_CO2 + n_HCO3^- (1) = 0,2 mol ⇒ n_HCO3^- (1) = 0,15 mol n_HCO3^- dư = n_HCO3^- (1) - n_HCO3^- (2) = 0,15 – 0,05 = 0,1 mol n_CaCO3 = n_HCO3^- dư = 0,1 mol ⇒ m = 10 gam

Bài 10: Khí nào sau đây gây cảm giác chóng mặt, buồn nôn khi sử dụng bếp than ở nơi thiếu không khí ? A. CO. B. CO₂. C. SO₂. D. H₂S.

Đáp án: A

Bài 11: Cho các sơ đồ sau : RO + CO → R + CO₂ R + 2HCl → RCl₂ + H₂ RO có thể là oxit nào sau đây ? A. CuO, ZnO, FeO B. ZnO, FeO, MgO C.MgO, FeO, NiO D. FeO,ZnO, NiO

Đáp án: D

Bài 12: Phản ứng nào sau đây không xảy ra ? A. CO₂ + dung dịch BaCl₂B. SO₂ + CaCO₃ (trong dung dịch) C. CO₂ + dung dịch Na₂CO₃D. CO₂ + dung dịch NaClO

Đáp án: A

Bài 13: Phản ứng nào sau đây không đúng ? A. SiO₂ + Na₂CO₃ → Na₂SiO₃ + CO₂B. Na₂SiO₃ + CO₂ + H₂O → Na₂CO₃ + H₂SiO₃ C. Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃ + 2H₂D. SiO₂ + 2NaOH (loãng) → Na₂SiO₃ + H₂O

Đáp án: D

Bài 14: Người ta thường dùng cát (SiO₂) làm khuôn đúc kim loại. Để làm sạch hoàn toàn những hạt cát bám trên bè mặt vật dụng làm bằng kim loại có thể dùng dung dịch nào sau đây ? A. dung dịch HCl B. dung dịch HF C. dung dịch NaOH loãng D. dung dịch H₂SO₃

Đáp án: B

Bài 15: Nhiệt phân hoàn toàn 25,9 gam muối hidrocacbonat của một kim loại R có hóa trị II không đổi. Khí thoát ra được hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch nước vôi trong dư thu được 20 gam kết tủa. Kim loại R là A. Cu B. Mg C. Ba D. Ca.

Đáp án: C R(HCO₃)₂ → 2CaCO₃ 0,1 ← 0,2 (mol) ⇒ R(HCO₃)₂ = 25,9 : 0,1 = 259 ⇒ R = 137 (Ba)