Chuyên đề kim loại kiềm, kiềm thổ
TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ TỔNG HỢP CÁC DẠNG CÔNG THỨC, BÀI TẬP VỀ
KIM LOẠI KIỀM, KIỀM THỔ VÀ HỢP CHẤT CỦA CHÚNG
I.Kiến thức trọng tâm
A.KIM LOẠI KIỀM ( nhóm IA): gồm Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
-Lớp e ngồi cùng: ns1 (có 1 e hóa trị)
1-Tính chất vật lí:
-Màu trắng bạc, dẫn điện tốt, có ánh kim.
-Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sơi thấp, khối lượng riêng nhỏ, độ cứng thấp.
2-Tính chất hóa học:
*Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lượng ion hóa nhỏ, bán kính ngun tử lớn so với các
ngun tố trong cùng chu kì. tính khử rất mạnh: M → M+ + 1e (tính khử tăng dần từ Li đến Cs)
-Phản ứng với H2O tạo dd kiềm: 2M + 2H2O → 2MOH + H2
-Phản ứng với phi kim, axit
3-Điều chế kim loại kiềm: Điện phân muối halogenua của kim loại kiềm nóng chảy.
dpnc
dpnc
2Na + Cl2
2M + Cl2).
VD: 2NaCl
( tổng quát: 2MCl
B.KIM LOẠI KIỀM THỔ (nhóm IIA) : gồm Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra
– Lớp electron ngồi cùng: ns2 (có 2 e hóa trị)
1-Tính chất hóa học: Bán kính ngun tử lớn (nhỏ thua bán kính nguyên tử của kim loại kiềm) so với
các ngun tố trong cùng chu kì. Tính khử mạnh ( yếu hơn kim loại kiềm):
M M 2 2e .( tính khử tăng dần từ Be đến Ba)
a)Tác dụng với H2O:
+Be không phản ứng với nước ở mọi điều kiện
+Mg chỉ phản ứng với nước khi đun nóng.( khơng pư ở nhiệt độ thường)
+Ba, Sr, Ca phản ứng ở điều kiện thường tạo dd kiềm: Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2.
b)Tác dụng với phi kim.
c)Tác dụng với axit
2-Điều chế kim loại kiềm thổ: Điện phân muối halogenua của kim loại kiềm thổ nóng chảy.
dpnc
Ca + Cl2.
VD: CaCl2
3-Một số hợp chất quan trọng của canxi:
a)Canxi oxit - CaO: vôi sống
-Chất rắn, màu trắng, tan trong nước và tác dụng với nước : CaO + H2O Ca(OH)2.
-Là oxit bazơ: Tác dụng được với oxit axit, axit.
b)Canxi hiđroxit (Ca(OH)2): vơi tơi
-Chất rắn, màu trắng , ít tan trong nước.
-DD Ca(OH)2 gọi là dd nước vôi trong
-Ca(OH)2 là một bazơ mạnh: dung dịch làm quỳ tím đổi sang màu xanh, tác dụng với axit và oxit
axit tạo thành muối và nước, tác dụng với một số muối.
c)Canxi cacbonat – CaCO3 (đá vôi)
-CaCO3 là chất rắn màu trắng, không tan trong nước.
-CaCO3 là muối của axit yếu (H2CO3) nên tác dụng được với axit mạnh hơn (như: HCl, H2SO4,
CH3COOH, ...)
t0
-CaCO3 bị phân hủy ở 10000C: CaCO3
CaO + CO2
-CaCO3 tan trong nước có hịa tan khí CO2 : CaCO3 +CO2 +H2O Ca(HCO3)2
d)Canxi sunfat – CaSO4 (Canxi sunfat còn gọi là thạch cao)
Tên
Công thức
Ứng dụng
Thạch cao sống
CaSO4.2H2O
Thạch cao nung CaSO4.H2O
Nặn tượng, đúc khn, bó bột khi gãy xương
Thạch cao khan CaSO4
Sản xuất xi măng
5-Nước cứng:
Chuyên đề kim loại kiềm, kiềm thổ
a)Khái niệm: Nước cứng là nước có chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+
b)Phân loại:
-Nước có tính cứng tạm thời: Là nước cứng có chứa ion HCO 3 (có hịa tan các muối: Ca(HCO3)2,
Mg(HCO3)2).
-Nước có tính cứng vĩnh cửu: Là nước cứng có chứa các ion Cl- hoặc SO42- hoặc cả hai.
-Nước có tính cứng tồn phần: có cả hai loại tính cứng trên.
c)Tác hại của nước cứng: Làm giảm mùi vị khi nấu thực phẩm; tốn nhiên liệu và mất an toàn
cho các nồi hơi, tắt ống dẫn nước; hao tốn xà phòng và vải sợi mục nát, ...
d)Phương pháp làm mềm nước cứng:
*Nguyên tắc: Giảm nồng độ của các ion Ca2+, Mg2+ trong nước cứng.
*Phương pháp:
-Phương pháp kết tủa:
+Đối với nước có tính cứng tạm thời: đun nóng hoặc dùng Ca(OH)2 với lượng vừa đủ
t0
VD: Ca(HCO3)2
CaCO3 + CO2 + H2O
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
+Đối với nước có tính cứng tạm thời và vĩnh cửu (hoặc toàn phần): Dùng Na2CO3 (hoặc Na3PO4)
VD: Ca(HCO3)2 + Na2CO3 CaCO3 + NaHCO3
CaSO4 + Na2CO3 CaCO3 + Na2SO4.
Lưu ý: -Muối có chứa gốc HCO3- của kim loại kiềm hoặc kiềm thổ M(HCO3)n tất cả đều tan.
-Muối chứa gốc CO32- của kim loại kiềm và NH4+ tất cả đều tan, còn muối của kim loại
kiềm thổ thì khơng tan trong nước
-Muối CO32- của kim loại IA: khơng bị phân hủy khi đun nóng.
-Muối CO32- của kim loại IIA và tất cả các muối HCO3-: đều bị phân hủy khi đun nóng.
II.MỘT SỐ DẠNG TỐN THƯỜNG GẶP
♣ Dạng 1. a mol CO2 tác dụng với dung dịch kiềm b mol ( Ca(OH)2 hay Ba(OH)2 )
Tính khối lượng kết tủa kết tủa CaCO3 hay BaCO3 tạo ra.
*Nếu thấy a b => ĐS: nCaCO3 nCO2 = a mol .
*Nếu thấy a > b => ĐS: nCaCO3 nOH nCO2 = 2b – a (khi đó số mol kết tủa < số mol CO2).
♣ Dạng 2 . Cho V (lit) CO2 (đktc) tác dụng với dung dịch kiềm b mol (Ca(OH)2 hay Ba(OH)2) thu được
x mol kết tủa ( ↓ ) .
Tính thể tích khí CO2 .
Thường có 2 ĐS.
ĐS 1: nCO2 (min) n
nCO2 ( max) nOH n
ĐS 2:
♣Dạng 3: Tính khối lượng kết tủa khi hấp thụ hết 1 lượng CO2 vào dung dịch chứa hỗn hợp gồm
NaOH và Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2 thì: Tính nCO2 nOH nCO2 , sau đó so sánh số mol CO32- với
3
2+
nCa 2 (hoặc Ba ) nếu số mol nào nhỏ hơn thì lượng kết tủa tính theo số mol ion đó.
♣Dạng 4: Hấp thu a mol CO2 vào dung dịch chứa b mol OH- .
n
Đặt k= OH
nCO2
-Nếu k ≤ 1 , thì thu được muối HCO3- Nếu k ≥2, thì thu được muối CO32-.
-Nếu 1< k < 2, thì thu được hỗn hợp 2 muối.
♣Dạng 5: Cho dung dịch muối cacbonat (CO32-) của kim loại kiềm phản ứng với dung dịch axit
(H+)
+Nếu cho từ từ dung dịch axit (H+) vào dung dịch CO32- thì thứ tự phản ứng xảy ra là
H+ + CO32- → HCO3(1)
Chuyên đề kim loại kiềm, kiềm thổ
H+ + HCO3- → CO2 + H2O
(2)
2+ Nếu cho từ từ dung dịch CO3 vào dung dịch axit (H+) thì chỉ có phản ứng :
2H+ + CO32- → CO2 + H2O .
III. CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ CO2 TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH KIỀM
Câu 1: Sục từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch gồm a mol NaOH và b mol Ca(OH)2. Sự phụ thuộc
của số mol kết tủa CaCO3 vào số mol CO2 được biểu diễn theo đồ thị sau:
(1)
(2)
Tỉ lệ a : b tương ứng là
A. 4 : 5.
B. 2 : 3.
C. 5 : 4.
D. 4 : 3.
Hướng dẫn giải
Áp dụng cơng thức của dạng 2
+ Tại vị trí (1) ứng với lượng CaCO3 tạo ra cực đại nên ta luôn có:
nCaCO3(↓) = nCO2 = nCa2+ = b = 0,25 mol.
(do các phản ứng sau xảy ra: CO2 + OH- → CO32- + H2O
Ca2+ + CO32- → CaCO3 ↓ .
+ Tại vị trí (2): lượng CO2 dư nên đã phản ứng với muối CO32- tạo thành muối HCO3-, nên ta dùng công
thức nCO2 ( max) nOH n
→ 0,7 = (a + 2b) – 0
Thế b = 0,25 vào → a = 0,2.
Vậy a : b = 4 : 5
Câu 2: Sục khí CO2 vào V ml dung dịch hỗn hợp NaOH 0,2M và Ba(OH)2 0,1M. Đồ thị biểu diễn khối
lượng kết tủa theo số mol CO2 phản ứng như sau:
(1)
(2)
Giá trị của V là
A.300
B.250
C.400
D.150.
Hướng dẫn giải
Áp dụng công thức dạng 2
+ Tại vị trí (1) ứng với lượng CO2 thiếu nên Ba2+ chưa chuyển hết thành kết tủa BaCO3, nên sử dụng
công thức nCO2 (min) n = 0,03 mol
+ Tại vị trí (2): lượng CO2 dư nên đã phản ứng với 1 phần với muối CO32- tạo thành muối HCO3-, nên
ta dùng công thức nCO2 ( max) nOH n
0,13 = 0,4V – 0,03 → V = 0,4 lít = 400 ml
(Gọi V lít là thể tích hỗn hợp NaOH và Ba(OH)2, ta có nOH- = 0,2 .V + 2 . 0,1. V = 0,4 V (mol))
Chuyên đề kim loại kiềm, kiềm thổ
Câu 3: Dẫn từ từ khí CO2 vào dung dịch Ba(OH)2 . Sự phụ thuộc của lượng kết tủa vào thể tích khí
CO2 tham gia phản ứng được biểu diễn bằng đồ thị bên
(1)
(2)
Giá trị của x là
A.0,15
B.0,1
C.0,2
D.0,18.
Hướng dẫn giải
-Tại vị trí (1) ứng với lượng phản ứng vừa đủ: CO2 + Ba(OH)2→ BaCO3 ↓ + H2O, nên sử dụng công
thức nCO2 = nBaCO3 ↓= 0,7 mol = nBa(OH)2
-Tại vị trí (2): lượng CO2 dư nên đã phản ứng với 1 phần với muối BaCO3 tạo thành muối Ba(HCO3)2,
nên ta dùng công thức nCO2 ( max) nOH n
1,2 =
2.nBa(OH)2 – x →
x = 2 . 0,7 - 1,2 = 0,2 mol
Câu 4: Dẫn từ từ đến dư khí CO2 vào dung dịch chứa 0,01 mol Ca(OH)2. Sự phụ thuộc của khối lượng
kết tủa (y gam) vào thể tích khí CO2 tham gia phản ứng (x lit) được biểu diễn như đồ thị:
(2)
(1)
Giá trị của m là
A. 0,20.
B. 0,24.
C. 0,72.
D. 1,00.
Hướng dẫn giải
Đã xảy ra các phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O
CaCO3 ↓ + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2.
V
m
-Tại vị trí (1): nCO2 (min) n ↔
=
(I)
22,4 100
7V
3m
-Tại vị trí (2): nCO2 ( max) nOH n ↔
=0,01 . 2 (II) (với nOH- = 2.nCa(OH)2 )
22,4
100
Thế (I) vào (II) → m = 0,2
Câu 5: Dẫn từ từ đến dư khí CO2 vào dung dịch Ba(OH)2. Sự phụ thuộc của khối lượng kết tủa (y gam)
vào thể tích khí CO2 tham gia phản ứng (x lít) được biểu diễn bằng đồ thị bên. Giá trị của m là
(1)
(2)
(3)
Chuyên đề kim loại kiềm, kiềm thổ
A. 19,70.
B. 39,40.
C. 9,85.
D. 29,55.
Hướng dẫn giải
Đã xảy ra các phản ứng: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓ + H2O
BaCO3 ↓ + H2O + CO2 → Ba(HCO3)2.
4m
-Tại vị trí (1): nCO2 = nBa(OH)2 = nBaCO3 =
197
4m
Vậy nOH- = 2.nBa(OH)2 = 2.
197
a
3m
-Tại vị trí (2): nCO2 (min) n ↔
=
(I)
22,4 197
a 33,6
4m
2m
-Tại vị trí (3): nCO2 ( max) nOH n ↔
= 2.
(II)
22,4
197 197
Thế (I) vào (II) → m = 9,85
Câu 6: Hấp thụ hồn tồn 2,24 lít khí CO2(đktc) vào dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được m gam kết tủa.
Giá trị của m là
A. 5,00
B. 19,70
C. 10,00
D. 1,97
Hướng dẫn giải
Do Ca(OH)2 dư nên lượng kết tủa tính theo CO2 → nCaCO3 = nCO2 = 0,1 mol
Vậy mCaCO3 = 0,1 .100 = 10 gam
Câu 7: Hấp thụ hồn tồn 2,24 lít khí CO2 (đktc) vào 750 ml dung dịch Ba(OH)2 0,2M, thu được m
gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 29,55
B. 9,85
C. 19,70
D. 39,40
Hướng dẫn giải
Áp dụng công thức dạng 1
Ta thấy nCO2 < nBa(OH)2 => nBaCO3 = nCO2 = 0,1 mol.
Vậy mBaCO3 = 0,1 . 197 = 19,7 gam
Câu 8: Hấp thụ hồn tồn 6,72 lít khí CO2 (đktc) vào dung dịch có chứa 0,25 mol Ca(OH)2. Khối
lượng kết tủa thu được là
A.10 gam
B.15 gam
C.20 gam
D.25 gam.
Hướng dẫn giải
Áp dụng công thức dạng 1
Ta thấy nCO2 > nCa(OH)2 => nCaCO3 nOH nCO2 = 0,25 . 2 – 0,3 = 0,2 mol.
Vậy mCaCO3 = 0,2 . 100 = 20 gam
Câu 9: Hấp thụ hồn tồn 4,48 lít khí CO2 (đktc) vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M và
Ba(OH)2 0,2M, sinh ra m gam kết tủa. Giá trị của m là
A.19,7
B.17,73
C.9,85
D.11,82.
Hướng dẫn giải
Áp dụng công thức dạng 3
nCO2 = 0,2 mol; nOH- = nNaOH + 2.nBa(OH)2 = 0,25 mol; nBa2+ = 0,1 mol
nCO2 nOH nCO2 = 0,25 – 0,2 = 0,05 mol.
3
Ta thấy nCO32- < nBa2+ => nBaCO3 = nCO32- = 0,05 mol
=> mBaCO3 = 0,05 . 197 = 9,85 gam.
Câu 10: Hấp thụ hồn tồn 2,688 lít khí CO2 (ở đktc) vào 2,5 lít dung dịch Ba(OH)2 nồng độ a mol/l,
thu được 15,76 gam kết tủa. Giá trị của a là
A. 0,032.
B. 0,048.
C. 0,06.
D. 0,04.
Hướng dẫn giải
nCO2 = 0,12 mol; nOH- = 2.nBa(OH)2 = 5a mol; nBaCO3 = 0,08 mol
Ta thấy nBaCO3 < nCO2 => áp dụng công thức nBaCO3 = nOH- - nCO2
Chuyên đề kim loại kiềm, kiềm thổ
=> 0,08 = 5a – 0,12 => a = 0,04.
II. BÀI TẬP VỀ MUỐI CACBONAT
Câu 11: Dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na2CO3 1,5M và KHCO3 1M. Nhỏ từ từ 200 ml dung dịch
HCl 1M vào 100 ml dung dịch X, sinh ra V lít khí (ở đktc). Giá trị của V là
A. 4,48
B. 1,12
C. 2,24
D. 3,36.
Hướng dẫn giải
nCO32- = 0,15 mol; nHCO3- = 0,1 mol; nH+ = 0,2 mol.
Các phản ứng xảy ra: H+ + CO32- →
HCO3(1)
0,15 ← 0,15→
0,15 (mol)
H+ + HCO3- → CO2 + H2O
(2)
(0,2 -0,15) (0,15 +0,1) → 0,05 mol
Vậy VCO2 = 0,05 . 22,4 = 1,12 lít
Câu 12: Dung dịch X gồm KHCO3 1M và Na2CO3 1M. Dung dịch Y gồm H2SO4 1M và HCl 1M. Nhỏ
từ từ 100 ml dung dịch Y vào 200 ml dung dịch X, thu được V lít khí CO2 và dung dịch E. Cho dung
dịch Ba(OH)2 tới dư vào E, thu được m gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m
và V lần lượt là
A. 82,4 và 1,12.
B. 59,1 và 1,12.
C. 82,4 và 2,24.
D. 59,1 và 2,24.
Hướng dẫn giải
H2SO4 1M
KHCO3 1M
100 ml dd Y
+ 200 ml dd X
V lít CO2 + dd E
HCl 1M
Na2CO3 1M
Ba(OH)2 dư + dd E
m gam kết tủa
2nCO3 = 0,2 mol; nHCO3 = 0,2 mol; nH+ = nHCl + 2.nH2SO4 = 0,3 mol; nSO42- = 0,1 mol
Các phản ứng xảy ra: H+ + CO32- →
HCO3(1)
0,2 ← 0,2→
0,2
(mol)
H+ + HCO3- → CO2 + H2O
(2)
(0,3 -0,2) (0,2 +0,2) → 0,1 (mol)
Vây VCO2 = 0,1 . 22,4 = 2,24 lít (loại A, B)
Dung dịch E chứa: ClSO42- ( 0,1 mol)
+ dd Ba(OH)2 dư → (BaSO4 + BaCO3) ↓
K+, Na+
HCO3- (0,4 – 0,1 ) = 0,3 mol
Các phản ứng xảy ra: Ba2+ + SO42- → BaSO4↓
0,1 → 0,1 mol
HCO3- + OH- → CO32- + H2O
0,3 →
0,3 mol
Ba2+ + CO32- → BaCO3↓
0,3 →
0,3 mol
Vậy m(kết tủa) = 0,1 . 233 + 0,3 . 197 = 82,4 gam
Câu 13: Hấp thụ hồn tồn V lít khí CO2 vào dung dịch chứa a mol NaOH và 1,5a mol Na2CO3, thu
được dung dịch X. Chia X thành hai phần bằng nhau. Cho từ từ phần một vào 120 ml dung dịch HCl
1M, thu được 2,016 lít khí CO2. Cho phần hai phản ứng hết với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được 29,55
gam kết tủa. Giá trị của V là
A. 1,12.
B. 1,68.
C. 2,24.
D. 3,36.
Giải
Na 2 CO3 : x
Giả sử mỗi phần dd X gồm:
NaHCO3 : y
- Khi cho ½ dd X + Ba(OH)2 dư :
Bảo toàn C ta có nCO32- + nHCO3- = nBaCO3 = 29,55: 197 = 0,15 mol
Chuyên đề kim loại kiềm, kiềm thổ
x y 0,15 mol (1)
- Khi cho từ từ ½ dd X + dd HCl thì 2 muối sẽ tác dụng đồng thời với HCl tạo khí theo đúng tỉ lệ mol
của chúng . Ta thấy nCO2 = 0,12 mol < tổng số mol C (nCO32- + nHCO3- ), nên H+ đã phản ứng hết.
CO32- + 2H+ → H2O + CO2
u
2u
u
+
HCO3 + H → H2O + CO2
v
v
v
n HCl 2u v 0,12 u 0, 03
Giải hệ
v 0, 06
n CO2 u v 0, 09
Tỉ lệ nCO32- : nHCO3- = 0,03 : 0,06 = 1 : 2
x / y 0,5 2
Giải (1) và (2) được x = 0,05; y = 0,1.
NaOH a mol
V lít CO2 +
Na2CO3 1,5 a mol
Na2CO3 (0,05. 2) = 0,1 mol
NaHCO3 (0,1. 2) = 0,2 mol
BTNT.Na : a + 1,5a . 2 = 0,1 . 2 + 0,2 a = 0,1.
BTNT.C → nCO2 + 1,5 a = 0,1 + 0,2 n CO2 = 0,15 mol
V = 0,15 . 22.4 = 3,36 lít.
Câu 14: Nung m gam hỗn hợp X gồm KHCO3 và CaCO3 ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu
được chất rắn Y. Cho Y vào nước dư, thu được 0,2m gam chất rắn Z và dung dịch E. Nhỏ từ từ dung
dịch HCl 1M vào E, khi khí bắt đầu thốt ra cần dùng V1 lít dung dịch HCl và đến khi khí thốt ra vừa
hết thì thể tích dung dịch HCl đã dùng là V2 lít. Tỉ lệ V1 : V2 tương ứng là
A. 1 : 3.
B. 3 : 4
C. 5 : 6.
D. 1 : 2.
Giải
Khi nung hỗn hợp X đến khối lượng không đổi thì xảy ra các pư sau:
2KHCO3 → K2CO3 + CO2 + H2O
CaCO3 → CaO + CO2
→ Chất rắn Y gồm K2CO3 + CaO, cho Y vào nước dư:
CaO→ Ca(OH)2 → CaCO3 (Z)
Đề cho nhỏ từ từ dung dịch HCl 1M vào E, khi khí bắt đầu thốt ra cần dùng V1 lít dung dịch HCl
→ Trong dung dịch E cịn CO32- mZ = mCaCO3 ban đầu = 0,2m
Ta thấy M(KHCO3) = M(CaCO3) = 100g/mol, đề hỏi tỉ lệ V1:V2
→ Giả sử m = 100 gam (mCaCO3 = 20 gam; mKHCO3 = 80 gam)
nCaCO3 = 0,2 và nKHCO3 = 0,8
nCO2 thoát ra khi nhiệt phân X = nCaCO3 + ½ nKHCO3 = 0,6
Dung dịch E gồm :
K+ (0,8 mol)
nOH- (0,4 mol)
( nOH- = 2.nCa(OH)2 = 2nCa2+ = 0,2. 2 = 0,4 mol)
nCO32- (0,2 mol) ( bảo toàn C: nC/hh X = nC/Z + nC/CO2 + nC/CO32-)
+ V1 lít dd HCl 1M + dd E → bắt đầu có khí:
OH- + H+ → H2O
CO32- + H+ → HCO3→V1. 1 = nCO32- + nOH- = 0,2 + 0,4 = 0,6
+ V2 lít dd HCl 1M + dd E → hết khí thoát ra
Chuyên đề kim loại kiềm, kiềm thổ
OH- + H+ → H2O
CO32- + 2 H+ → CO2 + H2O
→V2. 1 = 2.nCO32- + nOH- = 0,2.2 + 0,4 = 0,8
V1:V2 = 0,6 : 0,8 = 3:4
Câu 15: Nhỏ từ từ 62,5 ml dung dịch hỗn hợp Na2CO3 0,08M và KHCO3 0,12M vào 125 ml dung dịch
HCl 0,1M và khuấy đều. Sau các phản ứng, thu được V ml khí CO2 (đktc). Giá trị của V là
A. 224.
B. 168.
C. 280.
D. 200.
Hướng dẫn giải
CO32- + 2H+ → H2O + CO2
x
2x
x
+
HCO3 + H → H2O + CO2
y
y
y
+
Ta có: 2x + y = nH = 0,0125(1) và x : y = nCO32- : nHCO3- = 0,005 : 0,0075 = 0,08 : 0,12 (2)
Từ (1) và (2) => x = 3,57. 10-3 và y = 5,36. 10-3 mol
V CO2 = 22,4 . (3,57. 10-3 + 5,36. 10-3) = 0,2 lít = 200 ml
Câu 16: Hấp thụ hồn tồn 2,24 lít CO2 (đktc) vào 100 ml dung dịch gồm K2CO3 0,2M và KOH x
mol/lít , sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y. Cho toàn bộ Y tác dụng với dung
dịch BaCl2 (dư), thu được 11,82 gam kết tủa. Giá trị của x là:
A. 1,0
B . 1,4
C. 1,2
D. 1,6
Hướng dẫn giải
KOH 0,1x mol
K2CO3 mol
0,1 mol CO2 +
dd Y
+ BaCl2 dư → 0,06 mol BaCO3↓
K2CO3 0,02 mol
KHCO3 mol
2Ta thấy: nCO2 + nCO3 (trong K2CO3) = 0,1 + 0,02 > nBaCO3 = 0,06 mol
=> Hấp thụ CO2 xảy ra 2 PT:
CO2 + OH- → HCO3- (1)
CO2 + 2OH- → CO3 2- + H2O (2)
Dung dịch Y + BaCl2 :
CO32-/dd Y + Ba2+ → BaCO3↓
Bảo toàn nguyên tố C: nCO2 + nK2CO3 = nHCO3- + nBaCO3
=> nHCO3- = 0,1 + 0,02 – 0,06 = 0,06 mol
(1) + (2) => ∑nOH- = nCO2(1) + 2.nCO2 (2)
= nHCO3- + 2 (nCO2 – nCO2(1))
= 0,06 + 2 (0,1 – 0,06) = 0,14 mol
=> CM = n: V = 0,14 : 0,1 = 1,4 M
Câu 17: Cho 200 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M vào 300 ml dung dịch NaHCO3 0,1M, thu được dung
dịch X và kết tủa Y. Cho từ từ dung dịch HCl 0,25M vào X đến khi bắt đầu có khí sinh ra thì hết V ml.
Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Giá trị của V là
A. 80
B.160
C. 60
D. 40
Hướng dẫn giải
nBa2+ = 0,02 mol; nOH- = 0,04 mol; nHCO3- = 0,03 mol;
Chuyên đề kim loại kiềm, kiềm thổ
0,02 mol Ba(OH)2 + 0,03 mol NaHCO3 →
kết tủa Y: BaCO3
Dd X + V ml HCl 0,25M → bắt đầu có khí thốt ra.
2-
⇒ dung dịch X có CO3
OH- + HCO3- → CO32- + H2O.
0,03←
0,03 →
0,03 (mol)
Ba2+ + CO32- → BaCO3
0,02 →
0,02 (mol)
Vậy dung dịch X chứa: Na+; OH- (0,01 mol); CO32- (0,01 mol).
Cho dd HCl vào dd X đến khi bắt đầu có khí, xảy ra các phản ứng sau:
H+ + OH- → H2O (1)
H+ + CO32- → HCO3- (2)
→ nH+ = nOH- + nCO32- = 0,01 + 0,01 = 0,02 mol
→ V = 0,02 : 0,25 = 0,08 lít = 80 ml
Câu 18: Hòa tan 27,32 gam hỗn hợp E gồm hai muối M2CO3 và MHCO3 vào nước, thu được dung dịch
X. Chia X thành hai phần bằng nhau. Cho phần một tác dụng hoàn toàn với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu
được 31,52 gam kết tủa. Cho phần hai tác dụng hoàn toàn với dung dịch BaCl2 dư, thu được 11,82 gam
kết tủa. Phát biểu nào dưới đây đúng?
A. Hai muối trong E có số mol bằng nhau.
B. Muối M2CO3 khơng bị nhiệt phân.
C. X tác dụng với NaOH dư, tạo ra chất khí.
D. X tác dụng được tối đa với 0,2 mol NaOH.
Hướng dẫn giải
Hướng dẫn giải:
Đặt mỗi phần có chứa: n(M2CO3) = x mol; n(MHCO3) = y mol
-P2: Chỉ có M2CO3 phản ứng tạo kết tủa => x = nBaCO3 (p2) = 11,82 : 197 = 0,06 mol
-P1: nBaCO3 (p1) = 31,52 : 197 = 0,16 mol
P1 + Ba(OH)2 dư:
HCO3- → CO32- → BaCO3
→ BT “C”: nBaCO3(P1) = nM2CO3 + nMHCO3 = x + y
=> y = 0,16 – 0,06 = 0,1 mol ( A sai)
Ta có 27,32 : 2 = 0,06 (2M + 60) + 0,1 (M + 61)
=> M = 18 (NH4+) ( B sai)
NH4 + OH- → NH3 ↑ + H2O ( C đúng)
III. CHUỖI PHẢN ỨNG
Câu 19: Cho các phản ứng sau theo đúng tỉ lệ mol:
to
Y CO2
Z
(a) X
(b) Y H2O
R X H2O
Q X 2H 2O
(c) T Z
(d) 2T Z
Các chất R, Q thỏa mãn sơ đồ trên lần lượt là
A. KOH, K2CO3.
B. Ba(OH)2, KHCO3.
C. KHCO3, Ba(OH)2.
D. K2CO3, KOH.
Hướng dẫn giải
Từ PT (a) và (b) → X là muối MCO3 (với M là Ca hoặc Ba), Z là M(OH)2.
Từ PT (c) và (d), theo tỉ lệ mol và sản phẩm → T là muối HCO3-. (loại C, B).
Chọn A vì (c) KHCO3 + M(OH)2 → KOH + MCO3 + H2O
(d) 2KHCO3 + M(OH)2 → K2CO3 + MCO3 + 2H2O
Câu 20: Cho sơ đồ các phản ứng theo đúng tỷ lệ mol:
Y CO2
Z
(a) X
(b) Y H 2O
Chuyên đề kim loại kiềm, kiềm thổ
R X H2O
Q X 2H 2O
(c) T Z
(d) 2T Z
Các chất R, Q thỏa mãn sơ đồ trên lần lượt là:
A. NaHCO3, Ca(OH)2.
B. Na2CO3, NaOH.
C. NaOH, Na2CO3.
D. Ca(OH)2, NaHCO3.
Hướng dẫn giải
Lập luận tương tự cõu 19
Cõu 21: Cho s cỏc phn ng sau:
điệnphân, có màng ngăn
(a) X 1 H2O
X 2 X 3 H2
CaCO3 Na2CO3 H2O
(b) X 2 X 4
X 1 X 5 H 2O
(c) X 2 X 3
CaSO4 Na2SO4 CO2 H 2O
(d) X 4 X 6
Các chất X5, X6 thỏa mãn sơ đồ trên lần lượt là
A. NaClO, H2SO4.
B. Ca(HCO3)2, NaHSO4.
C. Ca(HCO3)2, H2SO4.
D. NaClO, NaHSO4.
Hướng dẫn giải
Từ PT (a), (b) → X1 là NaCl; X2 là NaOH; X4 là Ca(HCO3)2 (loại B);
Từ PT (d) → X6 phải có Na+, SO42-, H+ (vì sản phẩm có khi CO2) → chọn D.
Câu 22: Cho s cỏc phn ng sau:
điệnphân, có màng ngăn
(a) X 1 H2O
X 2 X 3 H2
BaCO3 K 2CO3 H2O
(b) X 2 X 4
X1 X 5
(c) X 2 X 3
BaSO4 K 2SO4 CO2 H2O
(d) X 4 X 6
Các chất X5 và X6 thỏa mãn sơ đồ trên lần lượt là
A. Ba(HCO3)2, KHSO4.
B. KClO, KHSO4.
C. Ba(HCO3)2, H2SO4.
D. KClO, H2SO4.
Hướng dẫn giải
Lập luận tương tự câu 22. Chọn B
X
Y
X
Y
Z
NaOH
E
CaCO3.
Câu 23: Cho sơ đồ chuyển hóa: NaOH
Biết: X, Y, Z, E là các hợp chất khác nhau và khác CaCO3; mỗi mũi tên ứng với một phương trình hóa
học của phản ứng giữa hai chất tương ứng. Các chất X, Y thỏa mãn sơ đồ trên lần lượt là
A. CO2, CaCl2 B. NaHCO3, CaCl2
C. NaHCO3, Ca(OH)2
D.CO2, Ca(OH)2
Hướng dẫn giải
NaOH + CO2 → NaHCO3 .
NaHCO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + NaOH + H2O.
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O .
Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2NaOH .
Câu 24: Cho sơ đồ chuyển hóa:
X
Y
X
Y
NaOH
Z
NaOH
E
BaCO3
Biết: X, Y, Z, E là các hợp chất khác nhau và khác BaCO3; mỗi mũi tên ứng với một phương trình hóa
học của phản ứng giữa hai chất tương ứng. Các chất X, Y thỏa mãn sơ đồ trên lần lượt là
A. CO2, BaCl2.
B. Ba(HCO3)2, Ba(OH)2.
C. NaHCO3,BaCl2.
D. NaHCO3, Ba(OH)2.
Hướng dẫn giải
Ba(HCO3)2 (X)+ NaOH → BaCO3 + NaHCO3 (Z) + H2O.
Chuyên đề kim loại kiềm, kiềm thổ
NaHCO3 + Ba(OH)2 (Y) → BaCO3 + NaOH + H2O .
2NaOH + Ba(HCO3)2 → BaCO3 + Na2CO3 (E)+ 2H2O
Na2CO3 (E) + Ba(OH)2 (Y) → BaCO3 + 2NaOH
IV- BÀI TẬP VỀ HỖN HỢP KIM LOẠI (IA,IIA) VÀ OXIT CỦA CHÚNG TÁC DỤNG VỚI
NƯỚC.
Câu 25: Cho m gam hỗn hợp gồm Na, Na2O, K2O vào H2O dư, thu được 50 ml dung dịch X và 0,02
mol H2. Cho 50 ml dung dịch HCl 3M vào X, thu được 100 ml dung dịch Y có pH = 1. Cô cạn Y thu
được 9,15 gam chất rắn khan. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 4,0.
B. 4,6.
C. 5,0.
D. 5,5.
Hướng dẫn giải
Quy đổi hỗn hợp gồm : (Na, K, O)
Na
0,02 mol H2
m gam
K + H2O dư →
O
50 ml dd X K+
Na+
+ 0,15 mol HCl →100 ml dd Y (pH = 1)
OHpH = 1 →[H+] = 0,1M → nH+ / dd Y = 0,01 mol
Cho HCl + dd X: H+ + OH- → H2O
→ nOH- / dd X = nH+ phản ứng = nH+ bđ - nH+ dư = 0,15 – 0,01 = 0,14 mol
Cho hỗn hợp (IA, IIA, O) + H2O → dd bazơ + H2
→ nOH- = 2nO + 2nH2 → nO = ( 0,14 – 2.0,02) : 2 = 0,05 mol
Dung dịch Y gồm (K+, Na+, H+, Cl-) → chất rắn gồm (NaCl, KCl)
Vậy m kim loại = m (chất rắn) – mCl- = 9,15 – mCl- = 9,15 – 0,14. 35,5 = 4,18 gam
( nCl- phản ứng tạo muối = nHCl pư = nH+ pư = 0,14 mol)
→ m = m kim loại + mO = 4,18 + 0,05.16 = 4,98
Câu 26: Hịa tan hồn tồn m gam hỗn hợp X gồm Na, K2O, Ba và BaO (trong đó oxi chiếm 10% về
khối lượng) vào nước, thu được 300 ml dung dịch Y và 0,336 lít khí H2. Trộn 300 ml dung dịch Y với
200 ml dung dịch gồm HCl 0,2M và HNO3 0,3M, thu được 500 ml dung dịch có pH = 13. Giá trị của m
là
A. 9,6.
B. 10,8.
C. 12,0.
D. 11,2.
Hướng dẫn giải
Quy đổi hỗn hợp gồm : (Na, K, Ba, O)
Na
0,015 mol H2
m gam
K + H2O dư →
Ba
3000 ml dd X K+
O (10%)
Na+ + 0,04 mol HCl → 500 ml dd pH = 13
Ba2+
0,06 mol HNO3
OH
Ta có nH+ = nHCl + nHNO3 = 0,1 mol
pH = 13 → [H+] = 10-13 M→ [OH-] = 10-1 M → nOH- (dư) = 0,05 mol
Cho HCl + dd X: H+ + OH- → H2O
→ nOH- / dd X = n OH- pư + nOH- dư = 0,1 + 0,05 = 0,15 mol
Cho hỗn hợp (IA, IIA, O) + H2O → dd bazơ + H2
→ nOH- / dd X = 2nO + 2nH2 → nO = ( 0,15 – 2.0,015) : 2 = 0,06 mol
Mà %O = 10%, vậy 10 = [(16 . 0,06) : m]. 100
→ m = 9,6 gam
V- TRẮC NGHIỆM LÝ THUYẾT
Câu 1: Chất nào sau đây tác dụng với nước sinh ra khí H2?
A. K2O.
B. Ca.
C. CaO.
D. Na2O.
Chuyên đề kim loại kiềm, kiềm thổ
Câu 2: Dung dịch Ca(HCO3)2 không tác dụng với dd nào dưới đây?
A.NaOH
B.HCl
C.Na2CO3
D.BaCl2.
Câu 3: Anion gốc axit nào sau đây có thể làm mềm nước cứng?
A. NO3
B. SO42
C. ClO4
D. PO43
Câu 4: Chất X là một bazơ mạnh, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất
clorua vôi (CaOCl2), vật liệu xây dựng. Công thức của X là
A. Ca(OH)2.
B. Ba(OH)2.
C. NaOH.
D. KOH.
Câu 5: Để khử chua cho đất người ta thường sử dụng chất nào sau đây?
A. Muối ăn
B. Thạch cao
C. Phèn chua
D. Vôi sống
Câu 6: Chất nào sau đây không bị phân hủy khi nung nóng?
A.Mg(NO3)2
B.CaCO3
C.CaSO4
D.Mg(OH)2
Câu 7: Hai chất được dùng để làm mềm nước cứng vĩnh cửu là
A.Na2CO3 và Na3PO4
B.Na2CO3 và HCl
C.NaCl và Ca(OH)2
D.Na2CO3 và Ca(OH)2.
Câu 8: Chất nào sau đây vừa tác dụng được với HCl, vừa tác dụng được với NaOH?
A. NaNO3.
B. MgCl2.
C. NaHCO3
D. Na2CO3.
Câu 9: Cho 0,78 gam kim loại kiềm M tác dụng hết với H2O, thu được 0,01 mol khí H2. Kim loại M là
A.Li
B.Na
C.K
D.Rb.
Câu 10: Khi hịa tan hồn tồn m gam mỗi kim loại vào nước dư, từ kim loại nào sau đây thu được thể
tích khí H2 (cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất) là nhỏ nhất?
A. Na
B. Ca
C. K
D. Li
Câu 11: Hịa tan hồn tồn 9,4 gam K2O vào 70,6 gam nước, thu được dung dịch KOH có nồng độ x%.
Giá trị của x là
A. 14.
B. 18.
C. 22.
D. 16.
Câu 12 Trong công nghiệp, để điều chế NaOH người ta điện phân dung dịch chất X (có màng ngăn).
Chất X là
A. Na2SO4.
B. NaNO3.
C. Na2CO3.
D. NaCl.
Câu 13: Hòa tan kim loại IIA vào nước thu được dung dịch X và 4,48 lít hiđro (đkc). Cơ cạn dung dịch
X được 34,2 gam rắn. Kim loại là
A.Ba
B. Be
C. Ca
D. Sr
Câu 14: Cho một hỗn hợp Na-Ba tác dụng với nước (dư), thu được dung dịch X và 3,36 lít H2 (ở đktc).
Thể tích dung dịch axit H2SO4 2M cần dùng để trung hoà dung dịch X là
A. 150ml.
B. 75ml.
C. 60ml.
D. 30ml.
Câu 15: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp K và Na vào nước, thu được dung dịch X và V lít khí H2 (đktc).
Trung hòa X cần 200 ml dung dịch H2SO4 0,1M . Giá trị của V là
A.0,896
B.0,448
C.0,112
D.0,224.
Câu 16: Cho hỗn hợp các kim loại kiềm Na, K hòa tan hết vào nước thu được dung dịch X và 0,672 lít
khí H2(đktc). Thể tích dung dịch HCl 0,1M cần để trung hịa hết dung dịch X là
A.100ml
B.200ml
C.300ml
D.600ml.
Câu 17: Điện phân dung dịch NaCl (điện cực trơ, màng ngăn xốp), thu được dung dịch X. Hấp thụ
CO2 dư vào X, thu được dung dịch chất Y. Cho Y tác dụng với Ca(OH)2 theo tỉ lệ mol 1 : 1, tạo ra chất
Z tan trong nước. Chất Z là
A. Ca(HCO3)2.
B. Na2CO3.
C. NaOH.
D. NaHCO3.
Câu 18: Tro thực vật được sử dụng như một loại phân bón cung cấp nguyên tố kali cho cây trồng do
chứa muối kali cacbonat. Công thức của kali cacbonat là
A. KCl.
B. KOH.
C. NaCl
D. K2CO3
Câu 19: Hoà tan 0,72 gam kim loại kiềm thổ R bằng dung dịch H2SO4 loãng, thu được dung dịch chứa
8,4 gam muối khan. Kim loại R là
A. Mg.
B. Be.
C. Ba.
D. Ca.
Câu 20: Tiến hành các thí nghiệm sau:
a) Sục khí CO2 dư vào dung dịch Ba(OH)2.
Chuyên đề kim loại kiềm, kiềm thổ
b) Cho dung dịch chứa a mol KHSO4 vào dung dịch chứa a mol NaHCO3.
c) Cho Mg dư vào dung dịch HNO3 (phản ứng khơng thu được chất khí).
d) Sục 0,2 mol khí CO2 vào dd chứa 0,3 mol NaOH.
e) Cho KHS vào dung dịch NaOH vừa đủ
Sau khi các phản ứng xảy ra hồn tồn, số thí nghiệm thu được dung dịch chứa hai muối là
A.2
B.3
C.4
D.5.
Câu 21: Đá vơi là ngun liệu có sẵn trong tự nhiên, được dùng làm vật liệu xây dựng, sản xuất
vôi,...Nung 100 kg đá vôi (chứa 80% CaCO3 về khối lượng, còn lại là tạp chất trơ) đến khối lượng
không đổi, thu được m kg chất rắn. Giá trị của m là
A. 80,0.
B. 44,8.
C. 64,8.
D. 56,0.
’
Câu 22: Hòa tan hoàn toàn 4 gam hỗn hợp MCO3 và M CO3 vào dung dịch HCl thấy thốt ra V lít khí
(đktc). Dung dịch tạo thành đem cơ cạn thu được 5,1 gam muối khan. Giá trị của V là
A.1,12.
B.1,68.
C.2,24.
D.3,36.
Câu 23: Muối nào sau đây dễ bị phân hủy khi đun nóng ?
A.Ca(HCO3)2
B.Na2SO4
C.CaCl2
D.NaCl.
Câu 24: Hồ tan hồn tồn 2,4 gam Mg bằng dung dịch HCl dư, thu được V lít khí H2. Giá trị của V là
A. 2,24.
B. 1,12.
C. 3,36.
D. 4,48.
Câu 25: Chất nào sau đây gọi là xút ăn da?
A. NaNO3.
B. NaHCO3.
C. Na2CO3.
D. NaOH.
Câu 26: Thành phần chính của vỏ các loại ốc, sến, sò là
A. Ca(NO3)2.
B. CaCO3.
C. NaCl.
D. Na2CO3.
Câu 27: Hịa tan hồn tồn 1,15 gam kim loại X vào nước, thu được dung dịch Y. Để trung hòa dung
dịch Y cần vừa đủ 50 gam dung dịch HCl 3,65%. Kim loại X là
A.Ca
B.Ba
C.Na
D.K.
Câu 28: Cho 26,8 gam hỗn hợp KHCO3 và NaHCO3 tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được 6,72 lít
khí (đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là
A.19,15
B.20,75
C.24,55
D.30,10.
Câu 29: Chất nào sau đây tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 tạo ra kết tủa?
A.NaCl
B.Ca(HCO3)2
C.KCl
D.KNO3.
Câu 30: Cho các phát biểu sau:
(a) Khí CO khử các oxit của kim loại kiềm thổ thành kim loại.
(b) Để bảo quản kim loại Na người ta ngâm chúng trong dầu hỏa.
(c) Các kim loại Mg, K và Ca đều khử được ion Ag+ trong dung dịch thành Ag.
(d) Thạch cao sống dùng để nặn tượng, đúc khn và bó bột khi gãy xương.
(e) Nhỏ dung dịch Ba(HCO3)2 vào dung dịch KHSO4, thu được kết tủa trắng và có khí thốt ra.
Số phát biểu đúng là
A.5.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Câu 31: Cho các phát biểu sau:
(a) Sục khí CO2 tới dư vào dung dịch Ca(OH)2, thu được kết tủa trắng.
(b) Nhỏ dung dịch Ba(HCO3)2 vào dung dịch KHSO4, thu được kết tủa trắng và có khí thốt ra.
(c) Dung dịch Na2CO3 làm mềm được nước cứng toàn phần.
(d) Thạch cao nung dùng để nặn tượng, bó bột khi gãy xương.
(e) Hợp kim liti – nhôm siêu nhẹ, được dùng trong kĩ thuật hàng không.
Số phát biểu đúng là
A. 3.
B. 2.
C. 5.
D. 4.
Câu 32: Hịa tan hồn tồn 1,1 gam hỗn hợp gồm một kim loại kiềm X và một kim loại kiềm thổ Y (Mx
< My) trong dung dịch HCl dư, thu được 1,12 lít khí H2 (đktc). Kim loại X là
A. K.
B. Na.
C. Rb.
D. Li.