Giải bài tập SGK Hóa 11 Bài 19: Luyện tập: TCHH của cacbon, silic và hợp chất của chúng

Nêu các điểm giống và khác nhau về tính chất giữa cacbon đioxit và silic đioxit?

Phương pháp giải

Để so sánh tính chất giữa cacbon đioxit và silic đioxit cần nắm rõ tính chất vật lý và hóa học của các oxit đó.

Hướng dẫn giải

Điểm giống và khác nhau về tính chất giữa cacbon đioxit và silic đioxit

• 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:

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

Phương pháp giải

Để xác định cặp phản ứng đã cho có phản ứng xảy ra hay không cần ghi nhớ:

Phản ứng hóa học không xảy ra khi cả 2 chất đều có tính hóa học tương tự nhau;hoặc phản ứng không sinh ra chất kết tủa, chất bay hơi 

Ví du: cùng có tính khử, cùng có tính oxi hóa mạnh sẽ không phản ứng được với nhau

Hướng dẫn giải

Phương trình hóa học có xảy ra 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

Vậy phản ứng không xảy ra ở các cặp chất a, c, e, h.

Có các chất sau: CO₂, Na₂ CO_3, C, NaOH, Na₂SiO₃, H₂SiO₃. Hãy lập thành một dãy chuyển hóa giữa các chất và viết phương trình hóa học.

Phương pháp giải

Để lập dãy chuyển hóa cần nắm rõ tính chất tính chất hóa học của silic, cacbon và hợp chất của chúng.

Hướng dẫn giải

Dãy chuyển hóa giữa các chất:

C → CO₂→ Na₂CO₃→ NaOH→ Na₂SiO₃→ H₂SiO₃

Các phương trình hóa học:

C + O₂ → CO₂

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃↓ + H₂O

Na₂ CO₃ + Ba(OH)₂ →  BaCO₃ + 2NaOH

SiO₂ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O

Na₂SiO₃ + 2HCl → H₂SiO₃ + 2NaCl

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 K₂CO₃

B. 3,81 g Na₂CO₃ và 2,67 g K₂CO₃

C. 3,02 g Na₂CO₃ và 2,25 g K₂CO₃

D. 4,27 g Na₂CO₃ và 3,82 g K₂CO₃

Phương pháp giải

• Bước 1: Gọi x và y lần lượt là số mol của K₂CO₃ và Na₂CO₃

K₂CO₃ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + H₂O + CO₂↑

x                         → x                                    (mol)

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑

y                           →  y                                   (mol)

• Bước 2: Giải hệ phương trình: 

∑mhh = 138x + 106y = 5,94

∑mmuoikhan = 174x + 142y = 7,74

=> x = ? y = ?

=> m_K2CO3 và m_Na2CO3 =?

Hướng dẫn giải

Gọi số mol của Na₂CO₃ là x (mol) và của K₂CO₃ y (mol)

Na₂CO₃  + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O

x (mol) →             x (mol)

K₂CO₃ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + CO₂ + H₂O

y (mol) →              y (mol)

Ta có hệ phương trình:

\(\begin{array}{l}
\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{106x + 138y = 5,94}\\
{142x + 174y = 7,74}
\end{array}} \right.\\
 \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{x = 0,03}\\
{y = 0,02}
\end{array}} \right.
\end{array}\)

→ m_Na2CO3 = 0,03.106 = 3,18 gam

→ m_K2CO3 = 0,02.138 = 2,76 gam

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?

Phương pháp giải

• Bước 1: Gọi x và y lần lượt là số mol của CO và 

Viết PTHH: 

2CO         +     O₂       \(\xrightarrow{{{t^o}}}\)          2CO₂           (1)

x mol               x/2 mol                 x mol

2H₂       +       O₂          \(\xrightarrow{{{t^o}}}\)       2H₂O                      (2)

y mol             y/2 mol                  y mol

Số mol oxi: 8,96/22,4 = 0,4 (mol)

• Bước 2: Theo đầu bài ta có: x + y = 0,8; 28x + 2y = 6,80

Tính ra: x = ?; y= ?

• Bước 3: Từ đó tính được thành phần phần trăm theo thể tích và theo số mol.

Hướng dẫn giải

Phương trình hóa học:

2CO + O₂   2CO₂           (1)

x        x/2        x mol

2H₂ + O₂  2H₂O                      (2)

y        y/2        y mol

Số mol oxi: 8,96 : 22,4 = 0,4 (mol)

Ta có hệ phương trình:

\(\left\{ \begin{array}{l}
x + y = 0,8\\
28x + 2y = 6,8
\end{array} \right.\)

⇒ x = 0,2; y= 0,6

Phần trăm thể tích bằng phần trăm số mol: 

\(\% {V_{CO}} = \frac{{0,2}}{{0,8}}.100\%  = 25\% \)

\(\% {V_{{H_2}}} = \frac{{0,6}}{{0,8}}.100\%  = 75\% \)

Phần trăm tính theo khối lượng:

\(\% {m_{{H_2}}} = \frac{{0,6.2}}{{6,8}}.100\%  = 17,6\% \)

\(\% {m_{CO}} = 100\%  - 17,6\%  = 82,4\% \)

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%.

Phương pháp giải

• Bước 1: Tính số mol của thủy tinh n = m : M_{K2O.PbO.6SiO2} =?
• Bước 2: Từ đó tính được số mol của K₂CO₃, PbCO₃ và SiO₂ cần dùng

Hướng dẫn giải

Số mol thuỷ tinh là:

\(\frac{{6,{{77.10}^6}}}{{677}} = 0,{01.10^6}(mol)\)

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

Vậy để nấu được 6,77 tấn thủy tinh trên cần dùng 1,38 tấn K₂CO₃, 2,67 tấn PbCO₃ và 3,6 tấn SiO₂