Phản ứng giữa CO2 (carbon dioxide) và Ca(OH)2 (calcium hydroxide) là một quá trình quan trọng trong hóa học. Khi hai chất này tương tác, xảy ra phản ứng hóa học tạo thành cacbonat canxi (CaCO3) và nước (H2O). Phản ứng này không chỉ có ý nghĩa trong việc xử lý khí thải CO2 mà còn có ứng dụng trong các lĩnh vực như xây dựng, công nghiệp và nông nghiệp. Hiểu rõ về phản ứng CO2 + CaOH2 giúp chúng ta tìm ra những giải pháp bền vững cho vấn đề biến đổi khí hậu và quản lý môi trường.
Lý thuyết phương trình CO2 + CaOH2
Phương trình phản ứng CO2 tác dụng Ca(OH)2
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O
kết tủa trắng
Điều kiện phản ứng CO2 + CaOH2
Không có
Cách tiến hành phản ứng cho CO2 + CaOH2
Sục khí CO2 qua dung dịch nước vôi trong Ca(OH)2
Hiện tượng Hóa học CO2 + CaOH2
Xuất hiện kết tủa trắng Canxi cacbonat (CaCO3) làm đục nước vôi trong
Bài toán CO2 dẫn vào dung dịch Ca(OH)2
Do ta không biết sản phẩm thu được là muối nào nên phải tính tỉ lệ T:
- Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O (1)
- Ca(OH)2 + 2CO2 → Ca(HCO3)2 (2)
- Đặt T = nCO2 : nCa(OH)2
- Nếu T ≤ 1: chỉ tạo muối CaCO3
- Nếu T = 2: chỉ tạo muối Ca(HCO3)2
- Nếu 1 < T < 2: tạo cả muối CaCO3 và Ca(HCO3)2
- Hấp thụ CO2 vào nước vôi trong thấy có kết tủa, thêm NaOH dư vào thấy có kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả CaCO3 và Ca(HCO3)2
- Hấp thụ CO2 vào nước vôi trong thấy có kết tủa, lọc bỏ kết tủa rồi đun nóng nước lọc lại thấy kết tủa nữa suy ra có sự tạo cả CaCO3 và Ca(HCO3)2.
Nội dung mở rộng Ca(OH)2
Canxi hidroxit Ca(OH)2 là gì?
Canxi hidroxit Ca(OH)2 là một chất dạng tinh thể không màu hay bột màu trắng, và thu được khi cho Canxi oxit (CaO, tức vôi sống) tác dụng với nước (gọi là tôi vôi). Nó cũng có thể kết tủa xuống khi trộn dung dịch chứa Canxi clorua (CaCl2) với dung dịch chứa Natri hiđroxit (NaOH).
Vôi tôi có 2 dạng phổ biến:
- Dạng vôi sữa: là dung dịch Ca(OH)2 chưa lọc có thể vẩn của các hạt hyđroxyt canxi rất mịn trong nước.
- Nước vôi dạng trong: dung dịch Ca(OH)2 sau khi lọc bỏ cặn rắn thu được dung dịch trong suốt.
Tính chất của Ca(OH)2
Tính chất vật lý của Ca(OH)2
- Ca(OH)2 là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước. Khi tan tạo thành dung dịch canxi hyđroxit.
- Trong tự nhiên Ca(OH)2 nó tồn tại trong một loại khoáng chất là portlandite.
- Ca(OH)2 Không mùi, dễ bắt cháy.
- Nhiệt độ nóng chảy là 580 độ C (853 K).
- Phân tử gam là 74,093 g/mol.
Tính chất hóa học của ca(oh)2
Dung dịch canxi hidroxit có có tính bazơ mạnh. Mang đầy đủ tính chất của 1 bazơ điển hình:
– Làm thay đổi màu sắc của các chất chỉ thị màu
Canxi hidroxit khiến giấy quỳ tím chuyển sang màu xanh và làm cho dung dịch phenolphtalein từ không màu chuyển sang màu hồng.
– Ca(OH)2 tác dụng với axit tạo thành muối và nước
Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O
– Tác dụng với oxit axit tạo thành muối và nước
3Ca(OH)2 + P2O5 → Ca3(PO4)2↓ + 3H2O
Riêng trường hợp tác dụng với CO2
Khi sục từ từ khí CO2 tới dư vào dung dịch Ca(OH)2 thì
Ban đầu dung dịch vẩn đục:
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O
Sau đó kết tủa tan dần và dung dịch trong suốt:
CO2 + H2O + CaCO3 → Ca(HCO3)2
-Tác dụng với muối tạo thành muối mới và bazo mới
Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaOH
5 Ứng dụng quan trọng nhất của Ca(OH)2
- Thứ nhất, Ca(OH)2 là hóa chất quan trọng dùng để xử lý nước.
- Thứ hai, Ca(OH)2 là nguyên liệu rất quan trọng của các ngành công nghiệp.
- Thứ ba, Ca(OH)2 là hóa chất được sử dụng nhiều trong nông nghiệp.
- Thứ tư, Ca(OH)2 là nguyên liệu của ngành xây dựng.
- Thứ năm, Ca(OH)2 được ứng dụng rất nhiều trong y tế.
Bài tập vận dụng minh họa CO2 + CaOH2
Câu 1. Hấp thụ hoàn toàn 0,672 lít CO2 (đktc) vào 2 lít Ca(OH)2 0,01M thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là
- 1g.
- 1,5g
- 2g
- 2,5g
Đáp án A
nCO2 = 0,672/22,4 = 0,03 (mol)
nCa(OH)2 = 2.0,01 = 0.02 (mol)
Xét tỉ lệ:
1 < nCO2/nCa(OH)2 = 0,03/0,02 = 1,5 < 2
→ Phản ứng tạo hai muối là CaCO3 và Ca(HCO3)2, khi đó cả CO2 và Ca(OH)2 đều hết
Gọi x, y lần lượt là số mol của CaCO3 và Ca(HCO3)2 ta có:
Các phản ứng:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O(1)
2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 (2)
Theo phương trình phản ứng (1):
nCO2 = nCa(OH)2 = nCaCO3 = x (mol)
Theo phương trình phản ứng (2):
nCO2 = 2nCa(HCO3)2 = 2y (mol)
nCa(OH)2 = nCa(HCO3)2 = y (mol)
Từ đó ta có hệ phương trình sau:
x + 2y = 0,03 (3)
x + y = 0,02 (4)
Giải hệ phương trình (3), (4) ta được:
→ x = y = 0, 01(mol) →x = y= 0,01 (mol)
mKết tủa = mCaCO3 = 0,01.100 = 1(g)
Câu 2. Sục khí CO2 vào dd nước vôi trong, hiện tượng xảy ra:
- Có kết tủa ngay, lượng kết tủa tăng dần qua một cực đại rồi sau đó tan trở lại hết.
- Một lúc mới có kết tủa, lượng kết tủa tăng dần qua một cực đại rồi lại giảm.
- Có kết tủa ngay, nhưng kết tủa tan trở lại ngay sau khi xuất hiện.
- Có kết tủa ngay, lượng kết tủa tăng dần đến một giá trị không đổi.
Đáp án A
Sục khí CO2 vào dung dịch nước vôi trong, Có kết tủa ngay, lượng kết tủa tăng dần qua một cực đại rồi sau đó tan trở lại hết.
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (1)
2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 (2)
Câu 3. Hấp thụ hoàn toàn V lít (đktc) CO2 vào 200 ml dd hỗn hợp (Ba(OH)2 1,2M và NaOH 2M), phản ứng hoàn toàn thu được 27,58 gam kết tủa. Giá trị V là:
- 3,136
- 2,24 hoặc 15,68
- 17,92
- 3,136 hoặc 16,576.
Đáp án D
nNaOH = 0,2 mol; nBa(OH)2 = 0,1 mol; nBaCO3 = 0,08 mol
nBaCO3 = 0,08 mol < nBa(OH)2 = 0,1 mol
Nên có 2 trường hợp
Trường hợp 1: Chưa có sự hòa tan kết tủa
nCO2 = nBaCO3 = 0,08 mol => V = 0,08.22,4 = 1,792 lít
Trường hợp 2: Đã có sự hòa tan kết tủa
=> nCO2 = nOH – nCO32- = (nNaOH + 2nBa(OH)2) – nBaCO3 = 0,32 mol
=> V = 0,32.22,4 = 7,168 lít
Câu 4. Thuốc thử để nhận biết dung dịch Ca(OH)2 là:
- Na2CO3
- KCl
- NaOH
- NaNO3
Đáp án A
Câu 5. Nhóm các dung dịch có pH > 7 là:
- HCl, NaOH
- H2SO4, HNO3
- NaOH, Ca(OH)2
- BaCl2, NaNO3
Đáp án C
- Sai vì HCl là axit pH < 7
- Sai vì H2SO4, HNO3 là axit pH < 7
- Đúng NaOH, Ca(OH)2 là dung dịch kiềm pH > 7
- BaCl2, NaNO3 có môi trường trung hòa nên pH = 7
Câu 6. Để phân biệt hai dung dịch NaOH và Ba(OH)2 đựng trong hai lọ mất nhãn ta dùng thuốc thử:
- Quỳ tím
- HCl
- NaCl
- H2SO4
Đáp án D
Để phân biệt hai dung dịch NaOH và Ba(OH)2 đựng trong hai lọ mất nhãn ta dùng thuốc thử H2SO4
Mẫu thử nào xuất hiện kết tủa trắng, thì chất ban đầu là Ba(OH)2
Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O
Câu 7. NaOH có tính chất vật lý nào sau đây?
- Natri hiđroxit là chất rắn không màu, ít tan trong nước
- Natri hiđroxit là chất rắn không màu, hút ẩm mạnh, tan nhiều trong nước và tỏa nhiệt
- Natri hiđroxit là chất rắn không màu, hút ẩm mạnh và không tỏa nhiệt
- Natri hiđroxit là chất rắn không màu, không tan trong nước, không tỏa nhiệt.
Đáp án B
NaOH có tính chất vật lý
Natri hiđroxit là chất rắn không màu, hút ẩm mạnh, tan nhiều trong nước và tỏa nhiệt
Câu 8. Cặp chất cùng tồn tại trong dung dịch (không tác dụng được với nhau) là:
- NaOH, KNO3
- Ca(OH)2, HCl
- Ca(OH)2, Na2CO3
- NaOH, MgCl2
Đáp án A
- Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O
- Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2NaOH
- NaOH + MgCl2 → Mg(OH)2 + 2NaCl
Câu 9: Phải dùng bao nhiêu lit CO2 (đktc) để hòa tan hết 20 g CaCO3 trong nước, giả sử chỉ có 50% CO2 tác dụng.
Phải thêm tối thiểu bao nhiêu lit dd Ca(OH)2 0,01 M vào dung dịch sau phản ứng để thu được kết tủa tối đa. Tính khối lượng kết tủa:
- 4,48 lit CO2, 10 lit dung dịch Ca(OH)2, 40 g kết tủa.
- 8,96 lit CO2, 10 lit dung dịch Ca(OH)2, 40 g kết tủa.
- 8,96 lit CO2, 20 lit dung dịch Ca(OH)2, 40 g kết tủa.
- 4,48 lit CO2, 12 lit dung dịch Ca(OH)2, 30 g kết tủa.
Đáp án C
nCaCO3 = 20/100 = 0,2 mol
Phương trình hóa học
CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2
x……….x………………………..x
Phương trình hóa học ta có
nCO2 lý thuyết = x = nCaCO3 = 0,2 mol
=> nCO2 tt = nCO2 lt/50%.100% = 0,4 mol
V CO2 tt = 0,4.22,4 = 8,96 lít
Ta có
Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 → 2CaCO3 + 2H2O
x……….x………………………..x
Vậy tối thiểu cần là x = 0,2 mol ⇒ VCa(OH)2 = 0,2/0,01 = 20 lít
nCaCO3 = 2x = 0,4 mol
⇒ m↓ = 0,4.100 = 40g
Câu 10: Cho 1,12 lit khí sunfurơ (đktc) hấp thụ vào 100 ml dd Ba(OH)2 có nồng độ aM thu được 6,51 g ↓ trắng, trị số của a là:
- 0,3
B . 0,4
- 0,5
- 0,6
Đáp án B
Ta có 0,05 mol SO2 + 0,1.a Ba(OH)2 → 0,03 mol BaSO3
SO2 + Ba(OH)2 → BaSO3 + H2O (1)
BaSO3 + SO2 + H2O → Ba(HSO3)2 (2)
Theo phương trình (1) nSO2 = 0,1.a mol, nBaSO3 = 0,1.a mol
Theo phương trình (2) nBaSO3 =0,1a – 0,03 mol => nSO2 = 0,2a – 0,03 mol
Tổng số mol SO2 là: nSO2 = 0,1a + 0,1a – 0,03 = 0,05 → a = 0,4M
Câu 11. Dẫn 4,48 lít khí CO2 (ở đktc) qua 250ml dung dịch NaOH 1M.
Cô cạn dụng dịch sau phản ứng thu được m gam muối khan. Tính giá trị của m?
- 31,5 g
- 21,9 g
- 25,2 g
- 17,9 gam
Đáp án D
nCO2 = 0,2 mol
nNaOH = 0,25 mol
Ta thấy: 1< T < 2 nên tạo ra 2 muối NaHCO3 và Na2CO3
Gọi x và y lần lượt là số mol của NaHCO3 và Na2CO3
Ta có các phương trình phản ứng
CO2 + NaOH → NaHCO3 (1)
x ← x ← x (mol)
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 (2)
y ← 2y ← y (mol)
Theo bài ra và phương trình phản ứng ta có hệ phương trình như sau
nCO2 = x + y = 0,2 (3)
nNaOH = x + 2y = 0,25 (4)
Giải hệ phương trình ta có x = 0,15 (mol) và y = 0,05 (mol)
Khối lượng muối khan thu được:
mNaHCO3 + mNa2CO3 = 84.0,15 + 106.0,05 = 17,9 gam
Câu 12. Hấp thụ hoàn toàn 15,68 lít khí CO2 (đktc) vào 500ml dung dịch NaOH có nồng độ C mol/lít.
Sau phản ứng thu được 65,4 gam muối. Tính C.
- 1,5M
- 3M
- 2M
- 1M
Đáp án C
nCO2 = 0,7 mol
Gọi số mol của muối NaHCO3 và Na2CO3 lần lượt là x và y
Ta có các phương trình phản ứng
CO2 + NaOH → NaHCO3 (1)
x ← x ← x (mol)
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 (2)
y ← 2y ← y (mol)
Theo bài ra và phương trình phản ứng ta có hệ phương trình như sau
nCO2 = x + y = 0,7 (3)
Khối lượng của muối là:
84x + 106y = 65.4 (4)
Giải hệ từ (3) và (4) ta được: x = 0,4 (mol) và y = 0,3 (mol)
Từ phương trình phản ứng ta có: n = x + 2y = 0,4 + 2.0,3 = 1 (mol)
Vậy nồng độ của 500ml ( tức 0,5 l) dung dịch NaOH là C = n/V = 1/0,5 = 2M
Phản ứng CO2 (carbon dioxide) và Ca(OH)2 (calcium hydroxide) tạo ra CaCO3 (calcium carbonate), đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý khí thải CO2 và bảo vệ môi trường. Hiểu về quá trình này là cách để chúng ta khám phá các phương pháp xử lý CO2 hiệu quả và tái sử dụng nguồn tài nguyên. Phản ứng CO2 + CaOH2 mở ra những triển vọng đáng kỳ vọng cho việc xây dựng một tương lai bền vững và giữ gìn hành tinh của chúng ta.
Xem thêm:
