Phương trình phản ứng: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O

1. Phương trình phản ứng CO2 ra BaCO3:

CO2+ Ba(OH)2 → BaCO3↓+ H2O

2. Điều kiện phản ứng xảy ra khi cho CO2 tác dụng với Ba(OH)2:

Điều kiện phản ứng

Phản ứng không có điều kiện đặc biệt.

Vì không biết sản phẩm thu được là muối nào, ta phải tính tỉ lệ T theo các phản ứng sau:

Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3↓ + H2O (1)

Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2 (2)

T = nCO2 : nBa(OH)2

Nếu T ≤ 1: chỉ tạo muối BaCO3

Nếu T = 2: chỉ tạo muối Ba(HCO3)2

Nếu 1 < T < 2: tạo cả muối BaCO3 và Ba(HCO3)2

Nếu hấp thụ CO2 vào nước vôi và thấy có kết tủa, ta thêm Ba(OH)2 dư vào và lại thấy có kết tủa nữa, suy ra có sự tạo cả BaCO3 và Ba(HCO3)2.

Nếu hấp thụ CO2 vào nước vôi và thấy có kết tủa, ta lọc bỏ kết tủa rồi đun nóng nước lọc lại và lại thấy có kết tủa nữa, suy ra có sự tạo cả BaCO3 và Ba(HCO3)2.

Nếu không có các dữ kiện trên, ta phải xét nhiều trường hợp để giải quyết.

Khi không thể tính T, ta dựa vào các dữ kiện phụ để tìm ra khả năng tạo muối.

Nếu ta hấp thụ CO2 vào nước vôi dư, chỉ có thể tạo muối BaCO3.

Sự tăng giảm khối lượng dung dịch: Khi cho sản phẩm cháy vào bình Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2.

mbình tăng = mhấp thụ

mdd tăng = mhấp thụ – mkết tủa

mdd giảm = mkết tủa – mhấp thụ

Tóm lại, phản ứng có thể tạo ra cả BaCO3 và Ba(HCO3)2, hoặc chỉ tạo ra một trong hai muối tùy vào tỉ lệ T và các điều kiện của phản ứng. Nếu không có đủ dữ kiện, ta có thể dựa vào các dữ kiện phụ để suy ra khả năng tạo muối. Ngoài ra, sự tăng giảm khối lượng bình và dung dịch cũng có thể giúp xác định được sản phẩm của phản ứng.

3. Cách thực hiện phản ứng:

Thí nghiệm sục từ từ khí CO2 vào dung dịch Ba(OH)2 dư là một trong những thí nghiệm cơ bản trong lĩnh vực hóa học. Khi khí CO2 được sục vào dung dịch Ba(OH)2 dư, sẽ xảy ra phản ứng giữa Ba(OH)2 và CO2, tạo thành kết tủa BaCO3.

Quá trình trung hòa axit này có thể được sử dụng để xác định hàm lượng CO2 trong không khí. Ngoài ra, phản ứng trung hòa axit này còn được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác. Ví dụ, trong sản xuất thực phẩm, quá trình trung hòa axit này được sử dụng để tạo ra các sản phẩm có độ pH phù hợp. Trong xử lý nước thải, quá trình trung hòa axit này cũng được sử dụng để điều chỉnh độ pH của nước thải trước khi đưa vào quá trình xử lý tiếp theo.

Ngoài ra, phương pháp trung hòa axit cũng được sử dụng trong phòng thí nghiệm để chuẩn độ axit và kiểm tra độ pH của các dung dịch. Ví dụ, trong quá trình chuẩn độ axit bằng NaOH, quá trình trung hòa axit cũng được sử dụng để xác định lượng axit cần chuẩn độ.

Vì vậy, phương pháp trung hòa axit với CO2 và dung dịch Ba(OH)2 dư là một phương pháp quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ hóa học đến sản xuất và xử lý nước thải.

4. Hiện tượng nhận biết phản ứng:

Xuất hiện kết tủa trắng.

Bạn có biết

Trong phản ứng giữa CO2 và Ba(OH)2, tỉ lệ số mol giữa chúng sẽ quyết định loại sản phẩm cuối cùng được tạo ra. Cụ thể, sản phẩm có thể là muối trung hòa, axit hoặc hỗn hợp hai muối, phụ thuộc vào tỉ lệ số mol của CO2 và Ba(OH)2.

Ví dụ, nếu tỉ lệ số mol của CO2 và Ba(OH)2 là 1:1, phản ứng sẽ tạo ra muối trung hòa BaCO3 và H2O. Tuy nhiên, nếu tỉ lệ số mol là 2:1, phản ứng sẽ tạo ra hỗn hợp hai muối Ba(HCO3)2. Điều này có thể giải thích bằng cách xem xét khả năng của CO2 và Ba(OH)2 tương tác với nhau.

Sự tương tác này có thể dẫn đến nhiều kết quả khác nhau, tùy thuộc vào tỉ lệ số mol giữa chúng. Nếu tỉ lệ số mol của CO2 và Ba(OH)2 là khác nhau, không đạt mức trung hòa, phản ứng sẽ tạo ra axit.

Các sản phẩm này có ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Ví dụ, muối trung hòa BaCO3 được sử dụng trong sản xuất giấy, thuốc lá, thực phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân. Trong khi đó, hỗn hợp hai muối Ba(HCO3)2 được sử dụng trong sản xuất bột nướng và các sản phẩm nước giải khát.

Những hiểu biết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về phản ứng giữa CO2 và Ba(OH)2, và cách sử dụng các sản phẩm tạo ra từ phản ứng này.

5. Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Sục từ từ khí CO2 vào dung dịch Ba(OH)2 dư hiện tượng quan sát được là:

A. không có hiện tượng gì.

B. xuất hiện kết tủa trắng.

C. xuất hiện kết tủa sau đó kết tủa tan.

D. ban đầu không có hiện tượng gì sau đó xuất hiện kết tủa.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Trong phản ứng hoá học giữa CO2 và Ba(OH)2 theo phương trình: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O, chúng ta có thể quan sát thấy một hiện tượng đặc trưng là sự xuất hiện của kết tủa màu trắng. Kết tủa này được hình thành do quá trình trao đổi ion giữa các chất trong phản ứng. Ngoài ra, phản ứng này còn có ứng dụng trong các lĩnh vực như sản xuất hóa chất, điều chế các chất dùng trong ngành dệt, giấy và da, hay trong sản xuất thuốc trừ sâu và thuốc trừ bệnh thực vật.

Ví dụ 2: Sục từ từ khí CO2 vào dung dịch Ba(OH)2 dư, sản phẩm muối thu được là

A. BaCO3

B. Ba(HCO3)2

C. Ban đầu tạo BaCO3 sau đó khí CO2 dư thì thu được Ba(HCO3)2

D. Ban đầu tạo Ba(HCO3)2 sau đó khí CO2 dư thì thu được BaCO3

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Khi sục khí CO2 vào dung dịch Ba(OH)2 dư, phản ứng xảy ra chỉ tạo ra một muối là BaCO3. Tuy nhiên, để hiểu rõ hơn về quá trình phản ứng này, ta cần phân tích chi tiết hơn về cơ chế của nó.

Đầu tiên, xét phía của dung dịch Ba(OH)2. Khi được đưa vào dung dịch nước, Ba(OH)2 sẽ hòa tan thành các ion Ba2+ và OH-. Trong khi đó, khí CO2 sẽ phản ứng với nước để tạo thành H2CO3. H2CO3 là một axit yếu, nên sẽ phân hủy thành H+ và HCO3-. Khi HCO3- tiếp tục phân hủy, ta thu được ion CO32- và H2O.

Tiếp theo, các ion OH- sẽ phản ứng với CO2 để tạo thành ion HCO3-. Sau đó, các ion HCO3- sẽ kết hợp với ion Ba2+ để tạo thành muối kết tủa là BaCO3. Việc sinh ra kết tủa này là do dung dịch chứa quá nhiều ion Ba2+ so với lượng CO2 có thể phản ứng được.

Vì vậy, phương trình hóa học cho phản ứng trên sẽ là:

CO2 + Ba(OH)2 → H2O + Ba(HCO3)2

Ba(HCO3)2 → BaCO3 + CO2 + H2O

Phản ứng này có rất nhiều ứng dụng trong đời sống. Ví dụ, nó được sử dụng để tách khí CO2 trong các quá trình sản xuất công nghiệp. Ngoài ra, muối kết tủa BaCO3 còn được sử dụng trong sản xuất xi măng và các vật liệu xây dựng khác.

Ví dụ 3: Cho 2,24 lít khí CO2 ở đktc tác dụng vừa đủ với dung dịch Ba(OH)2 tạo thành m gam muối trung hòa. Giá trị của m là

A. 13

B. 19,7

C. 25,9

D. 39,4

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Đáp án đúng là: B

Ta có số mol CO2 ban đầu là 0.1 mol.

Theo phương trình hóa học: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O

Mỗi mol CO2 tác dụng với một mol Ba(OH)2. Vậy số mol Ba(OH)2 cần để tác dụng với 0.1 mol CO2 là 0.1 mol.

Do đó, ta có:

Số mol Ba(OH)2 = 0.1 mol

Số mol BaCO3 tạo thành = 0.1 mol

Khối lượng của BaCO3 tạo thành = số mol BaCO3 * khối lượng phân tử BaCO3 = 0.1 * 197 = 19.7 gam.

Vậy khối lượng của BaCO3 tạo thành là 19.7 gam.

Câu 4. Dãy các chất đều phản ứng được với dung dịch Ba(OH)2 là:

A. Al, SO2, H2SO4 , CuCl2

B. Al2O3, CO2, HCl, KCl

C. MgO, CO2, H2SO4 , CuCl2

D. MgO, SO2, H2SO4, CuCl2

Đáp án A

A đúng

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

2 Al + Ba(OH)2 + 2 H2O → Ba(AlO2)2 + 3 H2

Ba(OH)2 + SO2 → H2O + BaSO3↓

Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4+ 2H2O

CuCl2 + Ba(OH)2 → Cu(OH)2 + BaCl2

B sai vì KCl không phản ứng

C sai vì MgO không phản ứng

D sai vì MgO không phản ứng

Câu 5. Cho cacbon lần lượt tác dụng với Al, H2O, CuO, HNO3 đặc , H2SO4 đặc, KClO3, CO2 ở điều kiện thích hợp. Số phản ứng mà trong đó cacbon đóng vai trò chất khử là

A. 6.

B. 4.

C. 7.

D. 5.

Đáp án A: C thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa → H2O, CuO, HNO3 đặc, H2SO4 đặc, KClO3 , CO2

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

C + 2H2O → CO2+ 2H2

2CuO + C → 2Cu + CO2

C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O

C + 2H2SO4→ 2SO2 + CO2 + 2H2O

2KClO3+ 3C → 2KCl + 3CO2

C + CO2→  2CO

Câu 6. Sục 2,24 lít CO2 (đktc) vào 1 lít dung dịch hỗn hợp Ba(OH)2 0,06M, NaOH 0,03M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được a gam kết tủa . Gía trị của a là

A. 19,7

B. 9,85

C. 7,88

D. 13,79

Đáp án B

Ta có :

nCO2 = 0,1 mol ;

nOH- = 1.0,06.2 + 1.0,03.1 = 0,15 mol

nBa2+ = 0,06.1 = 0,06 mol

Mà 1 < nOH- / nCO2 = 0,3/0,2 = 1,5 < 2

=> Phản ứng tạo 2 muối

=> nCO32- = nOH- – nCO2 = 0,15 mol < 0,06 mol

=> nBaCO3 = 0,05 mol

=> m = 197.0,05 = 9,85 gam