Trang chủ » Hóa Học lớp 9 » Các oxit của Cacbon – Cacbon oxit (CO) và Cacbon đioxit (CO2)
Hai oxit của cacbon khá quen thuộc với tất cả chúng ta là cacbon oxit (CO) và cacbon đioxit (CO2). Vậy chúng có gì giống nhau hay không? Tính chất vật lý và hóa học của hai oxit này có gì giống và khác nhau? Ứng dụng của chúng như thế nào? Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu những vấn đề này trong bài viết này. Mời các bạn cùng theo dõi nhé!
cac-oxit-cua-cacbon
I. CACBON OXIT
Cacbon oxit (cacbon monoxit) có công thức phân tử là: CO. Phân tử khối của CO là 28.
1. Tính chất vật lý của cacbon oxit
Cacbon oxit (CO) là chất khí không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí (dCO/kk = 28/29) và ít tan trong nước. Cacbon oxit là chất khí độc.
2. Tính chất hóa học của cacbon oxit
a) CO là oxit trung bình
Ở điều kiện bình thường, CO không phản ứng với nước, axit và bazơ.
b) CO là chất khử
Ở điều kiện nhiệt độ cao, CO khử được nhiều oxit kim loại tạo thành kim loại và khí CO2.
CO + CuO (t°) → Cu + CO2
4CO + Fe3O4 (t°) → 3Fe + 4CO2
CO cháy trong oxi hoặc không khí với ngọn lửa màu xanh. Phản ứng tỏa nhiều nhiệt.
2CO + O2 (t°) → 2CO2
3. Ứng dụng của cacbon oxit
Khí cacbon oxit có nhiều ứng dụng trong công nghiệp như dùng làm nhiên liệu, chất khử oxit kim loại trong lò cao… Bên cạnh đó, CO còn được dùng làm nguyên liệu trong công nghiệp và nhiều ứng dụng quan trọng khác.
Ứng dụng của CO trong khử oxit sắt trong lò cao
ung-dung-cua-khi-CO
II. CACBON ĐIOXIT
Cacbon đioxit (tên thường gọi là khí cacbonic) có công thức phân tử là CO2. Khối lượng phân tử của CO2 là 44.
1. Tính chất vật lý cacbon đioxit
Cacbon đioxit (CO2) là chất khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí (dCO2/kk = 44/29). CO2 không duy trì sự sống và sự cháy. Khí CO2 có thể bị nén và làm lạnh để hóa rắn, gọi là nước đá khố (hay tuyết cacbonic). Nước đá khô dùng để bảo quản thực phẩm.
Khí cacbonic
cacbon-dioxit-khi-cacbonic-CO2
2. Tính chất hóa học của cacbon đioxit
a) Tác dụng với nước
Khí CO2 phản ứng với nước tạo thành dung dịch axit yếu H2CO3 làm đổi màu quỳ tím sang đỏ. Tuy nhiên H2CO3 là axit kém bền nên dễ bị phân hủy thành CO2 và H2O.
CO2 + H2O ⇔ H2CO3
b) Tác dụng với bazơ
Khí CO2 tác dụng với dung dịch bazơ tạo thành muối và nước.
- Tỉ lệ số mol nCO2 : nNaOH = 1 : 1
CO2 + NaOH → NaHCO3
- Tỉ lệ số mol nCO2 : nNaOH = 1 : 2
CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O
Tùy vào tỉ lệ số mol giữa CO2 và NaOH mà phản ứng tạo ra muối axit hay muối trung hòa hoặc hỗn hợp cả 2 muối.
c) Tác dụng với oxit bazơ
Khí CO2 tác dụng với oxit axit tạo thành muối cacbonat.
CO2 + Na2O → Na2CO3
CO2 + CaO → CaCO3
Như vậy, CO2 có đầy đủ tính chất hóa học của oxit axit.
3. Ứng dụng của cacbon đioxit
Khí CO2 có nhiều ứng dụng trong đời sống cũng như sản xuất như:
- Sử dụng để chữa cháy
- Bảo quản thực phẩm
- Sản xuất nước giải khát có gaz, soda
- Sản xuất phân bón
Ứng dụng của CO2
ung-dung-cua-khi-CO2
III. Giải bài tập về các oxit của cacbon
Câu 1. Hãy viết các PTHH của CO với:
a) Khí O2
b) CuO
Cho biết loại phản ứng, điều kiện phản ứng, vai trò của CO và ứng dụng của mỗi phản ứng.
Bài làm:
a) Phản ứng của CO với O2
2CO + O2 (t°) → 2CO2
⇒ Đây là phản ứng hóa hợp và phản ứng oxi hóa – khử, xảy ra khi có nhiệt độ. CO là chất khử. Phản ứng này tỏa nhiều nhiệt nên CO có ứng dụng làm nhiên liệu.
b) Phản ứng của CO với CuO
CO + CuO (t°) → Cu + CO2
⇒ Đây là phản ứng oxi hóa – khử, xảy ra ở nhiệt độ cao. CO là chất khử. Phản ứng này dùng để điều chế kim loại bằng cách dùng CO khử oxit kim loại ở nhiệt độ cao.
Câu 2. Hãy viết PTHH của CO2 với các dung dịch NaOH và Ca(OH)2 trong các trường hợp sau đây:
a) Tỉ lệ số mol CO2 và NaOH = 1 : 1
b) Tỉ lệ số mol CO2 và Ca(OH)2 = 2 : 1
Bài làm:
a) CO2 + NaOH → NaHCO3
b) 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2
Câu 3. Có hỗn hợp 2 khí là CO và CO2. Nêu phương pháp hóa học để chứng minh sự có mặt của hai khí đó. Viết các PTHH xảy ra.
Bài làm:
– Đầu tiên, dẫn hỗn hợp khí qua dung dịch nước vôi trong dư. Nếu nước vôi trong bị vẫn đục thì chứng tỏ trong hỗn hợp khí có CO2.
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
– Tiếp tục dẫn khí đã qua nước vôi trong qua ống thủy tinh đựng CuO (có màu đen), nung nóng. Sau một thời gian nếu xuất hiện màu đỏ (Cu) và khí sinh ra làm đục nước vôi trong thì chứng tỏ trong hỗn hợp khí ban đầu có CO.
CO + CuO (t°) → Cu + CO2
Câu 4. Trên bề mặt các hố nước vôi tôi để lâu ngày thường có lớp màng chất rắn. Hãy giải thích hiện tượng trên và viết PTHH.
Bài làm:
Trong không khí có nhiều khí CO2. Khí CO2 tiếp xúc với bề mặt nước vôi trong sẽ có phản ứng tạo thành CaCO3 không tan. Sau một thời gian, bề mặt các hố nước vôi trong sẽ có một lớp màng chất rắn CaCO3 xuất hiện.
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O
Câu 5. Hãy xác định thành phần phần trăm % về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp CO và CO2, cho biết các số liệu thực nghiệm sau:
- Dẫn 16 lít khí hỗn hợp CO và CO2 qua dung dịch nước vôi trong dư thu được khí A.
- Đốt cháy hoàn toàn khí A cần 2 lít khí O2.
Các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.
Bài làm:
Dẫn hỗn hợp khí qua nước vôi trong dư, CO2 có phản ứng, khí A thu được là CO:
CO2 + Ca(OH)2 dư → CaCO3 + H2O
Đốt cháy hoàn toàn khí A (CO) cần dùng 2 lít O2:
2CO + O2 (t°) → 2CO2
Do các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất nên ta có:
Thể tích khí CO là:
- VCO = 2VO2 = 4 lít.
- VCO2 = Vhh – VCO = 16 – 4 = 12 lít.
Thành phần % theo thể tích của các chất khí trong hỗn hợp là:
%CO = (4/16) x 100 = 25%
%CO2 = 100 – 25 = 75%
Trong bài học hôm ny chúng ta sẽ cùng tìm hiểu vậy Cacbon Oxit (CO) và Cacbon Đioxit (CO2) có tính chất hóa học và tính chất vật lý như thế nào, chúng có gì giống nhau và khác nhau về thành phần phân tử, được ứng dụng trong các lĩnh vực nào?
Soạn Hóa 9 Bài 28 Các Oxit của Cacbon, Cacbon oxit và dioxit thuộc phần: CHƯƠNG III: SƠ LƯỢC VỀ BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
I. Tính chất hóa học của Cacbon Oxit CO
- Công thức phân tử: CO
- Phân tử khối: 28
a) CO là oxit trung tính
- Ở điều kiện thường, CO không phản ứng với nước, kiềm và axit.
b) CO là chất khử
- Ở nhiệt độ cao, CO khử được điều oxit kim loại
• CO khử CuO (CO khử oxit đồng)
CO(k) + CuO(r,đen) Cu(r,đỏ) + CO2(k)
• CO khử Fe3O4 (CO khử oxit sắt trong lò cao)
4CO(k) + Fe3O4(r) 3Fe(r) + 4CO2(k)
• CO cháy trong không khí (cháy trong oxi) với ngọn lửa màu xanh nhiều nhiệt
2CO(k) + O2(k) 2CO2(k)
II. Tính chất vật lý và Ứng dụng của CO
- CO là chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước và rất độc.
- Cabonoxit CO có nhiều ưng dụng trong công nghiệp như: Dùng làm nhiên liệu, nguyên liệu, chất khử,...
III. Tính chất hóa học của CO2
- Công thức phân tử: CO2
- Phân tử khối: 44
- CO2 có những tính chất hóa học của oxit axit.
a) CO2 tác dụng với nước
- CO2 tác dụng với nước tạo thành axit yếu dễ phân hủy
CO2(k) + H2O(l) H2CO3(dd)
b) CO2 tác dụng với dung dịch bazơ
- CO2 tác dụng với dung dịch bazơ tạo thành muối và nước
• CO2(k) + 2NaOH(dd) → Na2CO3(dd) + H2O(l)
1 mol 2 mol
• CO2(k) + NaOH(dd) → NaHCO3(dd)
1 mol 1 mol
- Tùy vào tỉ lệ mol giữa CO2 và NaOH mà có thể tạo ra muối trung hòa, muối axit hay hỗn hợp 2 muối, nếu:
: Tạo thành muối NaHCO3
: Tạo 2 muối NaHCO3 và Na2CO3
: Tạo muối Na2CO3
c) CO2 tác dụng với axit bazơ
CO2 + CaO → CaCO3
III. Tính chất vật lý và Ứng dụng của CO2
- CO2 là khí không màu, không mùi, không duy trì sự sống và sự cháy.
- CO2 được dùng để chữa cháy, bảo quản thực phẩm, sản xuất nước giải khát.
IV. Bài tập về CO và CO2
* Bài 1 trang 87 SGK Hóa 9: Hãy viết phương trình hóa học của CO với: a) Khí O2; b) CuO.
Cho biết: loại phản ứng, điều kiện phản ứng, vai trò của CO và ứng dụng của mỗi phản ứng đó.
° Lời giải bài 1 trang 87 SGK Hóa 9:
a) phản ứng của CO với O2
2CO + O2 2CO2 (1)
- Phản ứng hóa hợp + oxi hóa khử.
b) Phản ứng của CO với CuO
CO + CuO Cu + CO2 (2)
- Phản ứng oxi hóa khử
- Điều kiện phản ứng: nhiệt độ cao.
- Vai trò của CO: là chất khử.
- Ứng dụng: Phản ứng (1) CO cháy và tỏa nhiều nhiệt dùng trong các lò luyện gang, thép.
Phản ứng (2) ở điều kiện nhiệt độ cao khử oxit đồng CuO tạo kim loại Cu (điều chế Cu).
* Bài 2 trang 87 SGK Hóa 9: Hãy viết phương trình hóa học của CO2 với dung dịch NaOH, dung dịch Ca(OH)2 trong trường hợp:
a) Tỉ lệ số mol nCO2 : nNaOH = 1 : 1
b) Tỉ lệ số mol nCO2 : nCa(OH)2 = 2 : 1
° Lời giải bài 2 trang 87 SGK Hóa 9:
- Phương trình hóa học của CO2 với:
a) Dung dịch NaOH theo tỉ lệ số mol nCO2 : nNaOH = 1 : 1
CO2 + NaOH → NaHCO3
b) Dung dịch Ca(OH)2 theo tỉ lệ nCO2 : nCa(OH)2 = 2 : 1
2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2↓
* Bài 3 trang 87 SGK Hóa 9: Có hỗn hợp hai khí CO và CO2. Nêu phương pháp hóa học để chứng minh sự có mặt của hai khí đó. Viết các phương trình hóa học.
° Lời giải bài 3 trang 87 SGK Hóa 9:
- Cho hỗn hợp khí lội qua bình chứa dung dịch nước vôi trong, nếu nước vôi trong vẩn đục, chứng tỏ trong hỗn hợp khí có khí CO2.
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
- Khí đi ra khỏi bình nước vôi trong được dẫn qua ống thủy tinh đựng CuO nung nóng, nếu thấy có kim loại màu đỏ sinh ra và khí sinh ra khỏi ống thủy tinh làm vẩn đục nước vôi trong thì chứng tỏ trong hỗn hợp đó có khí CO.
CO + CuO → Cu + CO2
* Bài 4 trang 87 SGK Hóa 9: Trên bề mặt hồ nước tôi vôi lâu ngày thường có lớp màng chất rắn. Hãy giải thích hiện tượng này và viết phương trình hóa học.
° Lời giải bài 4 trang 87 SGK Hóa 9:
- Do Ca(OH)2 tác dụng với khí CO2 trong không khí tạo nên lớp CaCO3 rất mỏng trên bề mặt nước vôi.
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O.
* Bài 5 trang 87 SGK Hóa 9: Hãy xác định thành phần phần trăm về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp CO và CO2, biết các số liệu thực nghiệm sau:
- Dẫn 16 lít hỗn hợp CO và CO2 qua nước vôi trong dư thu được khí A.
- Để đốt cháy A cần 2 lít khí oxi. Các thể tích khí đo được ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.
° Lời giải bài 5 trang 87 SGK Hóa 9:
- Khi dẫn hỗn hợp khí CO và CO2 qua nước vôi trong dư thu được khí A là khí CO, trong cùng điều kiện về nhiệt độ, áp suất thì tỉ lệ thể tích cũng bằng tỉ lệ về số mol.
- Phương trình phản ứng đốt cháy khí A:
2CO + O2 → 2CO2.
- Từ phương trình trên ta có: nCO = 2.nO2; vì tỉ lệ mol cũng là tỉ lệ thể tích, và theo bài ra số lít oxi lần dùng là VO2 = 2 lít, nên:
⇒ VCO = 2.VO2 = 2.2 = 4 lít.
- Theo bài ra, hỗn hợp gồm 16 lít CO và CO2 nên: VCO2 = 16 - 4 = 12 lít.
⇒ %VCO2 = .100% = 75%;
⇒ %VCO = 100% - 75% = 25%.
Soạn Hóa 9 Bài 28 Các Oxit của Cacbon, Cacbon oxit và dioxit - Hóa 9 được biên soạn theo SGK mới và được đăng trong mục Soạn Hóa 9 và giải bài tập Hóa 9 gồm các bài Soạn Hóa 9 được hướng dẫn biên soạn bởi đội ngũ giáo viên dạy giỏi hóa tư vấn và những bài Hóa 9 được soanbaitap.com trình bày dễ hiểu, dễ sử dụng và dễ tìm kiếm, giúp bạn học giỏi hóa 9. Nếu thấy hay hãy chia sẻ và comment để nhiều bạn khác học tập cùng.