Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế CO2 bằng phản ứng
|
Show Trong phòng thí nghiệm CO2 được điều chế bằng cáchA. Cho CaCO3 tác dụng với dung dịch HCl B. đốt cháy hợp chất hữu cơ C. cho CO tác dụng với oxit kim loại. D. nhiệt phân CaCO3 ở 900 – 1200oC Đáp án hướng dẫn giải chi tiết Điều chế CO2trong phòng thí nghiệm CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O. Đáp án A Điều chế CO2 trong phòng thí nghiệmTrong phòng thí nghiệm ta thường điều chế khí CO2 từ CaCO3 và dung dịch HCl (dùng bình kíp), do đó khí CO2 thu được còn bị lẫn một ít khí hiđro clorua và hơi nước. Phương trình phản ứng: CaCO3(r)+ 2HCl(dd)→ CaCl2(dd)+ CO2 (k)↑ +H2O(l) Để thu được CO2 tinh khiết (do có lẫn khí hiđro clorua, hơi nước) ta cho hỗn hợp khí và hơi qua bình đựng dung dịch NaHCO3 dư, hiđro clorua bị giữ lại. Tiếp tục cho hỗn hợp còn lại đi qua bình đựng H2SO4 đặc hoặc P2O5, hơi nước bị hấp thụ. Ta thu được CO2 tinh khiết. HCl(k)+ NaHCO3 (dd)→ NaCl(dd)+ CO2 (k)↑ +H2O(l) H2SO4 đặc hấp thụ hơi nước. Khí CO2 có từ đâu?Khí CO2được sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm: -Khí thoát ra từ cácvụ phun trào núi lửa. - Là sản phẩm cháy của cáchợp chất hữu cơvà hoạt độnghô hấp của các sinh vật sống hiếu khí. - CO2 là kết quả của sự lên mên của một số vi sinh vật và hô hấp của tế bào. Thực vậthấp thu CO2để quang hợp để tạo thành cacbonhydrat và giải phóng khí oxy. Các sinh vật di dưỡng sử dụng oxy để hô hấp rồi thải khí CO2, tạo thành một chu trình. - Quá trình phân hủy xác động vật cũng tạo ra khí cacbon didoxit. - Khí thải công nghiệp, quá trình đốt nhiên liệu, đốt xăng của các phương tiện giao thông vận tải, hoạt động đun nấu trong sinh hoạt, đốt phá rừng bừa bãi… cũng là nguồn sinh ra khí cacbonic. Trong công nghiệp, CO2được sản xuất từ những khí sinh ra trong quá trình lên men rượu bia, phân hủy chất béo, sản xuất hóa chất như amoniac, tổng hợp methanolhoặc từ khói của các nhà máy đốt than công nghiệp. Người ta thu khí CO2vào các bình sơn đen có chữ màu vàng, nếu được phân phối với số lượng lớn thì nó sẽ được lưu trữ trong các tec chứa siêu lạnh. Ứng dụng của CO2 trong đời sốngTrong công nghệ thực phẩm Ứng dụng của CO2được sử dụng khá phổ biến trong chế biến và bảo quản thực phẩm. - Khí cacbonic được sử dụng để tạo gas cho nhiều loại thức uống như nước coca, pepsi, 7up,… - Ở dạng rắn, cacbon dioxit không nóng chảy mà chỉ thăng hoa. Người ta ứng dụng tính chất đặc biệt này để bảo quản các loại thực phẩm tươi sống. Trong công nghiệp - Được sử dụng trongbình chữa cháy - Trong ngành luyện kim, khí CO2được sử dụng trong sản xuất khuôn đúc để tăng độ cứng - Trong sản xuất và xây dựng, khí cacbonic được sử dụng là một thành phần bảo vệ các mối hàn, chống lại sự oxy hóa. - Là nguyên liệu dùng trong chế biến và sản xuất methanol, urê… CO2 và hiện tượng hiệu ứng nhà kínhKhí CO2là nguyên nhân chính gây hiệu ứng nhà kính.Cùng với hoạt động xả thải quá mức và không có điểm dừng khí thải trực tiếp của con người ra ngoài môi trường chủ yếu là khí CO2, với số lượng lớn hư vậy đã bao phủ khí quyển và phá hủy tầng ozon, như một tầng kính dày bao phủ toàn bộ Trái đất khiến cho Trái đất trông giống như một nhà kính lớn. Theo tính toán của các nhà khoa học, nếu không có lớp khí quyển này nhiệt độ trung bình của bề mặt Trái Đất có thể chỉ là -23 độ. Tuy nhiên, hiện tại nhiệt độ thực tế là 15 độ. Điều này cho thấy rằng, các chất gây hiệu ứng nhà kính đã làm Trái đất nóng lên 38 độ. Sự phát triển nhanh chóng của dân số thế giới cũng như sự khai thác không hợp lý tài nguyên thiên nhiên của con người đang ngày ngày khiến lượng CO2 tăng nhanh. Các hoạt động chính gây ra khí CO2 bao gồm: - Hoạt động hô hấp của động vật, con người - Hoạt động của thiên nhiên: núi lửa, cháy rừng,.. - Hoạt động của con người: sản xuất của các nhà máy và các phương tiện giao thông Các hoạt động trên đã tác động tiêu cực đến khí hậu và ảnh hưởng trực tiếp đến chính con người chúng ta.Ngày nay các hoạt động sinh hoạt, khai thác và phát triển của con người cùng với các hoạt động chặt phá rừng bừa bãi. Khiếnkhí CO2ngày càng tăng, hiện tượng hiệu ứng nhà kính cũng tăng cao. Nhiệt độ không khí trên Trái Đất cũng theo đó mà tăng lên. Mức độ ô nhiễm không khí ngày càng trầm trọng khi lá phổi xanh của trái đất, các cánh rừng xanh bị chặt hạ, thiêu rụi vô sốcàng làm cho lượng khí CO2 khổng lồkhông được hấp thu nên gây tích tụ và dư thừa. Điều này càng làm cho hiệu ứng nhà kính ngày càng nan rộng diện tích trên tầng khí quyển và ngày 1 dày đặc hơn, trở nên phức tạp rất nhiều. Khi các khí gây hiệu ứng nhà kính ngày càng tăng cao trong khí quyển thì việc nhiệt độ tăng nhanh là điều không tránh khỏi. Theo ước tính có khoa học thì đến giữa thế kỷ sau, Trái đất sẽ nóng thêm 1,5 đến 4,5 độ. Nếu không kiểm soát được nguyên nhân gây ra biến đổi khí hậu thìtình trạng nhiệt độ ngày càng tăng sẽ là vấn đề không dễ giải quyết trong một vài hay hàng chục năm,sẽ dẫn tới những hậu quả xấu của hiệu ứng nhà kính trên nhiều lĩnh vực NgoàiCO2ra, các khí CH4, CFC, SO2, metan, ozôn. Các halogen và hơi nước cũng nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính. Ngoài ra, sự phát triển chóng mặt của dân số và công nghiệp cũng ảnh hưởng tới nhiệt độ Trái đất. Điều chế CO2 trong phòng thí nghiệm sẽ giúp các bạn học sinh, sinh viên hiểu về phương pháp và cách thực hiện thí nghiệm điều chế khí cacbon đioxit trong phòng thí nghiệm. Mời các bạn cung tham khảo nhé.! a. Hóa chất – CaCO3, dung dịch HCl, NaHCO3, H2SO4 đặc (hoặc P2O5),… b. Dụng cụ – Bình kíp, ống dẫn khí có van, 2 bình đựng dung dịch: NaHCO3 (bình 1), H2SO4 đặc (bình 2), bình tam giác, bông, ….
Câu hỏi vận dụng liên quanCâu 1. Khí CO2điều chế trong phòng thí nghiệm thường lẫn khí HCl và hơi nước. Để loại bỏ HCl và hơi nước ra khỏi hỗn hợp, ta dùng A. Dung dịch NaOH đặc. B. Dung dịch Na2CO3 bão hoà và dung dịch H2SO4 đặc. C. Dung dịch H2SO4 đặc. D. Dung dịch NaHCO3 bão hoà và dung dịch H2SO4 đặc. Đáp án D
A loại vì NaOH phản ứng với CO2 và HCl B loại vì Na2CO3 phản ứng với CO2 và HCl C loại vì H2SO4 đặc chỉ tách được nước, không tách được CO2và HCl. D đúng vì NaHCO3 chỉ phản ứng với HCl sinh ra khí CO2 và H2SO4 hút nước. NaHCO3 + HCl →NaCl + CO2 + H2O Câu 2. Trong phòng thí nghiệm ta thường điều chế khí CO2từ CaCO3 và dung dịch HCl (dùng bình kíp), do đó khí CO2 thu được còn bị lẫn một ít khí hiđro clorua và hơi nước. Hãy trình bày phương pháp hóa để thu được khí CO2 tinh khiết. Cần sử dụng những chất nào để loại bỏ khí hiđro clorua và hơi nước A. Dung dịch Na2CO3 dư và H2SO4 đặc B. Dung dịch NaHCO3 dư và P2O5 C. Dung dịch NaHCO3 dư và H2SO4 đặc D. Đáp án B và C đều đúng Đáp án D
Phương trình phản ứng: CaCO3(r) + 2HCl(dd) → CaCl2(dd) + CO2 (k) ↑ +H2O(l) Để thu được CO2 tinh khiết (do có lẫn khí hiđro clorua, hơi nước) ta cho hỗn hợp khí và hơi qua bình đựng dung dịch NaHCO3 dư, hiđro clorua bị giữ lại. Tiếp tục cho hỗn hợp còn lại đi qua bình đựng H2SO4 đặc hoặc P2O5, hơi nước bị hấp thụ. Ta thu được CO2 tinh khiết. HCl(k) + NaHCO3 (dd) → NaCl(dd) + CO2 (k) ↑ +H2O(l) H2SO4 đặc hấp thụ hơi nước Câu 3. Trong phòng thí nghiệm CO2 được điều chế bằng cách: A. Nung CaCO3. B. Cho CaCO3 tác dụng HCl. C. Cho C tác dụng O2 D. Cho C tác dụng với dd HNO3. Đáp án B
Câu 4. Một dung dịch có chứa các ion sau: Ba2+, Ca2+, Mg2+, Na+, H+, Cl-. Để tách được nhiều cation ra khỏi dung dịch mà không đưa thêm ion mới vào thì ta có thể cho dung dịch tác dụng với dung dịch nào sau đây? A. Na2SO4 vừa đủ. B. Na2CO3 vừa đủ. C. K2CO3 vừa đủ. D. NaOH vừa đủ. Đáp án B
Ta thêm vào dung dịch Na2SO4vào sẽ loại bỏ được 1 cation Ba2+ + SO42- → BaSO4 ↓ Ta thêm vào dung dịch Na2CO3 sẽ loại bỏ được 4 cation Ba2+ + CO32- → BaCO3 ↓ Ca2+ + CO32- → CaCO3 ↓ Mg2+ + CO32- → MgCO3 ↓ 2H+ + CO32- → CO2 ↑ + H2O Loại C vì dùng K2CO3 thêm ion mới là K+ Ta thêm vào dung dịch NaOH vào sẽ loại bỏ được 2 cation: Mg2+ + SO42- → MgSO4 ↓. H+ + OH- → H2O Vậy thêm Na2CO3 sẽ loại bỏ được nhiều ion nhất Câu 5. Chất được dùng để chữa bệnh đau dạ dày là A. CO. B. CO2tinh thể. C. SiO2. D. NaHCO3. Đáp án D
Khi nồng độ axit HCl trong dạ dày vượt mức cho phép sẽ gây đau dạ dày. Người ta thường sử dụng thuốc muối có thành phần chính là NaHCO3 để chữa do phản ứng sau: NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O |
