Một số bài tập điển hình về cacbon có lời giài

Câu 1: Cacbon tạo thành một số dạng thù hình là:

A. Kim cương

B. Than chì

C. Fuleren

D. Cả A, B, C và cacbon vô định hình

Hướng dẫn giải chi tiết:

Cacbon tạo thành một số dạng thù hình là: Kim cương, than chì, fuleren và cacbon vô địch hình.

Đáp án D

Câu 2: Cacbon có thể tạo với oxi hai oxit là:

A. CO, CO₃

B. CO₂, CO₃

C. CO, CO₂

D. CO₂, C₂O₄

Hướng dẫn giải chi tiết:

Cacbon có thể tạo với oxi 2 oxit là CO, CO₂ 

C + O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) CO₂

C + CO₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2CO

Đáp án C

Câu 3: Để chứng minh sự có mặt của khí CO và CO₂ trong hỗn hợp, người ta dẫn hỗn hợp khí qua (1) thấy xuất hiện kết tủa trắng, sau đó dẫn khí còn lại qua (2) thấy có chất rắn màu đỏ xuất hiện. Hoá chất đem sử dụng ở (1), (2) lần lượt là:

A. Nước vôi trong; đồng (II) oxit nung nóng.   

B. Kali hiđroxit, nhôm oxit

C. Natri hiđroxit, đồng (II) oxit nung nóng.

D. Nước vôi trong; nhôm oxit

Hướng dẫn giải chi tiết:

Dẫn hỗn hợp khí qua (1) thấy xuất hiện kết tủa trắng => (1) là dung dịch nước vôi trong Ca(OH)₂

=> khí CO₂ bị hấp thụ, còn lại khí CO thoát ra khỏi bình

PTHH: CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

Dẫn CO qua (2) thấy chất rắn màu đỏ xuất hiện => chất rắn đó là Cu

=> (2) là CuO

PTHH: CO + CuO \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Cu + CO₂

Đáp án A

Câu 4: Trong luyện kim, người ta sử dụng cacbon và hoá chất nào để điều chế kim loại ?

A. Một số oxit kim loại như PbO, ZnO, CuO, ...

B. Một số bazơ như NaOH, Ca(OH)₂, Cu(OH)₂, ...

C. Một số axit như  HNO₃; H₂SO₄; H₃PO₄, ....

D. Một số muối như NaCl, CaCl₂, CuCl_2,...

Hướng dẫn giải chi tiết:

Trong luyện kim, người ta sử  dụng cacbon và oxit của kim loại để điều chế kim loại

Đáp án A

Câu 5: Đốt cháy m gam C cần V lít O₂ (đktc) thu được 15,68 lít hỗn hợp khí X gồm CO, CO₂ có tỉ lệ về số mol là 3:4. Giá trị m, V lần lượt là

Hướng dẫn giải chi tiết:

\({n_{CO}} + {n_{C{O_2}}} = 0,7\) mol    (1)

\({n_{CO}} + {n_{C{O_2}}} = 3:4\)           (2)

Từ (1) và (2) ⟹ n_CO = 0,3 mol; \({n_{C{O_2}}} = 0,4\) mol.

\(2C + {O_2}\xrightarrow{{{t^0}}}2CO\)

\(C + {O_2}\xrightarrow{{{t^0}}}C{O_2}\)

⟹ n_C = 0,3 + 0,4 = 0,7 mol.

⟹ m = m_C = 0,7.12 = 8,4 gam.

⟹ \({n_{{O_2}}} = \dfrac{{0,3}}{2} + 0,4 = 0,55\) mol.

⟹ V = 0,55.22,4 = 12,32 lít.

Đáp án C

Câu 6: Nung 18g FeO với C dư. Toàn bộ lượng CO₂ sinh ra được dẫn vào bình đựng 100ml dung dịch NaOH nồng độ a M, sau phản ứng thu được dung dịch A. Dung dịch A có khả năng tác dụng tối đa 100ml dung dịch KOH 1M.

a)Viết phương trình hóa học xảy ra

b)Giá trị của a là bao nhiêu?

c) Xác định thành phần % các muối thu được sau phản ứng

Hướng dẫn giải chi tiết:

a) Các PTHH xảy ra:

2FeO + C \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) 2Fe + CO₂ (1)

CO₂ + NaOH → NaHCO₃     (2)

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O   (3)

2NaHCO₃ + 2KOH → Na₂CO₃ + K₂CO₃ + 2H₂O  (4)

b) \({n_{FeO}} = \frac{{18}}{{72}} = 0,25\,(mol)\,\,;\,\,{n_{KOH}} = 0,1.1 = 0,1\,(mol)\)

n_CO2 = ½ n_FeO = 0,25/2 = 0,125 (mol)

Toàn bộ CO₂ hấp thụ vào NaOH thu được dd A . Dd A phản ứng được với KOH nên trong dung dich A chắc chắn phải có NaHCO₃

Vậy khi CO₂ phản ứng với dd NaOH có thể xảy ra các trường hợp sau:

TH₁: Chỉ xảy ra phản ứng tạo muối NaHCO₃.

NaOH phản ứng hết, CO₂ hết hoặc dư, mọi tính toán theo NaHCO₃

CO₂ + NaOH → NaHCO₃     (2)

0,1    ←0,1        ←0,1        (mol)

n_CO2(2) = n_NaHCO3 = 0,1 (mol) < 0,125 mol => CO₂ dư => không phù hợp với bài toán là hấp thụ hết CO₂ => loại

TH₂: Xảy ra phản ứng tạo muối Na₂CO₃ và NaHCO₃. Cả CO₂ và NaOH đều phản ứng hết

CO₂+ NaOH → NaHCO₃ (2)

0,1 ←0,1        ←0,1

CO₂ +      2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O  (3)

(0,125-0,1) → 0,05→ 0,025              (mol)

∑ n_NaOH = 0,1 + 0,05= 0,15 (mol)

=> C_M NaOH = n_NaOH : V_NaOH = 0,15 : 0,1 = 1,5 (M)

c)

Sau phản ứng dd A với KOH thu được dd B có chứa: Na₂CO₃ và K₂CO₃

2NaHCO₃ + 2KOH → Na₂CO₃ + K₂CO₃ + 2H₂O  (4)

       0,1        ←0,1   → 0,05       →0,05                         (mol)

n_K2CO3(4) = 1/2n_KOH = ½. 0,1 = 0,05 (mol) => m_K2CO3(4) = 0,05. 138 = 6,9 (g)

∑ n_Na2CO3 = n_{Na2CO3 (3)} + n­_Na2CO3(4) = 0,025 + 0,05 = 0,075 (mol)

=> ∑ m_Na2CO3 = 0,075.106 = 7,95 (g)

Tổng khối lượng 2 muối là: m = m_K2CO3 + m_Na2CO3 = 6,9 + 7,95 = 14,85(g)

\(\begin{gathered}
\% {K_2}C{O_3} = \frac{{{m_{{K_2}C{O_3}}}}}{{m{\,_{hh\,muoi}}}}.100\% = \frac{{6,9}}{{14,85}}.100\% = 46,46\% \hfill \\
\% N{a_2}C{O_3} = 100\% - 46,46\% = 53,54\% \hfill \\ 
\end{gathered} \)

Câu 7: Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ thu được hỗn hợp khí CO và H₂ ( khí than ướt). Thể tích hỗn hợp khí ở điều kiện tiêu chuẩn thu được từ 1 tấn than  chứa 92% cacbon là bao nhiêu ?

Biết hiệu suất phản ứng đạt 85%.

Hướng dẫn giải chi tiết:

1 tấn= 1000 kg

Khối lượng cacbon có trong 1 tấn than là: \({m_C} = {{92} \over {100}} \times 1000 = 920(kg)\)

                         C + H₂O \(\xrightarrow{{{t^0}}}\)  CO   +      H₂

Theo pư Cứ    12g              22,4 l           22,4l

              Hay  12 kg         22,4 m³          22,4 m³

              Vậy 920 kg          x m³              x m³

\( =  > {\rm{ }}{V_{CO(DKTC)}} = {\rm{ }}{V_{{H_2}(DKTC)}} = {{920} \over {12}}\,.\,22,4 = 1717,33({m^3})\)

=>m tổng thể tích 2 khí thu được theo lí thuyết là (H=100%) = 2×1717,33=3434,66(m³)

Vì H= 85% => Tổng thể tích khí thu được là:\({{{V_{{\rm{LT}}}}} \over {100\% }} \times 85\%  = {{3434,66} \over {100}} \times 85 = 2919,46({m^3})\)

Câu 8: Cho 10,8 gam nhôm tác dụng vừa đủ với 3,6 gam cacbon thu được muối X. Công thức hóa học của muối X là

Hướng dẫn giải chi tiết:

Gọi công thức muối X là Al_xC_y.

\(xAl + yC\xrightarrow{{{t^0}}}A{l_x}{C_y}\)

Theo PTHH ⟹

\(\dfrac{x}{y} = \dfrac{{{n_{Al}}}}{{{n_C}}} = \dfrac{{0,4}}{{0,3}} = \dfrac{4}{3}\).

⟹ CT của X là Al₄C₃.

Câu 9: Cho bột than dư vào hỗn hợp 2 oxit Fe₂O₃ và CuO đun nóng để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,68g hỗn hợp kim loại và 1,568lít khí (đktc). Khối lượng hỗn hợp 2 oxit ban đầu là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

n _khí = V _{hh khí} : 22,4 = 1,568 : 22,4 = 0,07 mol

Gọi x và y lần lượt là số mol của Fe₂O₃ và CuO

Fe₂O₃ + 3C → 3CO + 2Fe

CuO + C → CO + Cu

Nhận thấy n_C = n_CO = 0,07 mol

=> m_C =0,84g

m _CO = 0,07 . 28 = 1,96g

Áp dụng ĐLBT khối lượng ta có

m _{hh oxit} = m_hhKL + m_CO - m_C =3,68 + 1,96 - 0,84 = 4,8g

Câu 10: Lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy 10 kg than cốc có chứa 84% C (biết 1 mol C cháy tỏa ra 396 kJ, C = 12) là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

m_C = 10 . 84% = 8,4kg = 8400g

=> n_C = m_C : M_C = 8400 : 12 = 700mol

Lượng nhiệt tỏa ra Q = 700 . 396 = 277200kJ