Giáo án Hóa học 11 - Bài 21: Hợp chất của Cacbon

ây ngạt thở và dẫn đến tử vong.
- GV: yêu cầu HS xác định số oxi hóa của C trong CO và dự đoán tính chất hóa học của CO.
+ CO là một oxit trơ, không tạo muối. tức là CO không tác dụng với nước, axit hay bazơ.
+ C trong CO có số oxi hóa +2, là số oxi hóa trung gian nên xét về khía cạnh nào đó thì CO có tính oxi hóa và tính khử, tuy nhiên thì tính khử của CO mạnh hơn, thể hiện mãnh liệt hơn, nên ta chỉ xét tính khử của CO.
- GV: Viết một số PTPƯ, chứng minh tính chất hóa học của CO: CO +O2, Fe2O3 + CO.
- Yêu cầu HS lên bảng viết sản phẩm có gợi ý: C từ số oxi hóa +2 lên +4, CO khử các oxit kim loại đến kim loại.
GV: bổ sung kiến thức về tính chất hóa học của CO
+ CO chỉ khử được các oxit của các kim loại đứng sau Al: Fe, Sn, Cu, Pb
+ Tác dụng với một số chất, hợp chất có tính oxi hóa: Cl2, HNO3, H2SO4 đặc
 +2 0 xt +4 -1
CO + Cl2 → COCl2 (photgen)
- Tính khử của CO mạnh hơn tính khử của C. (do CO là một chất khí)
Hoạt động 2: ( 3 -5 ph)
Tìm hiểu phương pháp điều chế CO 
GV: Yêu cầu HS nêu các nguyên tắc điều chế CO trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm.
- Viết các phương trình phản ứng điều chế CO và bổ sung, giải thích kiến thức. 
Hoạt động 3: ( 10 – 12 ph)
Tìm hiểu tính chất của cacbonđioxit
GV: Nêu cấu tạo phân tử của CO2 
GV: Nêu ra CO2 là khí cacbonic là một khí quen thuộc trong thực tiễn. Yêu cầu học sinh liên hệ với thực tế để trả lời câu hỏi sau:
- Nêu một số tính chất vật lý đặc trưng của khí CO2 về trạng thái, màu sắc.
GV: Bổ sung kiến thức:
- CO2 là một chất khí không độc, tuy nhiên lại không tốt, do nếu có mặt lượng CO2 nhiều sẽ chiếm chỗ khí O2 trong không khí, gây khó thở cho con người và động vật.
- Tuy vậy, CO2 có nhiều ứng dụng trong thực tế: các khí ga trong nước giải khát, bia. Khi hạ nhiệt độ thấp xuống thì CO2 ở trạng thái rắn và được gọi là ‘băng khô” (nước đá khô) không nóng chảy mà thăng hoa, được dùng để bào quản thực phẩm, dùng làm khói mù trên sân khấu
Hỏi: Một ứng dụng quan trọng của CO2 đó là được sử dụng để dập tắt các đám cháy, tại sao?
 GV: Yêu cầu HS xác định số oxi hóa của C trong CO2, nêu tính chất hóa học của CO2.
GV: Cho biết:
- CO2 là oxit axit: tác dụng với H2O, oxit bazơ, bazơ tạo 2 muối HCO3-, CO32-, muối của axit yếu.
-Tính oxi hóa: khi tác dụng với kim loại có tính khử mạnh.
- Yêu cầu HS viết phương trình phản ứng minh 
 t0
- Đặc biệt: CO2 + 2NH3 → (NH2)2CO + H2O
phản ứng sản xuất đạm urê
GV: Nêu phương pháp điều chế CO2 
Hoạt động 4: ( 10 – 12 ph)
Tìm hiểu về axit cacbonic và muối cacbonat
GV: Nêu tính chất của axit cacbonic
- Bổ sung kiến thức: Axit cacbonic mang đầy đủ tính chất của một axit, nhưng thông thường người ta xét dưới dạng CO2.
GV: Yêu cầu học sinh nêu tính tan của muối cacbonat?
(xem thêm tính tan của các muối cacbonat trong BTH)
- GV cho biết: Ion HCO3− và CO3‾ là ion gốc axit được sinh ra từ axit cacbonic là một axit yếu. Hỏi: vậy em có nhận xét gì về tính chất của muối hiđrocacbonat và muối cacbonat trung hòa?
- Gợi ý thêm: nhận xét về khả năng nhận và nhường H+.
GV: nhận xét và bổ sung những ý còn thiếu, sau đó yêu cầu HS lấy ví dụ minh họa.
- GV: bổ sung kiến thức ngoài SGK: muối cacbonat còn tham gia phản ứng trao đổi:
Ví dụ: 
Na2CO3 + Ba(NO3)2 → NaNO3 + BaCO3↓
GV cho biết về độ bền nhiệt của muối cacbonat.
Yêu cầu HS lấy ví dụ: với NaHCO3, Ca(HCO3)2.
GV: Nêu ứng dụng của muối cacbonat
Hoạt đông 5: ( 5- 7 ph)
Củng cố – Vận dụng 
GV: Yêu cầu học sinh hoàn thành các bài tập trong SGK 
Bài 5 (trang 88 – SGK)
Bài 4 (trang 88 – SGK)
GV: nhận xét và bổ sung kết quả (néu cần thiết)
GV: Ra BTVN 
Các BT còn lại trong SGK (trang 87 -88)
Gv: Dặn dò làm bài tập và học bài cũ
HS: Ghi bài vào vở
HS: trả lời câu hỏi.
Câu trả lời đúng và đầy đủ:
CO là chất khí, không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí, rất ít tan trong nước, hóa lỏng ở - 191. 50C, hóa rắn ở - 205.20C. CO là một khí độc và rất bền với nhiệt.
HS trả lời:
Trong phân tử CO, C có số oxi hóa là +2, là số oxi hóa trung gian, nên CO thể hiện cả tính oxi hóa và tính khử.
Câu hỏi này HS có thể trả lời C có số oxi hóa +2, CO có tính khử mạnh (theo SGK).
HS lên bảng viết PT:
PT đúng:
HS: Ghi các kết luận vào vở.
HS trả lời câu hỏi:
Trả lời đúng:
+ Trong phòng thí nghiệm: nhiệt phân HCOOH, có xúc tác H2SO4 đặc.
+ Trong công nghiệp: 
Cho hơi nước đi qua than nung đỏ hoặc là trong các lò ga thì người ta sản xuất khí CO bằng cách thổi không khí qua than nung đỏ.
- HS: ghi kiến thức vào vở.
HS trả lời:
Trả lời đúng:
- Chất khí, không màu, nặng hơn không khí.
HS trả lời có thể sẽ theo SGK: CO2 là chất khí, không màu, nặng gấp 1,5 lần không khí, tan không nhiều trong nước.
HS trả lời: 
Câu trả lời đúng: do khí CO2 không cháy và không duy trì sự cháy.
HS trả lời:
Trả lời đúng: C có số oxi hóa +4, là số oxi hóa cao nhất của C, nó chỉ có khả năng nhận e để xuống mức oxi hóa thấp hơn: +2 và 0. Do vậy CO2 có tính oxi hóa.
HS lên bảng lấy ví dụ các phương trình hóa học của CO2 tác dụng với H2O, với 1 oxit bazơ (CaO, MgO), với bazơ (NaOH, Ca(OH)2), muối của axit yếu (Na2CO3, CaCO3)
HS ghi kiến thức vào vở.
HS: Trả lời câu hỏi.
- Muối cacbonat của kim loại kiềm , amoni và các muối hidrocacbonat đều dễ tan trong nước (trừ muối NaHCO3 ít tan). 
- Muối cacbonat của kim loại khác không tan.
HS trả lời: 
Câu trả lời đầy đủ: Ion HCO3− vẫn còn H nên nó có khả năng nhận H thể hiện tính bazơ, và có khả năng nhường H thể hiện tính axit, muối hiđrocacbonat có tính lưỡng tính.(tác dụng với axit và bazơ).
Ion CO3‾ chỉ có khả năng nhận H+, nên nó thể hiện tính bazơ hay muối cacbonat trung hòa có tính bazơ.
HS lên bảng viết PTPƯ:
 to 
2NaHCO3(r) Na2CO3(r) + CO2(k) + H2O
 to
Ca(HCO3)2(r) CaCO3(r) + CO2(k) + H2O
HS: Ghi kiến thức vào vở
HS làm BT và đứng lên trả lời.
Bài 5 ( Trang 88 – SGK)
chọn B
Muối K2CO3 có tính bazơ làm quỳ tím hóa xanh, muối Ba(NO3)2 có môi truờng trung tính nên không làm quỳ tím đổi màu. Khi trộn 2 muối này lại với nhau sẽ tạo ra lết tủa là BaCO3.
Bài 4(trang 88 – SGK)
Dùng nước Br2, dùng quỳ ẩm
SO2 + Br2 + H2O → HBr + H2SO4
CO2 + H2O H2CO3 (làm quỳ ẩm hóa đỏ)
I. CACBON MONOXIT (CO):
1. Cấu tạo phân tử
- Trong phân tử CO, có 2 liên kết cộng hóa trị và một liên kết cho nhận.
- Trong phân tử CO, cacbon có số oxi hóa +2
 2. Tính chất vật lý
- CO là chất khí, không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí, rất ít tan trong nước, hóa lỏng ở -191,50C, hóa rắn ở -205,20C, 
- Rất bền với nhiệt. Khí CO rất độc.
3. Tính chất hóa học
a. Cacbon monoxit là oxit không tạo muối (oxit trung tính):
*CO không tác dụng với nước, axit, kiềm ở điều kiện thường.
b. Tính khử:
+ Tác dụng với oxi ở nhiệt độ cao: phản ứng tỏa nhiều nhiệt
+ Ở nhiệt độ cao, khử được nhiều oxit kim loại
Thí dụ: 
+ Chú ý: CO chỉ khử được các oxit của các kim loại đứng sau Al: Fe, Sn, Cu, Pb
+ Tác dụng với một số chất, hợp chất có tính oxi hóa: Cl2, HNO3, H2SO4 đặc
CO + Cl2 → COCl2 (photgen)
- Tính khử của CO mạnh hơn tính khử của C. (do CO là một chất khí)
- CO là một trong những chất khử mạnh nhất.
4. Điều chế 
a. Trong phòng thí nghiệm: 
b. Trong công nghiệp:
- Cho hơi nước qua than nung đỏ: thu được hỗn hợp khí gọi là khí than ướt gồm 44%CO, H2, N2, CO2. 
- Cho không khí qua than nung đỏ: được hỗn hợp khí được gọi là khí than khô gồm 25% CO, N2, CO2 
II. CACBON DIOXIT (CO2)
1. Cấu tạo phân tử
O = C = O
 Liên kết trong phân tử CO2 là các liên kết cộng hóa trị, có cấu tạo thẳng nên CO2 là phân tử không có cực.
2. Tính chất vật lý
- Chất khí, không màu, không mùi, nặng gấp 1,5 lần không khí, tan ít trong nước. Hóa lỏng ở t0 thường, 60 atm.
 -Ở trạng thái rắn được gọi là “nước đá khô” dùng tạo môi trường lạnh không có hơi ẩm. 
3. Tính chất hóa học
-Không cháy, không duy trì sự cháy của nhiều chất.
CO2 là oxit axit: 
 CO2(k) + H2O (l) H2CO3 (dd) 
 CO2 + CaO → CaCO3
2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2
CO2 có tính oxi hóa
+ Tác dụng với một số kim loại có tính khử mạnh như Mg, Al
 0 +4 t0 +2 0
Mg + CO2 MgO + C
Vì vậy người ta không dùng CO2 để dập tắt các đám cháy magie hay nhôm.
+ Tác dụng với C: 
 +4 0 t0 +2
CO2 + C → 2CO
4. Điều chế
a. Trong phòng thí nghiệm:
- Cho axit clohiđric tác dụng với đá vôi trong bình Kíp:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
b. Trong công nghiệp:
Thu hồi từ đốt cháy hoàn toàn than; quá trình chuyển hóa khí thiên nhiên, sản phẩm dầu mỏ; nung vôi; lên men rượu
III. AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT
1. Axit cacbonic
- H2CO3 là axit rất kém bền nhiệt:
H2CO3 CO2 + H2O
- Là một axit yếu, phân li thành 2 nấc
H2CO3 H+ + HCO3- HCO3- H+ + CO32-
Tạo 2 muối: muối cacbonat trung hòa chứa ion CO32- và muối hidrocacbonat chứa ion HCO3-
2. Tính chất của muối cacbonat 
a) Tính tan
+ Muối cacbonat của kim loại kiềm, amoni và các muối hidrocacbonat đều dễ tan trong nước (trừ muối NaHCO3 ít tan). 
+ Muối cacbonat của kim loại khác không tan.
 b) Tác dụng với axit
- Muối hiđrocabonat à muối cacbonat trung hòa thể hiện tính bazơ:
NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2
 (HCO3- + H+ →H2O + CO2)
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2
 (CO32- + 2H+ → H2O + CO2)
c) Tác dụng với dung dịch kiềm
 Muối hidrocacbonat thể hiện tính axit khi tác dụng với một bazơ mạnh.
NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O
(HCO3- + OH- →H2O + CO32-)
d) Phản ứng nhiệt phân
Độ bền nhiệt:
+ Muối hiđrocacbonat: kém bền nhiệt.
2NaHCO3(r) Na2CO3(r) + CO2(k) + H2O
+ Muối cacbonat: muối tan thì bền nhiệt, không tan thì kém bền nhiệt.
 t0
MgCO3 (r) MgO(r) + CO2 (k)
3. Ứng dụng của một số muối cacbonat
- Canxi cacbonat (CaCO3): dùng làm chất độn trong một số ngành công nghiệp.
- Natri cacbonat khan (Na2CO3: soda khan) dùng trong công nghiệp đồ gốm, bột giặt
- Natri hidrocacbonat (NaHCO3): dùng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm.
Bài 5 ( Trang 88 – SGK)
chọn B
Muối K2CO3 có tính bazơ làm quỳ tím hóa xanh, muối Ba(NO3)2 có môi truờng trung tính nên không làm quỳ tím đổi màu. Khi trộn 2 muối này lại với nhau sẽ tạo ra lết tủa là BaCO3.
Bài 4(trang 88 – SGK)
Dùn