Phản ứng CaCO3 + HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
1. Phương trình phản ứng CaCO3 ra CO2
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
2. Điều kiện phản ứng CaCO3 ra CaCl2
Nhiệt độ thường
3. Đá vôi tác dụng với HCl có hiện tượng
Đá vôi tan dần và thấy có khí không màu thoát ra làm dung dịch sủi bọt.
4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
4.1. Bản chất của CaCO3 (Canxi cacbonat)
CaCO3 mang đầy đủ tính chất hoá học của muối tác dụng được với các axit mạnh.
4.2. Bản chất của HCl (Axit clohidric)
HCl là một axit mạnh tác dụng được với muối cacbonat tạo muối mới và nước, đồng thời giải phóng khí cacbonic.
5. Mở rộng kiến thức về CaCO3
5.1. Tính chất vật lí & nhận biết
- Tính chất vật lí: Là chất rắn màu trắng, không tan trong nước.
- Nhận biết: sử dụng dung dịch axit HCl, thấy thoát ra khí không màu, không mùi:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
5.2. Tính chất hóa học
- Mang đầy đủ tính chất hóa học của muối:
Tác dụng với axit mạnh:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
Kém bền với nhiệt:
CaCO3 -to→ CaO + CO2
CaCO3 tan dần trong nước có hòa tan khí CO2.
CaCO3 + CO2 + H2O ⇆ Ca(HCO3)2
→ khi đun nóng:
Ca(HCO3)2 -to→ CaCO3↓ + CO2 + H2O
5.3. Điều chế
Đa số cacbonat canxi được sử dụng trong công nghiệp là được khai thác từ đá mỏ hoặc đá núi. Cacbonat canxi tinh khiết (ví dụ loại dùng làm thuốc hoặc dược phẩm), được điều chế từ nguồn đá mỏ (thường là cẩm thạch) hoặc nó có thể được tạo ra bằng cách cho khí cacbonic qua dung dịch canxi hidroxit.
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O
6. Tính chất hóa học của HCl
Dung dịch axit HCl có đầy đủ tính chất hoá học của một axit mạnh.
6.1. Tác dụng chất chỉ thị
Dung dịch HCl làm quì tím hoá đỏ (nhận biết axit)
HCl → H+ + Cl-
6.2. Tác dụng với kim loại
Tác dụng với KL (đứng trước H trong dãy Bêkêtôp) tạo muối (với hóa trị thấp của kim loại) và giải phóng khí hidrô (thể hiện tính oxi hóa)
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2
Cu + HCl → không có phản ứng
6.3. Tác dụng với oxit bazo và bazo
Sản phẩm tạo muối và nước
NaOH + HCl → NaCl + H2O
CuO + 2HCl CuCl2 + H2O
Fe2 O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O
6.4. Tác dụng với muối
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑
AgNO3 + HCl → AgCl↓ + HNO3
(dùng để nhận biết gốc clorua )
Ngoài tính chất đặc trưng là axit , dung dịch axit HCl đặc còn thể hiện vai trò chất khử khi tác dụng chất oxi hoá mạnh như KMnO4, MnO2, K2 Cr2O7, MnO2, KClO3 ……
4HCl + MnO2 MnCl2 + Cl + 2H2O
K2Cr2O7 + 14HCl → 3Cl2 + 2KCl + 2CrCl3 + 7H2O
Hỗn hợp 3 thể tích HCl và 1 thể tích HNO3 đặc được gọi là hỗn hợp nước cường toan ( cường thuỷ) có khả năng hoà tan được Au ( vàng)
3HCl + HNO3 → 2Cl + NOCl + 2H2O
NOCl → NO + Cl
Au + 3Cl → AuCl3
7. Bài tập vận dụng
Câu 1. Cặp chất nào sau đây có thể tồn tại trong cùng một dung dịch
A. KCl và NaOH
B. AgNO3và NaCl
C. Ba(OH)2 và NaOH
D. CaCO3 và HCl
Lời giải:
Đáp án: A
Câu 2. Phản ứng nào sau đây sau phản ứng thu được chất khí
A. KCl + AgNO3
B. CaCO3+ HCl
C. NaOH + H2SO4
D. BaCl2 + Na2SO4
Lời giải:
Đáp án: B
Giải thích:
Phương trình phản ứng hóa học
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Câu 3. Dãy muối cacbonat bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao
A. K2CO3, Ba(HCO3)2.
B. Na2CO3, KHCO3.
C. CaCO3, Ca(HCO3)2.
D. MgCO3, K2CO3.
Lời giải:
Đáp án: C
Giải thích:
Na2CO3 và K2CO3 không bị nhiệt phân hủy
=> loại A, B, D => Chọn C
CaCO3 → CaO + CO2↑
Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O
Câu 4. Cho 10 gam CaCO3 vào dung dịch HCl dư thể tích CO2 thu được ở đktc là:
A. 11,2 lít
B. 1,12 lít
C. 2,24 lít
D. 22,4 lít
Lời giải:
Đáp án: C
Giải thích:
Số mol CaCO3 = 10 : 100 = 0,1 mol
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
0,1 0,1
→ Vkhí = n.22,4 = 0,1.22,4 = 2,24 lít.
Câu 5. Cho dung dịch NaOH vào ống nghiệm đựng dung dịch FeCl3, hiện tượng quan sát được là:
A. Có kết tủa trắng xanh.
B. Có khí thoát ra.
C. Có kết tủa đỏ nâu.
D. Kết tủa màu trắng.
Lời giải:
Đáp án: C
Giải thích:
3NaOH + FeCl3 → 3NaCl + Fe(OH)3 (↓ đỏ nâu)
Câu 6. Thổi V lít khí CO2 (đktc) vào 100ml dd Ca(OH)2 1M thu được 6g kết tủa. Lọc kết tủa đun nóng dung dịch lại thấy có kết tủa nữa. Tìm V?
A. 3,136 lít
B. 6,272 lít
C. 2,240 lít
D. 3,360 lít
Lời giải:
Đáp án: A
Giải thích:
nCaCO3 =6/100 = 0,06 mol
Do đun nóng lại thu được thêm kết tủa => nên có Ca(HCO3)2
nCaCO3 tạo thêm là 4/100 = 0,04 mol
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
0,06 0,06 0,06
2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2
Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O
0,04 0,04
→ nCO2 ở phản ứng 2 là 0,04.2 =0 ,08 mol
→ nCO2= 0,06 + 0,08 = 0,14 mol
→ V = 0,14.22,4 = 3,136 lít
Câu 7. Cho 18,25 gam muối hiđrocacbon phản ứng hết với dung dịch H2SO4 (dư), thu được dung dịch chứa 15 gam muối sunfat trung hòa. Công thức của muối hiđrocacbon là:
A. KHCO3
B. Mg(HCO3)2
C. NaHCO3
D. Ca(HCO3)2
Lời giải:
Đáp án: B
Giải thích:
Gọi công thức muối hiđrocacbonat: M(HCO3)n
Phương trình hóa học tổng quát:
2M(HCO3)n + nH2SO4 → M2(SO4)n + 2nCO2 + 2nH2O
2 mol 1 mol
Số mol muối hidrocacbonat là: 18,25/(M+61n)
Số mol muối trung hòa tạo thành là: 15/(2M + 96n)
Theo phương trình hóa học ta có: 18,25/(M+61n) = 2. 15/(2M + 96n)
Biến đổi ta được phương trình 3,25M = 39n
Cặp nghiệm phù hợp là: n = 2 và M = 24 (Mg)
Công thức của muối hiđrocacbonat là Mg(HCO3)2.
Câu 8. Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 60 ml dung dịch HCl 1M vào 200 ml dung dịch chứa Na2CO3 0,2M và NaOH 0,2M , sau phản ứng thu được số mol CO2 là:
A. 0,03
B. 0,01
C. 0,02
D. 0,015
Lời giải:
Đáp án: C
nHCl = 0,06 (mol)
nNa2CO3 = 0,1.0,2 = 0,04 (mol);
nNaHCO3 = 0,1.0,2 = 0,04 (mol)
Khi nhỏ từ từ H+ vào dd hỗn hợp CO32- và HCO3- xảy ra phản ứng:
H+ + CO32- → HCO3- (1)
H+ + HCO3- → CO2 + H2O (2)
=> nCO2(2) = ∑nH+ - nCO32- = 0,06 – 0,04 = 0,02 (mol)
Câu 9. Dẫn V lít (đktc) khí CO2 qua 200ml dung dịch Ca(OH)2 1M thu được 12 gam kết tủa. Lọc bỏ kết tủa, lấy dung dịch nước lọc đun nóng lại thu được kết tủa nữa. Giá trị của V là:
A. 1,344 lít.
B. 6,272 lít.
C. 3,136 lít.
D. 3,136 lít hoặc 6,272 lít.
Lời giải:
Đáp án: B
Giải thích:
Dung dịch sau phản ứng khi đun nóng có tạo thêm kết tủa => có tạo ra HCO3-
nCa(OH)2 = 0,2 mol;
nCaCO3 = 12/100 = 0,12 mol
Bảo toàn nguyên tố Ca:
nCa(OH)2 = nCaCO3 + nCa(HCO3)2
=> nCa(HCO3)2 = 0,2 – 0,12 = 0,08 mol
=> Bảo toànnguyên tố C: nCO2 = nCaCO3 + 2nCa(HCO3)2= 0,12 + 0,08.2 = 0,28 mol
=> VCO2 = 0,28.22,4 = 6,272 lít
Câu 10. Cho 9,125 gam muối hiđrocacbon phản ứng hết với dung dịch H2SO4 (dư), thu được dung dịch chứa 7,5 gam muối sunfat trung hòa. Công thức của muối hiđrocacbon là:
A. NaHCO3
B. Mg(HCO3)2
C. Ba(HCO3)2
D. Ca(HCO3)2
Lời giải:
Đáp án: B
Giải thích:
Gọi công thức muối hiđrocacbonat: M(HCO3)n
Phương trình: 2M(HCO3)n + nH2SO4 → M2(SO4)n + 2nCO2 + 2nH2O
Ta thấy:
2 mol M(HCO3)n → 1 mol M2(SO4)n thì khối lượng giảm:
2,61n - 96n = 26n (g)
Vậy x mol M(HCO3)n → M2(SO4)n thì khối lượng giảm:
9,125 - 7,5 = 1,625 (g)
=> x = (1,625.2)/26n = 0,125/n (mol) => M + 61n = (9,125/0,125/n) = 73n => M = 12n
Cặp nghiệm phù hợp là: n = 2 và M = 24 (Mg)
Công thức của muối hiđrocacbonat là Mg(HCO3)2.
Câu 11. Nhiệt phân hoàn toàn 27,09 gam hỗn hợp BaCO3 và Al(OH)3 đến khối lượng không đổi, thu được hỗn hợp X,. Hòa tan hoàn toàn X vào lượng nước dư, thu được dung dịch Y trong suốt. Cho từ từ dung dịch HCl 1M vào dung dịch Y, phản ứng được biểu diễn theo đồ thị sau:
Giá trị của a là:
A. 7,02.
B. 7,80.
C. 6,24
D. 9,36.
Lời giải:
Đáp án A
Dung dịch Y trong suốt, chứa x mol Ba(OH)2 và y mol Ba(AlO2)2.
Các giai đoạn phản ứng:
H+ + OH- H2O
H+ + AlO2- + H2O Al(OH)3↓
3H+ + Al(OH)3↓ Al3+ + 3H2O
- Tại thời điểm V= 150, ta có: = 0,15–2x
- Tại thời điểm V= 270, ta có: =
Ta có hệ sau:
a = 78.(0,15-2.0,03) = 7,02 gam
Câu 12. Nhỏ từ từ V lít dung dịch chứa Ba(OH)2 0,5M vào dung dịch chứa x mol NaHCO3 và y mol BaCl2. Đồ thị sau đây biểu diễn sự phụ thuộc giữa số mol kết tủa và thể tích dung dịch Ba(OH)2.
Giá trị x, y tương ứng là
A. 0,2 và 0,05.
B. 0,4 và 0,05.
C. 0,2 và 0,10.
D. 0,1 và 0,05.
Lời giải:
Đáp án đúng: A
- Tại V = 0,3 thì lượng BaCO3 đạt cực đại và không đổi. Khi đó:
+ nBaCO3 max = nCO32- max = nNaHCO3 = x = 0,2 mol
+ BTNT "Ba": nBaCO3 = nBa(OH)2 + nBaCl2 hay 0,2 = 0,3.0,5 + y => y = 0,05 mol
Xem thêm các phương trình hóa học chi tiết khác:
CaCO3 → CaO + CO2 | CaCO3 ra CaO | CaCO3 ra CO2
CaCO3 + HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O | CaCO3 ra CO2
CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 | CaCO3 ra Ca(HCO3)2