caco3 hno3: phương trình cân bằng và số nguyên tử hai vế
Lớp 9Hóa học

CaCO3 + HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2: Phương trình, hiện tượng, bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình đúng là CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2↑. Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường: chất rắn CaCO3 tan dần và có bọt khí CO2 thoát ra. Đây là phản ứng trao đổi, trong đó axit mạnh HNO3 đẩy axit yếu H2CO3 ra khỏi muối cacbonat.

Phương trình phản ứng CaCO3 + HNO3

CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2↑

Chất Tên gọi Trạng thái, màu sắc Khối lượng mol (g/mol)
CaCO3 Canxi cacbonat Rắn, màu trắng, không tan trong nước 100
HNO3 Axit nitric Dung dịch không màu 63
Ca(NO3)2 Canxi nitrat Muối tan, dung dịch không màu 164
CO2 Cacbon đioxit Khí không màu, không mùi 44

Điều kiện và hiện tượng nhận biết

  • Điều kiện: nhiệt độ thường, không cần xúc tác. Dùng dung dịch HNO3 loãng hay đặc đều xảy ra phản ứng này.
  • Hiện tượng: mẩu đá vôi (hoặc bột CaCO3) tan dần, sủi bọt khí không màu. Khí này dẫn qua nước vôi trong sẽ làm nước vôi vẩn đục.
  • Dung dịch sau phản ứng: trong suốt vì Ca(NO3)2 tan tốt.

Cách cân bằng phương trình

  1. Viết sơ đồ: CaCO3 + HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2.
  2. Vế phải có 2 nhóm NO3 nên đặt hệ số 2 trước HNO3.
  3. Kiểm tra H: vế trái 2 nguyên tử H, vế phải 2 nguyên tử H trong H2O. Đã cân bằng.
  4. Kiểm tra O: vế trái 3 + 6 = 9; vế phải 6 + 1 + 2 = 9. Đúng.

Phản ứng này không phải phản ứng oxi hoá – khử vì không nguyên tố nào đổi số oxi hoá (Ca luôn +2, C luôn +4, N luôn +5). Vì vậy chỉ cần cân bằng theo số nguyên tử, không cần lập electron.

Vì sao phản ứng xảy ra?

Muối cacbonat tác dụng với axit mạnh sinh ra axit cacbonic H2CO3. Axit này rất kém bền nên phân huỷ ngay thành H2O và CO2. Khí CO2 bay ra khỏi dung dịch nên phản ứng xảy ra đến cùng. Đó chính là điều kiện của phản ứng trao đổi: có chất khí (hoặc kết tủa, chất điện li yếu) tạo thành.

Phương trình ion đầy đủ: CaCO3 + 2H+ + 2NO3− → Ca2+ + 2NO3− + H2O + CO2↑

Phương trình ion thu gọn: CaCO3 + 2H+ → Ca2+ + H2O + CO2↑

Lưu ý: CaCO3 là chất rắn không tan nên giữ nguyên dạng phân tử, không tách thành ion.

Mẹo nhớ

Gặp “muối cacbonat + axit mạnh” (HCl, HNO3, H2SO4 loãng…) thì sản phẩm luôn là muối mới + H2O + CO2. Chỉ cần thay gốc axit: với HCl ra CaCl2, với HNO3 ra Ca(NO3)2. Riêng H2SO4 thì CaSO4 ít tan bọc ngoài đá vôi nên phản ứng nhanh bị chậm lại. Còn với HNO3 không có hiện tượng này.

Lỗi sai thường gặp

  • Quên hệ số 2 trước HNO3, dẫn đến lệch số nguyên tử N và O.
  • Viết sản phẩm là H2CO3 mà không phân huỷ thành H2O + CO2.
  • Nhầm đây là phản ứng oxi hoá – khử vì có HNO3 (chất oxi hoá mạnh). Ở đây HNO3 chỉ thể hiện tính axit.
  • Tách CaCO3 thành ion Ca2+ và CO32− khi viết phương trình ion thu gọn.

Ứng dụng thực tế

  • Nhận biết muối cacbonat hoặc đá vôi: nhỏ axit thấy sủi bọt khí.
  • Điều chế dung dịch Ca(NO3)2, một loại muối dùng làm phân bón cung cấp canxi và đạm.
  • Giải thích hiện tượng mưa axit làm mòn tượng đá, công trình bằng đá vôi, đá cẩm thạch.

Bài tập vận dụng

Bài 1. Cho 10 g CaCO3 tác dụng hết với dung dịch HNO3 dư. Tính thể tích CO2 (đktc) và khối lượng Ca(NO3)2 tạo thành.

Giải: n(CaCO3) = 10 : 100 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(CO2) = n(Ca(NO3)2) = 0,1 mol. V(CO2) = 0,1 × 22,4 = 2,24 lít; m(Ca(NO3)2) = 0,1 × 164 = 16,4 g.

Bài 2. Cần tối thiểu bao nhiêu mL dung dịch HNO3 2M để hoà tan hết 15 g CaCO3?

Giải: n(CaCO3) = 15 : 100 = 0,15 mol, nên n(HNO3) = 2 × 0,15 = 0,3 mol. V = 0,3 : 2 = 0,15 lít = 150 mL.

Bài 3. Thả 10 g CaCO3 vào cốc đựng dung dịch HNO3 dư. Sau khi phản ứng kết thúc, khối lượng dung dịch trong cốc tăng hay giảm bao nhiêu gam?

Giải: Khối lượng dung dịch tăng 10 g do CaCO3 tan vào. CO2 thoát ra là 0,1 × 44 = 4,4 g. Vậy dung dịch tăng 10 − 4,4 = 5,6 g.

Bài tập tự luyện

  1. Viết phương trình ion thu gọn khi cho CaCO3 vào dung dịch HNO3.
  2. Có hai lọ mất nhãn chứa bột CaCO3 và bột NaCl. Nêu cách phân biệt bằng dung dịch HNO3. (Gợi ý: chất nào sủi bọt khí là CaCO3.)
  3. Hoà tan hoàn toàn 20 g CaCO3 bằng HNO3 dư. Tính V(CO2) ở đktc. (Đáp án: 4,48 lít.)

Đừng quên học thêm các phản ứng tương tự của muối cacbonat với axit khác để rèn khả năng viết phương trình nhanh và chính xác.

Câu hỏi thường gặp

CaCO3 tác dụng với HNO3 tạo ra sản phẩm gì?

Tạo canxi nitrat Ca(NO3)2, nước và khí CO2: CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2↑.

Phản ứng CaCO3 + HNO3 có phải phản ứng oxi hoá – khử không?

Không. Số oxi hoá của Ca (+2), C (+4), N (+5) đều không đổi, đây là phản ứng trao đổi ion; HNO3 chỉ thể hiện tính axit.

Hiện tượng khi cho CaCO3 vào dung dịch HNO3 là gì?

Chất rắn màu trắng tan dần và sủi bọt khí không màu (CO2). Dung dịch thu được trong suốt.

Phương trình ion thu gọn của phản ứng là gì?

CaCO3 + 2H+ → Ca2+ + H2O + CO2↑. CaCO3 rắn không tan nên giữ nguyên dạng phân tử.

Bài học liên quan