CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2, mỗi vế Ca 1 C 2 H 4 O 2
Lớp 11Hóa học

CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2: phương trình, hiện tượng, bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình đúng là CaC2 + 2H2O → C2H2↑ + Ca(OH)2. Phản ứng xảy ra ngay ở nhiệt độ thường, toả nhiệt, sinh khí axetilen không màu và tạo canxi hiđroxit ít tan nên dung dịch bị đục. Đây là cách điều chế C2H2 quen thuộc trong phòng thí nghiệm.

Phương trình hoá học CaC2 + H2O

CaC2 + 2H2O → C2H2↑ + Ca(OH)2

Chất Tên gọi Trạng thái
CaC2 Canxi cacbua (đất đèn) Rắn, màu xám đen hoặc nâu xám khi còn lẫn tạp chất
H2O Nước Lỏng
C2H2 Axetilen (etin) Khí, không màu
Ca(OH)2 Canxi hiđroxit (vôi tôi) Rắn ít tan, tạo huyền phù trắng đục

Cách cân bằng: bên trái có 1 Ca nên bên phải cần 1 Ca(OH)2. Nhóm này chứa 2 O và 2 H nên cần 2 phân tử H2O. Còn lại 2 C ở CaC2 chuyển hết sang C2H2, và số H hai vế là 4 = 2 + 2. Phương trình đã cân bằng.

Điều kiện và hiện tượng

  • Điều kiện: nhiệt độ thường, không cần xúc tác.
  • Hiện tượng: cục đất đèn tan dần, sủi bọt khí mạnh, bình nóng lên và dung dịch hoá đục do Ca(OH)2 ít tan.
  • Mùi: khí thoát ra có mùi hắc, khó chịu. Axetilen tinh khiết gần như không mùi, mùi này do tạp chất trong đất đèn kỹ thuật (như PH3, H2S) sinh ra.

Bản chất của phản ứng

Trong CaC2, mỗi nguyên tử C có số oxi hoá −1, sang C2H2 vẫn là −1. Vì số oxi hoá không đổi nên đây không phải phản ứng oxi hoá – khử. Đó là phản ứng thuỷ phân: ion C22− kết hợp 2 ion H+ của nước tạo C2H2, còn Ca2+ kết hợp 2 OH− tạo Ca(OH)2.

Mẹo nhớ: «đất đèn gặp nước thì ra khí đèn». Ngày trước người ta dùng khí này thắp đèn, nên axetilen còn gọi là «khí đèn».

Điều chế axetilen trong phòng thí nghiệm

  1. Cho vài mẩu CaC2 vào bình cầu hoặc ống nghiệm khô có nhánh.
  2. Nhỏ từ từ nước (hoặc nước muối bão hoà để phản ứng êm hơn) qua phễu nhỏ giọt.
  3. Thu khí bằng cách đẩy nước, vì C2H2 ít tan trong nước.

Phải nhỏ nước từ từ vì phản ứng toả nhiều nhiệt và sinh khí rất nhanh. Axetilen dễ cháy nổ nên cần tránh xa lửa khi làm thí nghiệm.

Các phản ứng liên quan thường gặp

  • Điều chế đất đèn: CaO + 3C → CaC2 + CO (lò điện, khoảng 2000 °C).
  • Đốt cháy: 2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O (toả nhiều nhiệt, dùng trong đèn xì hàn cắt kim loại).
  • Cộng brom: C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 (làm mất màu dung dịch brom).
  • Thế bằng ion kim loại: C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 → C2Ag2↓ vàng nhạt + 2NH4NO3 (nhận biết ank-1-in).

Lỗi sai thường gặp

  • Viết sản phẩm là CH4 hay C2H4. Sản phẩm đúng là C2H2, vì chỉ có 2 nguyên tử C nối ba trong CaC2.
  • Quên hệ số 2 trước H2O, dẫn đến lệch số H và O.
  • Quên mũi tên ↑ cho khí C2H2.
  • Cho rằng Ca(OH)2 tan hoàn toàn nên dung dịch trong suốt. Thực tế dung dịch đục vì Ca(OH)2 chỉ tan ít.

Bài tập vận dụng (có đáp án)

Bài 1. Cho 19,2 g CaC2 nguyên chất tác dụng hết với nước. Tính thể tích C2H2 (đktc) và khối lượng Ca(OH)2 tạo thành.

Giải: n(CaC2) = 19,2 : 64 = 0,3 mol. Theo phương trình, n(C2H2) = n(Ca(OH)2) = 0,3 mol. Vậy V = 0,3 × 22,4 = 6,72 lít, m(Ca(OH)2) = 0,3 × 74 = 22,2 g.

Bài 2. Cho 4 g đất đèn vào nước dư, thu được 1,12 lít C2H2 (đktc). Tính phần trăm khối lượng CaC2 trong mẫu (tạp chất không phản ứng sinh khí).

Giải: n(C2H2) = 1,12 : 22,4 = 0,05 mol = n(CaC2). Khối lượng CaC2 = 0,05 × 64 = 3,2 g. Phần trăm = 3,2 : 4 × 100% = 80%.

Bài 3. Toàn bộ khí sinh ra từ 0,1 mol CaC2 được dẫn vào dung dịch AgNO3 trong NH3 dư. Tính khối lượng kết tủa, biết hiệu suất các phản ứng là 100%.

Giải: 0,1 mol CaC2 cho 0,1 mol C2H2, sinh 0,1 mol C2Ag2 (M = 240). Khối lượng kết tủa = 0,1 × 240 = 24 g.

Kiểm tra bảo toàn khối lượng

Lấy 0,1 mol CaC2 (6,4 g) phản ứng với 0,2 mol H2O (3,6 g). Tổng khối lượng chất tham gia là 10 g. Sản phẩm gồm 0,1 mol C2H2 (2,6 g) và 0,1 mol Ca(OH)2 (7,4 g), tổng cũng là 10 g, nên phương trình cân bằng đúng.

Cùng chuyên đề: Bài nằm trong mục lục Các phương trình hóa học thường gặp: tổng hợp hơn 300 phản ứng có cân bằng.

Câu hỏi thường gặp

CaC2 + H2O tạo ra chất gì?

Phản ứng tạo khí axetilen C2H2 và canxi hiđroxit Ca(OH)2: CaC2 + 2H2O → C2H2↑ + Ca(OH)2.

Phản ứng CaC2 với nước có phải phản ứng oxi hoá – khử không?

Không. Số oxi hoá của C là −1 ở cả CaC2 và C2H2, còn Ca, H, O cũng không đổi, nên đây là phản ứng thuỷ phân (trao đổi).

Vì sao khí axetilen điều chế từ đất đèn có mùi khó chịu?

Đất đèn kỹ thuật lẫn tạp chất như canxi photphua, canxi sunfua. Chúng bị nước thuỷ phân sinh PH3, H2S có mùi hắc, còn C2H2 tinh khiết gần như không mùi.

Thu khí C2H2 điều chế từ CaC2 bằng cách nào?

Thu bằng phương pháp đẩy nước vì C2H2 ít tan trong nước. Khí này dễ cháy nổ nên cần tránh xa nguồn lửa.

Bài học liên quan