Trả lời nhanh
Khi NaHSO4 dư hoặc đủ (tỉ lệ mol Ba(HCO3)2 : NaHSO4 = 1 : 2): Ba(HCO3)2 + 2NaHSO4 → BaSO4↓ + Na2SO4 + 2H2O + 2CO2↑. Hiện tượng: xuất hiện kết tủa trắng BaSO4 và có bọt khí CO2 không màu thoát ra. NaHSO4 phân li ra H+ nên đóng vai trò như một axit mạnh.
Phương trình phản ứng Ba(HCO3)2 + NaHSO4
Phương trình phân tử (cân bằng):
Ba(HCO3)2 + 2NaHSO4 → BaSO4↓ + Na2SO4 + 2H2O + 2CO2↑
Kiểm tra nhanh số nguyên tử hai vế: Ba = 1; Na = 2; S = 2; C = 2; H = 4; O = 14. Hai vế bằng nhau nên phương trình đã cân bằng.
Phương trình ion và ion thu gọn
Phương trình ion đầy đủ:
Ba2+ + 2HCO3− + 2Na+ + 2H+ + 2SO42− → BaSO4↓ + 2Na+ + SO42− + 2H2O + 2CO2↑
Lược bỏ ion giống nhau ở hai vế (2Na+ và một SO42−), ta được phương trình ion thu gọn:
Ba2+ + 2HCO3− + 2H+ + SO42− → BaSO4↓ + 2H2O + 2CO2↑
Vì sao có kết tủa và có khí?
Trong dung dịch, NaHSO4 → Na+ + H+ + SO42−. Phản ứng xảy ra đồng thời hai quá trình:
- Ba2+ gặp SO42− tạo BaSO4 không tan trong nước và cả trong axit loãng → kết tủa trắng.
- H+ gặp HCO3− theo phản ứng HCO3− + H+ → H2O + CO2↑ → sủi bọt khí.
Điều kiện để phản ứng trao đổi ion xảy ra là có chất kết tủa hoặc chất khí; ở đây có cả hai.
Các trường hợp theo tỉ lệ mol
Đây là chỗ học sinh hay nhầm, vì ion HCO3− chỉ bị H+ phân huỷ dần từng nấc.
| Tỉ lệ n(NaHSO4) : n(Ba(HCO3)2) | Kết quả |
|---|---|
| ≥ 2 (NaHSO4 đủ hoặc dư) | HCO3− hết, tạo 2CO2. Phương trình 1 : 2 ở trên. |
| = 1 | Ba(HCO3)2 + NaHSO4 → BaSO4↓ + NaHCO3 + H2O + CO2↑ |
| 1 < tỉ lệ < 2 | Xảy ra cả hai phương trình, sau phản ứng còn lẫn NaHCO3 và Na2SO4. |
Trường hợp 1 : 1 có phương trình ion thu gọn: Ba2+ + HCO3− + H+ + SO42− → BaSO4↓ + H2O + CO2↑ (còn dư một nửa lượng HCO3− trong dung dịch dưới dạng NaHCO3).
Mẹo nhớ: đếm H+ trước. Mỗi H+ phá được một HCO3− thành một CO2. Còn Ba2+ thì cứ có SO42− là kết tủa hết.
Lỗi sai thường gặp
- Viết NaHSO4 như muối trung hoà, quên rằng nó cho H+ nên sinh CO2.
- Viết sản phẩm là BaCO3 (sai, vì H+ sẵn có sẽ phân huỷ gốc cacbonat và BaSO4 bền hơn).
- Quên mũi tên ↓ cho BaSO4 và ↑ cho CO2.
- Dùng nhầm tỉ lệ 1 : 1 khi đề cho NaHSO4 dư.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Cho 0,1 mol Ba(HCO3)2 tác dụng với 0,2 mol NaHSO4. Tính khối lượng kết tủa và thể tích CO2 (đktc).
Giải: Tỉ lệ 1 : 2 nên phản ứng vừa đủ. n(BaSO4) = 0,1 mol → m = 0,1 × 233 = 23,3 g. n(CO2) = 0,2 mol → V = 0,2 × 22,4 = 4,48 lít.
Bài 2. Cho 0,05 mol Ba(HCO3)2 vào dung dịch chứa 0,2 mol NaHSO4. Tính khối lượng kết tủa, thể tích CO2 (đktc) và số mol H+ còn dư.
Giải: Có 0,05 mol Ba2+, 0,1 mol HCO3−, 0,2 mol H+, 0,2 mol SO42−. HCO3− hết trước: n(CO2) = 0,1 mol → 2,24 lít. Ba2+ hết: n(BaSO4) = 0,05 mol → 11,65 g. H+ dư = 0,2 − 0,1 = 0,1 mol.
Bài 3. Cho 0,1 mol Ba(HCO3)2 tác dụng với 0,1 mol NaHSO4. Viết phương trình và tính khối lượng kết tủa.
Giải: Tỉ lệ 1 : 1: Ba(HCO3)2 + NaHSO4 → BaSO4↓ + NaHCO3 + H2O + CO2↑. n(BaSO4) = 0,1 mol → 23,3 g.
Câu hỏi thường gặp
Ba(HCO3)2 + NaHSO4 có hiện tượng gì?
Xuất hiện kết tủa trắng BaSO4 không tan và có bọt khí CO2 không màu, không mùi thoát ra.
Phương trình ion thu gọn của Ba(HCO3)2 và NaHSO4 là gì?
Khi NaHSO4 đủ hoặc dư: Ba2+ + 2HCO3- + 2H+ + SO4 2- → BaSO4↓ + 2H2O + 2CO2↑.
Khi Ba(HCO3)2 dư thì sản phẩm là gì?
Ba(HCO3)2 + NaHSO4 → BaSO4↓ + NaHCO3 + H2O + CO2↑, vì lượng H+ chỉ đủ phân huỷ một nửa số gốc HCO3-.
Vì sao NaHSO4 tác dụng được với muối hiđrocacbonat?
NaHSO4 phân li ra H+ nên có tính axit mạnh, đẩy CO2 ra khỏi HCO3- theo phản ứng HCO3- + H+ → H2O + CO2.