Trả lời nhanh
Khi NaHCO3 dư so với Ca(OH)2 (tỉ lệ mol 2 : 1), phản ứng là Ca(OH)2 + 2NaHCO3 → CaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O. Khi Ca(OH)2 dư (tỉ lệ 1 : 1), sản phẩm là CaCO3↓, NaOH và H2O. Dù trường hợp nào, hiện tượng đều là xuất hiện kết tủa trắng CaCO3.
Phương trình NaHCO3 + Ca(OH)2
Đây là phản ứng giữa muối axit (NaHCO3) với bazơ (Ca(OH)2). Ion HCO3− là ion lưỡng tính nhưng khi gặp bazơ mạnh nó đóng vai trò axit yếu, nhường H+ cho OH−. Sản phẩm tạo ra phụ thuộc vào chất nào dư, vì vậy đề bài thường cho sẵn số mol hoặc tỉ lệ.
| Trường hợp | Tỉ lệ mol NaHCO3 : Ca(OH)2 | Phương trình |
|---|---|---|
| NaHCO3 dư (hoặc vừa đủ theo 2 : 1) | ≥ 2 : 1 | Ca(OH)2 + 2NaHCO3 → CaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O |
| Ca(OH)2 dư (hoặc vừa đủ theo 1 : 1) | ≤ 1 : 1 | Ca(OH)2 + NaHCO3 → CaCO3↓ + NaOH + H2O |
Slug của trang này ghi dạng Ca(OH)2 + NaHCO3 → Na2CO3 + CaCO3 + H2O: đó chính là trường hợp NaHCO3 dư, nhưng cần cân bằng hệ số 2 ở NaHCO3 và H2O.
Giải thích vì sao có hai kiểu sản phẩm
Bản chất là phản ứng của ion: trước hết HCO3− bị OH− trung hoà thành CO32−, sau đó CO32− kết hợp với Ca2+ tạo kết tủa.
- HCO3− + OH− → CO32− + H2O
- Ca2+ + CO32− → CaCO3↓
Trường hợp NaHCO3 dư: 1 mol Ca(OH)2 cho 2 mol OH−, trung hoà 2 mol HCO3− thành 2 mol CO32−. Chỉ 1 mol CO32− kết tủa với 1 mol Ca2+, còn 1 mol ở lại trong dung dịch cùng Na+ thành Na2CO3.
Ion thu gọn: 2HCO3− + Ca2+ + 2OH− → CaCO3↓ + CO32− + 2H2O.
Trường hợp Ca(OH)2 dư: lượng Ca2+ đủ để kết tủa toàn bộ CO32− sinh ra, không còn CO32− trong dung dịch. OH− còn lại cùng Na+ tạo NaOH.
Ion thu gọn: HCO3− + Ca2+ + OH− → CaCO3↓ + H2O.
Điều kiện và hiện tượng nhận biết
- Điều kiện: phản ứng xảy ra trong dung dịch, ở nhiệt độ thường, không cần xúc tác.
- Hiện tượng: dung dịch xuất hiện kết tủa trắng CaCO3.
- Nếu đun nóng dung dịch sau phản ứng ở trường hợp NaHCO3 dư nhưng còn HCO3−, muối này bị nhiệt phân nhẹ, sinh khí CO2; đề phổ thông thường không đòi hỏi chi tiết này.
Mẹo nhớ
Hãy đếm OH− so với HCO3−. Số OH− ít hơn số HCO3− thì còn muối cacbonat tan Na2CO3 (và HCO3− dư). Số OH− nhiều hơn hoặc bằng thì ion HCO3− hết, sản phẩm có NaOH nếu OH− còn dư. Cách nghĩ này giúp bạn không phải học thuộc hai phương trình.
Lỗi sai thường gặp
- Viết một phương trình duy nhất mà không xét chất dư. Đề cho số mol thì luôn phải so sánh tỉ lệ trước.
- Quên rằng Na2CO3 tan, còn CaCO3 mới là kết tủa.
- Cân bằng sai hệ số: với 1 Ca(OH)2 thì 2 NaHCO3 tạo 2 H2O, không phải 1.
- Viết sản phẩm là Ca(HCO3)2 như khi cho CO2 dư vào nước vôi trong; ở đây có bazơ mạnh nên không tạo muối axit.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Cho dung dịch chứa 0,1 mol NaHCO3 vào dung dịch chứa 0,1 mol Ca(OH)2. Tính khối lượng kết tủa (Ca = 40, C = 12, O = 16).
Đáp án: n(HCO3−) = 0,1 mol, n(OH−) = 0,2 mol nên OH− dư; HCO3− hết, tạo 0,1 mol CO32−. Ca2+ = 0,1 mol nên kết tủa 0,1 mol CaCO3 = 10 gam.
Bài 2. Trộn 0,2 mol NaHCO3 với 0,1 mol Ca(OH)2 trong dung dịch. Tính khối lượng kết tủa và khối lượng muối tan trong dung dịch sau phản ứng (Na = 23).
Đáp án: Tỉ lệ 2 : 1 vừa đủ theo phương trình thứ nhất. Thu được 0,1 mol CaCO3 = 10 gam và 0,1 mol Na2CO3 = 0,1 × 106 = 10,6 gam.
Bài 3. Cho 0,15 mol NaHCO3 vào dung dịch chứa 0,1 mol Ca(OH)2. Tính khối lượng kết tủa và cho biết các ion có trong dung dịch sau phản ứng.
Đáp án: HCO3− = 0,15 mol; OH− = 0,2 mol, OH− dư 0,05 mol. Tạo 0,15 mol CO32−, trong khi Ca2+ chỉ có 0,1 mol nên kết tủa 0,1 mol CaCO3 = 10 gam. Dung dịch còn Na+ (0,15 mol), CO32− (0,05 mol) và OH− (0,05 mol); điện tích cân bằng: 0,15 = 2 × 0,05 + 0,05.
Tóm tắt
NaHCO3 + Ca(OH)2 luôn cho kết tủa trắng CaCO3. Chất dư quyết định sản phẩm còn lại: NaHCO3 dư thì có Na2CO3, Ca(OH)2 dư thì có NaOH. Khi giải bài tập, hãy làm theo ion để không bị nhầm.
Câu hỏi thường gặp
NaHCO3 tác dụng với Ca(OH)2 có hiện tượng gì?
Xuất hiện kết tủa trắng là CaCO3. Phản ứng xảy ra trong dung dịch ở nhiệt độ thường.
NaHCO3 + Ca(OH)2 dư tạo sản phẩm gì?
Tạo CaCO3 kết tủa, NaOH và H2O theo tỉ lệ 1 : 1: Ca(OH)2 + NaHCO3 → CaCO3 + NaOH + H2O.
Khi nào phản ứng tạo ra Na2CO3?
Khi NaHCO3 dư hoặc tỉ lệ mol NaHCO3 : Ca(OH)2 bằng 2 : 1. Lúc đó sinh CaCO3 kết tủa và Na2CO3 tan trong dung dịch.
Có dùng Ca(OH)2 để phân biệt Na2CO3 và NaHCO3 được không?
Không, vì cả hai đều tạo kết tủa trắng CaCO3 với Ca(OH)2. Có thể phân biệt bằng cách đun nóng muối rắn: NaHCO3 bị nhiệt phân sinh CO2 còn Na2CO3 thì không.