CaCl2 + H2SO4 → CaSO4 + HCl: Phương trình, hiện tượng

Trả lời nhanh

Phương trình: CaCl₂ + H₂SO₄ → CaSO₄↓ + 2HCl. Đây là phản ứng trao đổi giữa muối và axit. Phản ứng xảy ra được vì sinh ra CaSO₄ ít tan (kết tủa trắng) và HCl dễ bay hơi khi dùng H₂SO₄ đặc, đun nóng. Hệ số cân bằng là 1 : 1 → 1 : 2.

Phương trình hoá học CaCl₂ + H₂SO₄

CaCl₂ + H₂SO₄ → CaSO₄↓ + 2HCl

Đây là phản ứng trao đổi: nguyên tử Ca đổi chỗ với H, gốc Cl đổi chỗ với gốc SO₄. Số oxi hoá các nguyên tố không thay đổi nên đây không phải phản ứng oxi hoá – khử.

Cân bằng phương trình

Vế trái có 1 Ca, 2 Cl, 2 H, 1 S, 4 O.
Vế phải: CaSO₄ cho 1 Ca, 1 S, 4 O; để có 2 Cl và 2 H cần đặt hệ số 2 trước HCl.
Kiểm tra lại: Ca 1 = 1; Cl 2 = 2; H 2 = 2; S 1 = 1; O 4 = 4. Phương trình đã cân bằng.

Điều kiện và hiện tượng

Trường hợp	Điều kiện	Hiện tượng
Dung dịch CaCl₂ đậm đặc + dung dịch H₂SO₄	Nhiệt độ thường	Xuất hiện kết tủa trắng CaSO₄ (ít tan, nên cần nồng độ đủ lớn mới thấy rõ)
CaCl₂ rắn + H₂SO₄ đặc	Đun nóng	Có khí HCl mùi xốc thoát ra, gặp hơi ẩm tạo “khói” trắng; chất rắn trắng CaSO₄ còn lại

Lưu ý: CaSO₄ chỉ ít tan chứ không phải không tan. Vì vậy với dung dịch loãng, kết tủa có thể rất ít hoặc không quan sát được. Khi làm bài tập, đề thường mặc định CaSO₄ là chất ít tan, viết kèm mũi tên ↓.

Vì sao phản ứng này xảy ra?

Phản ứng trao đổi trong dung dịch xảy ra khi sản phẩm có chất kết tủa, chất khí hoặc chất điện li yếu. Ở đây có hai lý do:

CaSO₄ ít tan nên tách bớt khỏi dung dịch, kéo cân bằng về phía sản phẩm.
H₂SO₄ đặc có nhiệt độ sôi cao (khó bay hơi), còn HCl dễ bay hơi. Đun nóng thì HCl thoát ra, phản ứng tiến hành đến cùng. Đây cũng là nguyên lý điều chế HCl trong phòng thí nghiệm từ muối ăn rắn và H₂SO₄ đặc.

Phương trình ion thu gọn (dung dịch): Ca²⁺ + SO₄²⁻ → CaSO₄↓. Ion Cl⁻ và H⁺ là ion “khán giả”, không tham gia thay đổi.

Lỗi sai thường gặp

Quên hệ số 2 trước HCl, làm phương trình không cân bằng.
Viết CaSO₄ là chất tan hoàn toàn rồi kết luận “không có hiện tượng” – nên nhớ nó ít tan.
Nhầm với phản ứng của H₂SO₄ đặc là chất oxi hoá: ở đây Cl⁻ trong HCl không bị oxi hoá thành Cl₂ ở điều kiện thông thường của bài tập phổ thông.
Viết “CaCl₂ + H₂SO₄ → CaSO₄ + Cl₂ + H₂” – sai, vì không có phản ứng thế kiểu này.

Mẹo nhớ: muối + axit → muối mới + axit mới; muối mới phải ít tan hoặc axit mới phải bay hơi thì phản ứng mới “đi được”.

Bài tập vận dụng (có đáp án)

Bài 1. Cho 11,1 gam CaCl₂ phản ứng vừa đủ với dung dịch H₂SO₄. Tính khối lượng CaSO₄ tạo thành (giả sử toàn bộ tách ra ở dạng rắn).

Giải: M(CaCl₂) = 40 + 71 = 111 g/mol → n = 11,1 : 111 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(CaSO₄) = 0,1 mol; M(CaSO₄) = 136 g/mol → m = 0,1 × 136 = 13,6 gam.

Bài 2. Dùng 0,1 mol CaCl₂ rắn và lượng dư H₂SO₄ đặc, đun nóng. Tính khối lượng HCl thu được.

Giải: n(HCl) = 2 × 0,1 = 0,2 mol; M(HCl) = 36,5 → m = 0,2 × 36,5 = 7,3 gam.

Bài 3. Có hai lọ mất nhãn chứa dung dịch CaCl₂ đậm đặc và dung dịch NaCl đậm đặc. Nêu cách phân biệt bằng H₂SO₄ loãng.

Giải: Nhỏ H₂SO₄ vào từng mẫu. Mẫu xuất hiện kết tủa trắng CaSO₄ là CaCl₂; mẫu không có kết tủa là NaCl (vì Na₂SO₄ tan). Lưu ý dung dịch CaCl₂ phải đủ đặc để thấy kết tủa.

Ứng dụng

Phản ứng giữa muối clorua với H₂SO₄ đặc là cơ sở để điều chế khí HCl trong phòng thí nghiệm; việc tạo CaSO₄ (thạch cao) cũng gặp trong công nghiệp hoá chất và xử lý nước chứa ion Ca²⁺.

Câu hỏi thường gặp

CaCl2 + H2SO4 tạo ra chất gì?

Tạo canxi sunfat CaSO4 (ít tan, kết tủa trắng) và axit clohiđric HCl: CaCl2 + H2SO4 → CaSO4↓ + 2HCl.

CaCl2 + H2SO4 có hiện tượng gì?

Với dung dịch đủ đặc thấy kết tủa trắng CaSO4. Với CaCl2 rắn và H2SO4 đặc đun nóng, có khí HCl mùi xốc thoát ra, tạo khói trắng trong không khí ẩm.

Vì sao CaCl2 phản ứng được với H2SO4 dù cả hai đều là chất tan?

Vì sản phẩm có CaSO4 ít tan tách khỏi dung dịch, và HCl dễ bay hơi khi dùng H2SO4 đặc, đun nóng nên phản ứng xảy ra đến cùng.

CaCl2 + H2SO4 có phải phản ứng oxi hoá khử không?

Không. Số oxi hoá của Ca, Cl, H, S, O đều không đổi, đây là phản ứng trao đổi ion.