Trả lời nhanh
Bari tác dụng với nước ở nhiệt độ thường theo phương trình: Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑. Sản phẩm là bari hiđroxit (một bazơ mạnh, tan tốt trong nước) và khí hiđro. Phản ứng xảy ra được vì Ba là kim loại kiềm thổ rất hoạt động, dễ nhường 2 electron để đẩy hiđro ra khỏi nước.
Phương trình hoá học Ba tác dụng với H2O
Phương trình phân tử đã cân bằng:
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑
| Nội dung | Chi tiết |
|---|---|
| Chất tham gia | Ba (kim loại, màu trắng bạc), H2O |
| Điều kiện | Nhiệt độ thường, không cần xúc tác |
| Sản phẩm | Ba(OH)2 (tan trong nước tạo dung dịch bazơ), khí H2 |
| Loại phản ứng | Thế (kim loại đẩy hiđro khỏi nước); oxi hoá – khử |
Hiện tượng quan sát được
- Mẩu Ba tan dần, xung quanh có nhiều bọt khí không màu thoát ra (khí H2).
- Phản ứng toả nhiệt, mạnh hơn so với Ca nhưng chưa dữ dội bằng K hay Cs.
- Dung dịch thu được làm quỳ tím chuyển xanh, phenolphtalein chuyển hồng vì có Ba(OH)2.
- Nếu dùng rất ít nước hoặc để dung dịch ngoài không khí, có thể thấy vẩn trắng: đó là Ba(OH)2 kết tinh hoặc BaCO3 tạo ra do hấp thụ CO2 trong không khí.
Vì sao Ba phản ứng được với nước?
Ba thuộc nhóm IIA, có 2 electron ở lớp ngoài cùng và bán kính nguyên tử lớn nên rất dễ nhường electron. Trong dãy hoạt động hoá học, Ba đứng trước cả Na, nên đẩy được hiđro ra khỏi nước ở nhiệt độ thường.
Viết theo quá trình cho – nhận electron:
- Chất khử: Ba → Ba2+ + 2e
- Chất oxi hoá: 2H2O + 2e → 2OH– + H2
Cộng hai quá trình, ion Ba2+ kết hợp với 2OH– thành Ba(OH)2. Số electron nhường bằng số electron nhận (2e) nên hệ số của Ba và H2 đều là 1, hệ số của H2O là 2.
Cách cân bằng nhanh
- Ba có hoá trị II nên hiđroxit là Ba(OH)2 (cần 2 nhóm OH), không viết BaOH2 hay BaOH.
- Vế phải có 2 nhóm OH nên vế trái cần 2H2O.
- Kiểm tra H: vế trái 4, vế phải 2 (trong OH) + 2 (trong H2) = 4. Kiểm tra O: 2 = 2. Đã cân bằng.
Mẹo nhớ: kim loại mạnh + nước → bazơ + H2. Số nhóm OH bằng hoá trị của kim loại, và cứ 1 nhóm OH thì cần 1 H2O (phần H còn lại tạo H2).
Lỗi sai thường gặp
- Quên hệ số 2 trước H2O, viết Ba + H2O → Ba(OH)2 + H2 (chưa cân bằng).
- Viết sai công thức bazơ thành BaOH hoặc BaOH2.
- Nhầm Ba(OH)2 là chất kết tủa. Thực tế Ba(OH)2 tan tốt, khác với Ca(OH)2 chỉ ít tan.
- Quên mũi tên ↑ sau H2.
- Cho Ba vào dung dịch muối rồi viết như vào nước nguyên chất. Thực tế Ba phản ứng với nước trước, sau đó Ba(OH)2 mới phản ứng tiếp với muối.
So sánh với một số kim loại khác
| Kim loại | Với nước ở nhiệt độ thường |
|---|---|
| Na, K | Phản ứng rất mạnh, tạo NaOH, KOH và H2 |
| Ba, Sr, Ca | Phản ứng được, tạo M(OH)2 và H2 |
| Mg | Hầu như không phản ứng với nước lạnh |
| Al, Fe, Cu | Không phản ứng ở nhiệt độ thường |
Bảo quản và an toàn
Vì phản ứng với nước và hơi ẩm, Ba thường được ngâm trong dầu hoả. Không dùng tay cầm trực tiếp, và dung dịch Ba(OH)2 là bazơ mạnh, độc, cần đeo găng tay khi làm thí nghiệm.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Cho 2,74 gam Ba vào nước dư. Tính thể tích H2 (đktc) và khối lượng Ba(OH)2 tạo thành. (Ba = 137; Ba(OH)2 = 171)
Lời giải: nBa = 2,74 : 137 = 0,02 mol. Theo phương trình, nH2 = nBa(OH)2 = 0,02 mol. VH2 = 0,02 × 22,4 = 0,448 lít. mBa(OH)2 = 0,02 × 171 = 3,42 gam.
Bài 2. Hoà tan hết 1,37 gam Ba vào nước, thêm nước đến đủ 200 mL dung dịch. Tính pH của dung dịch (coi Ba(OH)2 điện li hoàn toàn).
Lời giải: nBa = 1,37 : 137 = 0,01 mol → nBa(OH)2 = 0,01 mol → nOH– = 0,02 mol. [OH–] = 0,02 : 0,2 = 0,1M → pOH = 1 → pH = 13.
Bài 3. Sục từ từ khí CO2 vào dung dịch thu được sau khi cho Ba vào nước. Nêu hiện tượng và viết phương trình.
Lời giải: Ban đầu xuất hiện kết tủa trắng: Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3↓ + H2O. Khi CO2 dư, kết tủa tan dần: BaCO3 + CO2 + H2O → Ba(HCO3)2.
Ghi nhớ
- Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑ xảy ra ở nhiệt độ thường.
- Dung dịch tạo thành là bazơ mạnh, làm quỳ tím hoá xanh.
- Ba là chất khử, nhường 2 electron; H2O là chất oxi hoá.
Cùng chuyên đề: Bài nằm trong mục lục Các phương trình hóa học thường gặp: tổng hợp hơn 300 phản ứng có cân bằng. Bài trước: KCl + H2O → KOH + H2 + Cl2: điện phân dung dịch KCl có màng ngăn.
Câu hỏi thường gặp
Ba tác dụng với H2O tạo ra sản phẩm gì?
Tạo bari hiđroxit Ba(OH)2 và khí hiđro H2. Phương trình: Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑.
Ba(OH)2 có kết tủa không khi cho Ba vào nước?
Không. Ba(OH)2 tan tốt trong nước nên thu được dung dịch trong suốt. Nếu thấy vẩn đục thường do dùng quá ít nước hoặc do tạo BaCO3 khi tiếp xúc CO2 trong không khí.
Vì sao Ba phản ứng được với nước còn Mg thì không?
Ba hoạt động hoá học mạnh hơn nhiều: bán kính nguyên tử lớn, dễ nhường electron, và Ba(OH)2 tan tốt nên không bị bao phủ lớp hiđroxit. Mg tạo lớp Mg(OH)2 ít tan nên hầu như không phản ứng với nước lạnh.
Phản ứng Ba + H2O có phải phản ứng oxi hoá khử không?
Có. Ba bị oxi hoá từ 0 lên +2, còn hiđro trong H2O bị khử từ +1 xuống 0 tạo H2.