Trả lời nhanh
Khi KHSO4 dư (tỉ lệ mol 1 : 2), phương trình là: Ba(HCO3)2 + 2KHSO4 → BaSO4↓ + K2SO4 + 2H2O + 2CO2↑. Hiện tượng: xuất hiện kết tủa trắng BaSO4 và có khí không màu CO2 thoát ra. KHSO4 phân li ra H+ nên đóng vai trò như một axit mạnh.
Phương trình phản ứng đã cân bằng
Ba(HCO3)2 + 2KHSO4 → BaSO4↓ + K2SO4 + 2H2O + 2CO2↑
Điều kiện: phản ứng xảy ra ngay trong dung dịch ở nhiệt độ thường.
Kiểm tra bảo toàn nguyên tử ở hai vế: Ba = 1; C = 2; K = 2; S = 2; H = 4; O = 14. Vế trái và vế phải đều khớp.
Hiện tượng quan sát được
- Xuất hiện kết tủa trắng, không tan trong axit: BaSO4.
- Sủi bọt khí không màu, không mùi: CO2.
- Dung dịch sau phản ứng chứa K2SO4 (và có thể còn muối dư tuỳ tỉ lệ).
Vì sao có phản ứng này?
KHSO4 là muối axit của axit mạnh, trong nước phân li hoàn toàn: KHSO4 → K+ + H+ + SO42−. Như vậy dung dịch vừa có H+ vừa có SO42−.
Ba(HCO3)2 cho Ba2+ và HCO3−. Có hai phản ứng ion cùng xảy ra:
- Ba2+ + SO42− → BaSO4↓ (tạo kết tủa).
- H+ + HCO3− → H2O + CO2↑ (tạo chất khí).
Phản ứng trao đổi trong dung dịch xảy ra khi tạo kết tủa hoặc chất khí, nên cả hai điều kiện đều thoả.
Phương trình ion
Phương trình ion đầy đủ:
Ba2+ + 2HCO3− + 2K+ + 2H+ + 2SO42− → BaSO4↓ + 2K+ + SO42− + 2H2O + 2CO2↑
Phương trình ion rút gọn (gạch bỏ K+ và một SO42− không tham gia):
Ba2+ + 2HCO3− + 2H+ + SO42− → BaSO4↓ + 2H2O + 2CO2↑
Kiểm tra điện tích: vế trái (+2) + (−2) + (+2) + (−2) = 0; vế phải toàn chất trung hoà nên bằng 0.
Khi KHSO4 thiếu: tỉ lệ mol 1 : 1
Nếu lượng H+ không đủ để phân huỷ hết HCO3−, phản ứng dừng ở nấc đầu:
Ba(HCO3)2 + KHSO4 → BaSO4↓ + KHCO3 + H2O + CO2↑
Ion rút gọn: Ba2+ + HCO3− + H+ + SO42− → BaSO4↓ + H2O + CO2↑. Một phần HCO3− còn lại trong dung dịch dưới dạng KHCO3.
| Tỉ lệ n(KHSO4) : n(Ba(HCO3)2) | Sản phẩm chính |
|---|---|
| = 1 : 1 | BaSO4, KHCO3, H2O, CO2 |
| ≥ 2 : 1 | BaSO4, K2SO4, H2O, CO2 (KHSO4 dư nếu > 2 : 1) |
Mẹo nhớ và lỗi hay gặp
- Coi KHSO4 như “H2SO4 bị thay một H bằng K”: nó cho H+ nên đẩy được CO2 khỏi muối hiđrocacbonat.
- Đừng quên kết tủa: nhiều bạn chỉ viết CO2 mà quên BaSO4↓ vì BaSO4 không tan cả trong axit.
- Hệ số 2: mỗi Ba(HCO3)2 có hai gốc HCO3− cần 2H+, nên cần 2 KHSO4. Đừng viết nhầm thành tỉ lệ 1 : 1 khi đề cho KHSO4 dư.
- Khác với NaHSO4: K+ và Na+ đều là ion không tham gia, nên phản ứng tương tự, chỉ đổi tên muối.
Bài luyện tập có đáp án
Bài 1. Cho 0,1 mol Ba(HCO3)2 tác dụng với dung dịch chứa 0,2 mol KHSO4. Tính khối lượng kết tủa và thể tích CO2 (đktc).
Đáp án: 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 0,1 mol Ba(HCO3)2 tác dụng với 0,1 mol KHSO4. Tính khối lượng kết tủa, thể tích CO2 (đktc) và số mol HCO3− còn lại.
Đáp án: n(Ba2+) = n(SO42−) = 0,1 → n(BaSO4) = 0,1 mol, m = 23,3 g. n(H+) = 0,1 nên n(CO2) = 0,1 mol, V = 2,24 lít. HCO3− ban đầu 0,2 mol, mất 0,1 mol, còn 0,1 mol (dạng KHCO3).
Bài 3. Cho 0,05 mol Ba(HCO3)2 vào dung dịch chứa 0,3 mol KHSO4. Tính khối lượng kết tủa và thể tích CO2 (đktc).
Đáp án: Ba2+ chỉ có 0,05 mol nên n(BaSO4) = 0,05 mol, m = 11,65 g. HCO3− có 0,1 mol, H+ có 0,3 mol (dư) nên HCO3− hết, n(CO2) = 0,1 mol, V = 2,24 lít.
Câu hỏi thường gặp
Ba(HCO3)2 tác dụng với KHSO4 có tạo kết tủa không?
Có. Ion Ba2+ kết hợp với SO4 2− tạo kết tủa trắng BaSO4 không tan trong nước và trong axit. Đồng thời H+ từ KHSO4 phản ứng với HCO3− sinh khí CO2.
Vì sao hệ số của KHSO4 là 2?
Một phân tử Ba(HCO3)2 chứa 2 gốc HCO3−, cần 2 ion H+ để chuyển hết thành H2O và CO2. Mỗi KHSO4 chỉ cho 1 H+ nên cần 2 KHSO4.
Nếu KHSO4 ít hơn thì sản phẩm là gì?
Với tỉ lệ mol 1 : 1, sản phẩm gồm BaSO4↓, KHCO3, H2O và CO2: Ba(HCO3)2 + KHSO4 → BaSO4 + KHCO3 + H2O + CO2.
Phương trình ion rút gọn của phản ứng là gì?
Ba2+ + 2HCO3− + 2H+ + SO4 2− → BaSO4↓ + 2H2O + 2CO2↑ (khi KHSO4 đủ hoặc dư theo tỉ lệ 2 : 1).