CaCO3 + HCl → CaCl2 + CO2 + H2O: Phản ứng CaCO3 ra CaCl2
Lớp 9Hóa học

CaCO3 + HCl → CaCl2 + CO2 + H2O: Phản ứng CaCO3 ra CaCl2

Trả lời nhanh

CaCO3 ra CaCl2 khi cho đá vôi (canxi cacbonat) tác dụng với axit clohiđric: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O. Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường, chất rắn tan dần và có bọt khí không màu thoát ra. Đây là phản ứng trao đổi giữa axit và muối, tạo ra axit cacbonic kém bền nên phân huỷ thành CO2 và nước.

Phương trình hoá học

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O

Kiểm tra cân bằng: vế trái có 1 Ca, 1 C, 3 O, 2 H, 2 Cl; vế phải có 1 Ca, 2 Cl, 1 C, 2 O trong CO2 cộng 1 O trong H2O là 3 O, và 2 H. Hai vế bằng nhau nên phương trình đã cân bằng.

Điều kiện và hiện tượng

  • Điều kiện: nhiệt độ thường, dùng dung dịch HCl loãng hoặc đặc đều được. Đun nóng nhẹ làm phản ứng nhanh hơn.
  • Hiện tượng: miếng đá vôi (hoặc bột CaCO3, vỏ trứng, vỏ sò) tan dần, sủi bọt khí không màu, không mùi. Dung dịch thu được trong suốt vì CaCl2 tan tốt trong nước.
  • Loại phản ứng: phản ứng trao đổi (axit + muối → muối mới + axit mới). Điều kiện xảy ra phản ứng là sản phẩm có chất khí.

Vì sao phản ứng xảy ra?

HCl là axit mạnh, mạnh hơn nhiều so với axit cacbonic (H2CO3). Khi gặp muối cacbonat, ion H+ kết hợp với CO32− tạo H2CO3. Axit này không tồn tại bền, bị phân huỷ ngay: H2CO3 → CO2 + H2O. Khí CO2 thoát khỏi dung dịch nên phản ứng đi đến cùng.

Có thể viết thành hai bước để dễ hiểu:

  1. CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2CO3
  2. H2CO3 → CO2↑ + H2O

Phương trình ion

  • Phương trình ion đầy đủ: CaCO3 + 2H+ + 2Cl− → Ca2+ + 2Cl− + CO2↑ + H2O
  • Phương trình ion thu gọn: CaCO3 + 2H+ → Ca2+ + CO2↑ + H2O

Lưu ý: CaCO3 là chất rắn không tan nên giữ nguyên dạng phân tử, không tách thành ion. Ion Cl− không tham gia thực chất vào phản ứng nên bị lược bỏ khi thu gọn.

Cách nhận biết khí CO2 sinh ra

Dẫn khí thoát ra vào nước vôi trong Ca(OH)2, nước vôi vẩn đục do tạo kết tủa trắng:

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O

Nếu tiếp tục sục CO2 dư, kết tủa tan dần: CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2.

Còn cách nào khác để từ CaCO3 ra CaCl2?

Ngoài phản ứng trực tiếp với HCl, ta có thể đi qua chất trung gian:

  • CaCO3 → CaO + CO2 (nung ở khoảng 900 °C hoặc cao hơn), sau đó CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O.
  • CaO + H2O → Ca(OH)2, sau đó Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O.

Cách trực tiếp ngắn gọn nhất, thường gặp trong bài thí nghiệm và bài tập chuỗi phản ứng.

Ứng dụng trong thực tế

  • Điều chế CO2 trong phòng thí nghiệm bằng đá vôi và dung dịch HCl (bình kíp, ống nghiệm).
  • Thử nhanh đá vôi, vỏ sò, san hô: nhỏ axit lên thấy sủi bọt là có muối cacbonat.
  • Tẩy cặn đá vôi trong ấm đun nước, vòi nước bằng axit loãng (cần dùng đúng nồng độ và an toàn).
  • Thu được dung dịch CaCl2, chất dùng làm chất hút ẩm, chất chống đóng băng.

Lỗi sai thường gặp

  • Quên hệ số 2 trước HCl, dẫn đến sai số mol axit.
  • Viết CaCl2 thành CaCl hoặc Ca2Cl. Canxi hoá trị II, clo hoá trị I nên công thức là CaCl2.
  • Quên mũi tên ↑ cho CO2 hoặc ghi sai kết tủa. Ở phản ứng này không có kết tủa.
  • Thay HCl bằng H2SO4 loãng rồi vẫn chờ phản ứng tiếp diễn: CaSO4 ít tan bám quanh viên đá vôi làm phản ứng chậm dần và dừng lại.

Mẹo nhớ: “Muối cacbonat gặp axit mạnh thì sủi bọt CO2”, và luôn có 1 phân tử nước đi kèm.

Bài tập vận dụng

Bài 1. Cho 10 g CaCO3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl dư. Tính khối lượng CaCl2 tạo thành và thể tích CO2 thu được ở điều kiện chuẩn (25 °C, 1 bar; 1 mol khí chiếm 24,79 L).

Giải: n(CaCO3) = 10 : 100 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(CaCl2) = n(CO2) = 0,1 mol. Khối lượng CaCl2 = 0,1 × 111 = 11,1 g. Thể tích CO2 = 0,1 × 24,79 = 2,479 L.

Bài 2. Hoà tan hết 20 g đá vôi chứa 90% CaCO3 (còn lại là tạp chất trơ) bằng dung dịch HCl 2M. Tính thể tích dung dịch HCl vừa đủ.

Giải: m(CaCO3) = 20 × 0,9 = 18 g, n = 0,18 mol. Theo phương trình, n(HCl) = 2 × 0,18 = 0,36 mol. V = 0,36 : 2 = 0,18 L = 180 mL.

Bài 3. Viết các phương trình thực hiện chuỗi: CaCO3 → CaO → Ca(OH)2 → CaCl2.

Giải:

  1. CaCO3 → CaO + CO2 (nhiệt độ cao)
  2. CaO + H2O → Ca(OH)2
  3. Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O

Tóm tắt

Nội dung Kết luận
Phương trình CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O
Loại phản ứng Trao đổi (axit + muối)
Điều kiện Nhiệt độ thường
Hiện tượng Chất rắn tan, sủi bọt khí không màu
Ion thu gọn CaCO3 + 2H+ → Ca2+ + CO2 + H2O

Câu hỏi thường gặp

CaCO3 tác dụng với HCl thu được sản phẩm gì?

Thu được canxi clorua CaCl2, khí cacbon đioxit CO2 và nước H2O theo phương trình CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O.

Hiện tượng khi cho CaCO3 vào dung dịch HCl là gì?

Chất rắn CaCO3 tan dần, có bọt khí không màu, không mùi thoát ra. Dung dịch sau phản ứng trong suốt.

Phản ứng CaCO3 + HCl có phải phản ứng oxi hoá khử không?

Không. Số oxi hoá của các nguyên tố không thay đổi, đây là phản ứng trao đổi ion giữa muối cacbonat và axit.

Vì sao không dùng H2SO4 loãng để điều chế CO2 từ đá vôi?

Vì tạo CaSO4 ít tan, bám lên bề mặt đá vôi và ngăn axit tiếp xúc, làm phản ứng chậm rồi dừng lại. Dùng HCl thì CaCl2 tan tốt nên phản ứng tiếp tục.

Bài học liên quan