Trả lời nhanh
Khi Ba(OH)2 phản ứng với KHCO3 theo tỉ lệ mol 1 : 1, ta có phương trình: Ba(OH)2 + KHCO3 → BaCO3↓ + KOH + H2O. Hiện tượng là xuất hiện kết tủa trắng BaCO3. Nếu KHCO3 dư (tỉ lệ 1 : 2) thì sản phẩm có thêm K2CO3 thay vì KOH, vì KOH sinh ra tiếp tục phản ứng với KHCO3.
Phương trình hoá học KHCO3 + Ba(OH)2
Đây là phản ứng giữa muối axit (KHCO3) và bazơ tan (Ba(OH)2). Ion HCO3– bị OH– “lấy bớt” H+ thành CO32-, rồi CO32- gặp Ba2+ tạo kết tủa. Vì vậy sản phẩm phụ thuộc chất nào dư.
Trường hợp 1: n Ba(OH)2 : n KHCO3 ≥ 1 : 1 (bazơ dư hoặc vừa đủ)
Ba(OH)2 + KHCO3 → BaCO3↓ + KOH + H2O
Phương trình ion thu gọn: Ba2+ + OH– + HCO3– → BaCO3↓ + H2O
Trường hợp 2: n Ba(OH)2 : n KHCO3 ≤ 1 : 2 (KHCO3 dư hoặc vừa đủ)
Ba(OH)2 + 2KHCO3 → BaCO3↓ + K2CO3 + 2H2O
Phương trình ion thu gọn: Ba2+ + 2OH– + 2HCO3– → BaCO3↓ + CO32- + 2H2O
Trường hợp 3: 1 : 2 < tỉ lệ < 1 : 1
Lúc này xảy ra cả hai hướng: dung dịch sau phản ứng chứa KOH và K2CO3 hoặc K2CO3 và KHCO3 tuỳ lượng chất, thường giải bằng bảo toàn nguyên tố hoặc viết phương trình ion theo từng bước.
| Tỉ lệ n Ba(OH)2 : n KHCO3 | Kết tủa | Chất tan trong dung dịch |
|---|---|---|
| ≥ 1 : 1 | BaCO3 (theo n KHCO3) | KOH, và Ba(OH)2 dư (nếu có) |
| 1 : 2 | BaCO3 | K2CO3 |
| < 1 : 2 | BaCO3 (theo n Ba(OH)2) | K2CO3 và KHCO3 dư |
Hiện tượng nhận biết
- Xuất hiện kết tủa màu trắng BaCO3 ngay khi trộn hai dung dịch (cả hai chất ban đầu đều tan, không màu).
- Không có khí thoát ra ở nhiệt độ thường, đây là điểm khác với phản ứng của KHCO3 với axit.
- Kết tủa BaCO3 tan được trong axit mạnh (HCl, HNO3) và sủi bọt khí CO2.
Vì sao sản phẩm lại thay đổi theo tỉ lệ mol?
Hãy nhìn từng bước. Mỗi ion OH– trung hoà đúng một ion HCO3– để thành CO32- và H2O. Ba(OH)2 cho 2 OH– nhưng chỉ có 1 Ba2+.
- Nếu HCO3– ít (bazơ dư): mọi HCO3– biến thành CO32- và đều bị Ba2+ giữ lại thành kết tủa; OH– còn dư nên có KOH.
- Nếu HCO3– nhiều (muối dư): OH– hết trước, mỗi mol Ba(OH)2 tạo 2 mol CO32-, nhưng chỉ 1 mol bị Ba2+ kết tủa, 1 mol còn lại ở dạng K2CO3 tan.
Mẹo nhớ: “Bazơ dư thì ra KOH, muối dư thì ra K2CO3“. Số mol kết tủa luôn lấy theo chất thiếu, tối đa là n Ba2+ hoặc n HCO3–.
Lỗi sai thường gặp
- Chỉ viết một phương trình Ba(OH)2 + KHCO3 → BaCO3 + KOH + H2O mà không xét tỉ lệ mol; đề bài cho số mol cụ thể thì phải so sánh.
- Viết sản phẩm là K2CO3 + BaCO3 nhưng quên cân bằng hệ số 2 trước KHCO3 và H2O.
- Quên rằng KOH tác dụng được với KHCO3: KOH + KHCO3 → K2CO3 + H2O. Đây chính là cầu nối giữa hai trường hợp ở trên.
Các cách khác để từ Ba(OH)2 thu được BaCO3
- Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3↓ + H2O (CO2 vừa đủ hoặc thiếu).
- Ba(OH)2 + Na2CO3 → BaCO3↓ + 2NaOH
- Ba(OH)2 + NaHCO3 → BaCO3↓ + NaOH + H2O (tỉ lệ 1 : 1, tương tự KHCO3).
Lưu ý: nếu CO2 dư, kết tủa bị hoà tan một phần hoặc hoàn toàn tạo Ba(HCO3)2 tan.
Bài tập vận dụng (ví dụ tự đặt)
Bài 1. Trộn dung dịch chứa 0,1 mol Ba(OH)2 với dung dịch chứa 0,1 mol KHCO3. Tính khối lượng kết tủa (Ba = 137, C = 12, O = 16).
Đáp án: Tỉ lệ 1 : 1 nên bazơ dư, KHCO3 hết: n BaCO3 = 0,1 mol, m = 0,1 × 197 = 19,7 g. Dung dịch còn 0,1 mol KOH và 0,0 mol Ba(OH)2 dư (0,1 − 0,1 = 0).
Bài 2. Cho 0,2 mol KHCO3 vào dung dịch chứa 0,1 mol Ba(OH)2. Xác định kết tủa và chất tan trong dung dịch.
Đáp án: Tỉ lệ 1 : 2, vừa đủ: Ba(OH)2 + 2KHCO3 → BaCO3 + K2CO3 + 2H2O. Thu 0,1 mol BaCO3 (19,7 g) và dung dịch chứa 0,1 mol K2CO3.
Bài 3. Cho 0,05 mol KHCO3 vào dung dịch chứa 0,1 mol Ba(OH)2. Tính khối lượng kết tủa và các chất tan trong dung dịch sau phản ứng.
Đáp án: Ba(OH)2 dư. Theo phương trình 1 : 1, n BaCO3 = 0,05 mol, m = 0,05 × 197 = 9,85 g. Dung dịch có 0,05 mol KOH và 0,05 mol Ba(OH)2 dư.
Câu hỏi thường gặp
KHCO3 tác dụng với Ba(OH)2 có hiện tượng gì?
Xuất hiện kết tủa trắng BaCO3, không có khí bay ra. Kết tủa này tan trong dung dịch axit mạnh và sủi bọt khí CO2.
Khi nào sản phẩm là KOH, khi nào là K2CO3?
Nếu Ba(OH)2 dư hoặc vừa đủ theo tỉ lệ 1 : 1 thì tạo KOH. Nếu KHCO3 dư (tỉ lệ 1 : 2 trở lên) thì KOH sinh ra phản ứng tiếp với KHCO3 tạo K2CO3.
Phương trình ion thu gọn của KHCO3 + Ba(OH)2 (tỉ lệ 1 : 1) là gì?
Ba2+ + OH- + HCO3- → BaCO3↓ + H2O.
BaCO3 có tan trong nước không?
BaCO3 là muối cacbonat không tan trong nước nên tách ra thành kết tủa trắng; nó chỉ tan khi gặp axit mạnh hoặc khi có CO2 dư trong nước.