KCl + H2SO4 → K2SO4 + HCl: Phương trình, hiện tượng

Trả lời nhanh

Phương trình cân bằng: 2KCl + H₂SO₄ (đặc) → K₂SO₄ + 2HCl↑. Phản ứng xảy ra khi dùng KCl tinh thể và H₂SO₄ đặc, đun nóng. Khí hiđro clorua thoát ra khỏi hỗn hợp nên phản ứng xảy ra được. Với dung dịch loãng thì không có phản ứng.

Phương trình hoá học KCl + H₂SO₄

2KCl_(r) + H₂SO_{4 (đặc)} → K₂SO₄ + 2HCl_(k)↑ (điều kiện: đun nóng, nhiệt độ cao)

Đây là phản ứng trao đổi, không có sự thay đổi số oxi hoá của nguyên tố nào: K luôn +1, Cl luôn −1, S luôn +6. Vì vậy đừng dùng phương pháp thăng bằng electron cho phương trình này.

Cách cân bằng nhanh

Nhóm sunfat SO₄ chỉ có 1 nhóm ở cả hai vế nên giữ nguyên hệ số của H₂SO₄ và K₂SO₄ là 1.
Vế phải có 2 nguyên tử K trong K₂SO₄, nên đặt 2 trước KCl.
Vế trái có 2 Cl, nên đặt 2 trước HCl. Kiểm tra H: vế trái 2 (trong H₂SO₄), vế phải 2 (trong 2HCl). Cân bằng.

Mẹo: với phản ứng trao đổi, hãy cân bằng theo “gốc” (K, Cl, SO₄, H) thay vì đếm từng nguyên tử O.

Điều kiện và hiện tượng

Nội dung	Chi tiết
Chất tham gia	KCl dạng tinh thể (rắn) và H₂SO₄ đặc
Điều kiện	Đun nóng; nhiệt độ cao để tạo muối trung hoà K₂SO₄
Hiện tượng	Có khí không màu, mùi xốc thoát ra; khí này làm quỳ tím ẩm hoá đỏ và tạo khói trắng khi gặp đũa thuỷ tinh nhúng dung dịch NH₃ đặc
Sản phẩm	K₂SO₄ (rắn) và HCl (khí)

Khói trắng ở trên là NH₄Cl: NH₃ + HCl → NH₄Cl. Đây là cách nhận biết khí HCl thường dùng trong phòng thí nghiệm.

Vì sao phản ứng xảy ra được?

Hai lí do chính:

HCl dễ bay hơi: khí HCl rời khỏi hỗn hợp, làm cân bằng chuyển dịch về phía tạo sản phẩm.
H₂SO₄ đặc có nhiệt độ sôi cao, khó bay hơi: axit ít bay hơi đẩy axit dễ bay hơi ra khỏi muối của nó.

Nếu dùng dung dịch loãng, các chất đều tan và phân li hoàn toàn thành K⁺, Cl⁻, H⁺, SO₄²⁻. Không có kết tủa, không có khí, không có chất điện li yếu nên không có phản ứng.

Hai giai đoạn có thể xảy ra

Tương tự muối NaCl, khi tỉ lệ mol KCl : H₂SO₄ là 1 : 1 và nhiệt độ chưa cao, sản phẩm có thể là muối axit:

KCl + H₂SO₄ (đặc) → KHSO₄ + HCl↑

Khi nhiệt độ cao hơn và còn KCl dư, muối axit tiếp tục phản ứng:

KHSO₄ + KCl → K₂SO₄ + HCl↑

Cộng hai phương trình ta được phương trình tổng 2KCl + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2HCl. Khi làm bài, nếu đề cho “tạo K₂SO₄” thì dùng phương trình tổng.

Ứng dụng

Điều chế HCl trong phòng thí nghiệm: phương pháp “sunfat” dùng muối clorua rắn (NaCl, KCl) với H₂SO₄ đặc, đun nóng; khí HCl thu rồi hoà tan vào nước thành axit clohiđric.
Sản xuất K₂SO₄: làm phân bón kali không chứa clo, phù hợp cây nhạy cảm với clo.

Lỗi sai thường gặp

Viết H₂SO₄ loãng và cho rằng có khí HCl bay ra. Sai, vì cần axit đặc và KCl rắn.
Quên hệ số 2 trước HCl, dẫn đến số mol HCl tính sai một nửa.
Nhầm đây là phản ứng oxi hoá – khử. Trong phản ứng này H₂SO₄ không bị khử thành SO₂ vì Cl⁻ trong KCl không bị H₂SO₄ đặc oxi hoá (khác với Br⁻, I⁻).

Bài tập vận dụng

Bài 1. Cho 14,9 gam KCl tác dụng hoàn toàn với H₂SO₄ đặc, đun nóng, tạo K₂SO₄. Tính khối lượng K₂SO₄ và thể tích HCl (đkc, 24,79 L/mol).

Giải: n(KCl) = 14,9 : 74,5 = 0,2 mol. Theo phương trình: n(K₂SO₄) = 0,1 mol, m = 0,1 × 174 = 17,4 gam; n(HCl) = 0,2 mol, V = 0,2 × 24,79 = 4,958 L ≈ 4,96 L.

Bài 2. Cần ít nhất bao nhiêu gam KCl để điều chế 3,65 gam HCl, hiệu suất 100%?

Giải: n(HCl) = 3,65 : 36,5 = 0,1 mol. Tỉ lệ KCl : HCl = 1 : 1 nên n(KCl) = 0,1 mol, m = 0,1 × 74,5 = 7,45 gam.

Bài 3. Nếu ở Bài 1 hiệu suất phản ứng 80% và toàn bộ HCl được hấp thụ vào nước để được 200 gam dung dịch, nồng độ phần trăm là bao nhiêu?

Giải: n(HCl) thực tế = 0,2 × 0,8 = 0,16 mol; m = 0,16 × 36,5 = 5,84 gam. C% = 5,84 : 200 × 100% = 2,92%.

Bài 4 (câu hỏi nhanh). Trộn dung dịch KCl với dung dịch H₂SO₄ loãng có hiện tượng gì? Đáp án: không có hiện tượng, không xảy ra phản ứng.

Câu hỏi thường gặp

KCl tác dụng với H2SO4 tạo ra chất gì?

Khi KCl rắn tác dụng với H2SO4 đặc, đun nóng, tạo K2SO4 và khí HCl: 2KCl + H2SO4 → K2SO4 + 2HCl↑. Ở nhiệt độ thấp hơn có thể tạo KHSO4 và HCl.

KCl có phản ứng với H2SO4 loãng không?

Không. Trong dung dịch loãng, các ion đều tồn tại tự do, không sinh ra kết tủa, chất khí hay chất điện li yếu nên phản ứng trao đổi không xảy ra.

Phản ứng KCl + H2SO4 có phải phản ứng oxi hoá – khử không?

Không. Số oxi hoá của K (+1), Cl (−1), H (+1), S (+6) đều không đổi nên đây là phản ứng trao đổi ion.

Làm sao nhận biết khí HCl sinh ra?

Cho khí thử quỳ tím ẩm thì quỳ hoá đỏ. Đưa đũa thuỷ tinh nhúng NH3 đặc lại gần miệng ống sẽ thấy khói trắng NH4Cl.