Trả lời nhanh
KOH và CaCO3 không phản ứng với nhau, vì CaCO3 là muối không tan và không có sản phẩm kết tủa, khí hay chất điện li yếu mới. Phản ứng hay gặp là Ca(HCO3)2 + KOH → CaCO3↓ + KHCO3 + H2O (tỉ lệ 1 : 1). Nếu KOH dư thì sản phẩm là K2CO3.
1. KOH + CaCO3 có phản ứng không?
Không. Điều kiện để dung dịch bazơ tác dụng với muối là muối phải tan, đồng thời sản phẩm có chất kết tủa hoặc chất khí. CaCO3 là chất rắn màu trắng, không tan trong nước nên không đủ điều kiện này.
Nhiều bạn nhầm vì thấy cùng có gốc CO3 và kim loại kiềm, kiềm thổ. Nhưng nếu thử “đổi chỗ” thì được K2CO3 và Ca(OH)2, cả hai đều tan hoặc ít tan và phản ứng không có chiều thuận lợi. Vì vậy ta kết luận: KOH + CaCO3 → không xảy ra.
2. Phương trình Ca(HCO3)2 + KOH
Ca(HCO3)2 là muối axit, tan trong nước (có trong nước cứng tạm thời). Ion HCO3− có thể phản ứng với OH− tạo CO32−, rồi gặp Ca2+ thì tạo kết tủa. Tuỳ lượng KOH mà có hai trường hợp.
Trường hợp 1: KOH thiếu hoặc vừa đủ (tỉ lệ mol 1 : 1)
Ca(HCO3)2 + KOH → CaCO3↓ + KHCO3 + H2O
Phương trình ion thu gọn: Ca2+ + HCO3− + OH− → CaCO3↓ + H2O
Trường hợp 2: KOH dư (tỉ lệ mol 1 : 2)
Ca(HCO3)2 + 2KOH → CaCO3↓ + K2CO3 + 2H2O
Phương trình ion thu gọn: Ca2+ + 2HCO3− + 2OH− → CaCO3↓ + CO32− + 2H2O
| Tỉ lệ n(KOH) : n(Ca(HCO3)2) | Sản phẩm |
|---|---|
| ≤ 1 | CaCO3, KHCO3, H2O (còn Ca(HCO3)2 dư nếu KOH thiếu) |
| Từ 1 đến 2 | CaCO3, KHCO3, K2CO3, H2O |
| ≥ 2 | CaCO3, K2CO3, H2O (còn KOH dư nếu > 2) |
Kiểm tra cân bằng (trường hợp 1)
- Ca: 1 = 1; K: 1 = 1; C: 2 = 1 + 1.
- H: 2 + 1 = 3 và 1 + 2 = 3; O: 6 + 1 = 7 và 3 + 3 + 1 = 7.
3. Điều kiện và hiện tượng
- Điều kiện: nhiệt độ thường, các chất ở dạng dung dịch.
- Hiện tượng: xuất hiện kết tủa trắng CaCO3, dung dịch vẩn đục.
4. Phản ứng nhiệt phân Ca(HCO3)2 tạo CaCO3
Trong slug của bài còn có ý “Ca(HCO3)2 ra CaCO3“. Đó là phản ứng nhiệt phân, cũng là cách làm mềm nước cứng tạm thời bằng đun sôi:
Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O (điều kiện: đun nóng, t°)
Hiện tượng: có bọt khí không màu thoát ra và xuất hiện kết tủa trắng. Đây cũng là nguồn gốc của cặn đóng trong ấm đun nước và của thạch nhũ trong hang động đá vôi.
5. Mẹo nhớ và lỗi sai thường gặp
- Mẹo: muối axit HCO3− gặp bazơ thì “mất H”, biến thành CO32− và sinh nước. Có Ca2+ trong dung dịch thì CO32− lập tức thành CaCO3.
- Sai 1: viết KOH + CaCO3 → K2CO3 + Ca(OH)2. Phản ứng này không xảy ra.
- Sai 2: luôn viết sản phẩm là K2CO3. Phải xét tỉ lệ mol KOH và Ca(HCO3)2 trước.
- Sai 3: quên cân bằng nước, nhất là ở trường hợp tạo K2CO3 (có 2H2O).
6. Bài tập luyện tập
Bài 1. Cho 0,1 mol Ca(HCO3)2 tác dụng với 0,1 mol KOH. Tính khối lượng kết tủa.
Đáp án: tỉ lệ 1 : 1 nên n(CaCO3) = 0,1 mol, m = 0,1 × 100 = 10 g.
Bài 2. Cho 0,1 mol Ca(HCO3)2 vào dung dịch chứa 0,15 mol KOH. Tính khối lượng kết tủa.
Đáp án: n(HCO3−) = 0,2 mol; n(OH−) = 0,15 mol nên HCO3− dư, tạo 0,15 mol CO32−. Có 0,1 mol Ca2+ nên chỉ tạo 0,1 mol CaCO3, m = 10 g. Trong dung dịch còn 0,05 mol CO32− dư.
Bài 3. Nhiệt phân hoàn toàn 16,2 g Ca(HCO3)2. Tính khối lượng CaCO3 và thể tích CO2 (đktc).
Đáp án: M = 162 nên n = 0,1 mol. Thu được 0,1 mol CaCO3 (10 g) và 0,1 mol CO2 (2,24 lít).
Câu hỏi thường gặp
KOH có tác dụng với CaCO3 không?
Không. CaCO3 là muối không tan, phản ứng của bazơ với muối cần muối tan và sản phẩm có kết tủa hoặc khí, nên KOH + CaCO3 không xảy ra.
Ca(HCO3)2 + KOH tạo ra chất gì?
Tạo kết tủa trắng CaCO3 và nước, kèm KHCO3 nếu tỉ lệ mol 1 : 1 hoặc K2CO3 nếu KOH dư (tỉ lệ 1 : 2).
Làm sao nhận biết phản ứng Ca(HCO3)2 với KOH đã xảy ra?
Dung dịch trong suốt ban đầu bị vẩn đục do xuất hiện kết tủa trắng CaCO3, không có khí thoát ra.
Ca(HCO3)2 nhiệt phân tạo sản phẩm nào?
Khi đun nóng, Ca(HCO3)2 phân huỷ thành CaCO3 kết tủa, khí CO2 và H2O.