Trả lời nhanh
Khi cho Na vào dung dịch CuCl2, phương trình tổng là: 2Na + 2H2O + CuCl2 → 2NaCl + H2↑ + Cu(OH)2↓. Na không đẩy Cu ra khỏi muối mà phản ứng với nước trước, tạo NaOH và khí H2. Sau đó NaOH phản ứng với CuCl2 tạo kết tủa xanh lam Cu(OH)2 và muối NaCl.
Phương trình hoá học Na + CuCl2 + H2O
Phương trình đã cân bằng:
2Na + 2H2O + CuCl2 → 2NaCl + H2↑ + Cu(OH)2↓
Kiểm tra cân bằng: mỗi vế có 2 Na, 2 Cl, 1 Cu, 4 H và 2 O. Vậy phương trình đã đúng.
| Chất | Vai trò / trạng thái |
|---|---|
| Na | Kim loại kiềm, chất khử rất mạnh |
| CuCl2 | Muối tan trong nước, dung dịch màu xanh lam |
| H2O | Dung môi, đồng thời là chất tham gia phản ứng với Na |
| H2 | Khí không màu, thoát ra |
| Cu(OH)2 | Kết tủa xanh lam, không tan trong nước |
| NaCl | Muối tan, nằm lại trong dung dịch |
Vì sao Na không đẩy được Cu khỏi dung dịch CuCl2?
Nhiều bạn thấy Na đứng trước Cu trong dãy hoạt động hoá học nên viết 2Na + CuCl2 → 2NaCl + Cu. Cách viết này sai khi phản ứng xảy ra trong dung dịch.
Na là kim loại quá mạnh, gặp nước là phản ứng ngay ở nhiệt độ thường. Trong dung dịch luôn có rất nhiều nước, nên Na phản ứng với nước trước khi kịp tiếp xúc với ion Cu2+.
Phản ứng diễn ra theo 2 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑
- Giai đoạn 2: 2NaOH + CuCl2 → Cu(OH)2↓ + 2NaCl
Cộng hai phương trình rồi rút gọn 2NaOH ở hai vế, ta được phương trình tổng ở trên.
Điều kiện và hiện tượng nhận biết
- Điều kiện: nhiệt độ thường, Na tiếp xúc với dung dịch CuCl2.
- Mẩu Na nóng chảy thành giọt tròn, chạy nhanh trên mặt dung dịch, tan dần.
- Có khí không màu thoát ra (H2), nghe tiếng xì nhẹ.
- Xuất hiện kết tủa xanh lam là Cu(OH)2. Màu xanh của dung dịch nhạt dần khi CuCl2 bị tiêu hao.
Lưu ý: kết tủa là xanh lam, không phải màu đỏ của đồng kim loại. Nếu thấy kết tủa đen thì do Cu(OH)2 bị nóng lên, phân huỷ thành CuO. Điều này xảy ra khi Na dùng nhiều, phản ứng toả nhiệt mạnh.
Trường hợp Na + CuCl2 khan (không có nước)
Khi không có nước, ví dụ CuCl2 khan nóng chảy ở nhiệt độ cao, Na mới khử trực tiếp được ion Cu2+:
2Na + CuCl2 → 2NaCl + Cu (nhiệt độ cao, không có nước)
Đề bài ở trường phổ thông thường cho “dung dịch CuCl2“, nên hãy dùng phương trình tổng có H2O.
Mẹo nhớ cho mọi muối của kim loại yếu hơn
Với Na, K, Ba, Ca cho vào dung dịch muối, hãy làm theo 3 bước:
- Viết phản ứng của kim loại với H2O, tạo hiđroxit và H2.
- Xét xem bazơ vừa tạo có phản ứng trao đổi với muối không (có kết tủa hoặc khí hay không).
- Cộng hai phương trình thành phương trình tổng nếu đề yêu cầu.
Cách này áp dụng tương tự cho Na + CuSO4 (tạo Cu(OH)2 và Na2SO4) hay Na + FeCl3 (tạo kết tủa nâu đỏ Fe(OH)3).
Lỗi sai thường gặp
- Viết Cu ở sản phẩm khi phản ứng trong dung dịch.
- Quên khí H2 hoặc quên mũi tên ↑, ↓.
- Cân bằng sai hệ số của H2O (phải là 2, không phải 1).
- Bỏ qua trường hợp NaOH dư khi tính toán. Với CuCl2 thì Cu(OH)2 không tan trong NaOH dư nên kết tủa không bị hoà tan.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Cho 4,6 gam Na vào dung dịch chứa 0,05 mol CuCl2 (lượng nước dư). Tính thể tích H2 (đktc) và khối lượng kết tủa thu được.
Giải: nNa = 4,6 : 23 = 0,2 mol.
- 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2: nNaOH = 0,2 mol; nH2 = 0,1 mol, V = 0,1 × 22,4 = 2,24 lít.
- 2NaOH + CuCl2 → Cu(OH)2 + 2NaCl: CuCl2 hết (0,05 mol cần 0,1 mol NaOH, NaOH dư 0,1 mol). nCu(OH)2 = 0,05 mol.
- m = 0,05 × 98 = 4,9 gam.
Đáp số: 2,24 lít H2; 4,9 gam Cu(OH)2.
Bài 2. Cho 0,1 mol Na vào dung dịch chứa 0,1 mol CuCl2. Lọc lấy kết tủa rồi nung đến khối lượng không đổi. Tính khối lượng chất rắn thu được.
Giải: Na tạo 0,1 mol NaOH. NaOH phản ứng hết, tạo 0,1 : 2 = 0,05 mol Cu(OH)2 (CuCl2 dư 0,05 mol). Nung: Cu(OH)2 → CuO + H2O (t°). nCuO = 0,05 mol, m = 0,05 × 80 = 4 gam.
Đáp số: 4 gam CuO.
Bài 3 (tự luận ngắn). Giải thích vì sao khi cho Na vào dung dịch CuSO4 không thu được Cu kim loại màu đỏ.
Gợi ý: Na phản ứng với nước tạo NaOH và H2. NaOH tác dụng CuSO4 tạo kết tủa Cu(OH)2 xanh lam, nên không có Cu kim loại.
Câu hỏi thường gặp
Na tác dụng với dung dịch CuCl2 có tạo ra Cu không?
Không. Na phản ứng với nước trong dung dịch trước, tạo NaOH và H2. NaOH sau đó phản ứng với CuCl2 tạo kết tủa Cu(OH)2 màu xanh lam, không sinh ra Cu kim loại.
Hiện tượng khi cho Na vào dung dịch CuCl2 là gì?
Na tan dần, chạy trên mặt dung dịch, có khí H2 không màu thoát ra và xuất hiện kết tủa xanh lam Cu(OH)2. Màu xanh của dung dịch nhạt dần.
Phương trình tổng Na + CuCl2 + H2O viết thế nào?
2Na + 2H2O + CuCl2 → 2NaCl + H2↑ + Cu(OH)2↓. Đây là tổng của hai phản ứng: Na với H2O và NaOH với CuCl2.
Na có đẩy được Cu ra khỏi CuCl2 trong trường hợp nào?
Khi không có nước, như CuCl2 khan nóng chảy ở nhiệt độ cao, Na khử được Cu2+ thành Cu: 2Na + CuCl2 → 2NaCl + Cu.