Trả lời nhanh
Khi cho dung dịch BaCl2 vào dung dịch KHSO4 xuất hiện kết tủa trắng BaSO4. Với tỉ lệ mol 1 : 1: BaCl2 + KHSO4 → BaSO4↓ + KCl + HCl. Nếu KHSO4 dư (tỉ lệ 1 : 2): BaCl2 + 2KHSO4 → BaSO4↓ + K2SO4 + 2HCl. Bản chất là ion Ba2+ kết hợp với SO42−.
Phương trình phản ứng BaCl2 + KHSO4
KHSO4 (kali hiđrosunfat) là muối axit của axit mạnh H2SO4. Trong nước nó phân li thành K+ và HSO4−, rồi HSO4− phân li tiếp ra H+ và SO42−. Vì vậy dung dịch KHSO4 vừa có tính axit, vừa cung cấp ion sunfat.
Lượng KHSO4 quyết định sản phẩm có K2SO4 hay không:
| Tỉ lệ n(BaCl2) : n(KHSO4) | Phương trình |
|---|---|
| 1 : 1 | BaCl2 + KHSO4 → BaSO4↓ + KCl + HCl |
| 1 : 2 (hoặc KHSO4 dư) | BaCl2 + 2KHSO4 → BaSO4↓ + K2SO4 + 2HCl |
Kiểm tra cân bằng phương trình 1 : 2: vế trái có 1 Ba, 2 Cl, 2 K, 2 H, 2 S, 8 O. Vế phải: BaSO4 (1 Ba, 1 S, 4 O) + K2SO4 (2 K, 1 S, 4 O) + 2HCl (2 H, 2 Cl), khớp hoàn toàn.
Điều kiện và hiện tượng
- Điều kiện: hai chất ở dạng dung dịch, ở nhiệt độ thường, không cần xúc tác.
- Hiện tượng: xuất hiện kết tủa trắng, mịn, không tan trong axit. Đây là BaSO4.
- Điểm đáng nhớ: dù dung dịch sau phản ứng có HCl (axit mạnh), kết tủa vẫn không tan, vì BaSO4 không tan trong axit loãng.
Phương trình ion thu gọn
Viết dạng ion đầy đủ (trường hợp 1 : 1, coi HSO4− phân li hoàn toàn trong dung dịch loãng):
Ba2+ + 2Cl− + K+ + H+ + SO42− → BaSO4↓ + K+ + Cl− + H+ + Cl−
Lược bỏ các ion giống nhau ở hai vế (K+, Cl−, H+) ta được:
Ba2+ + SO42− → BaSO4↓
Phương trình này giống hệt phản ứng giữa BaCl2 với Na2SO4, H2SO4, K2SO4… Do đó BaCl2 thường được dùng để nhận biết ion sunfat.
Vì sao có hai phương trình? Mẹo chọn nhanh
Mỗi ion Ba2+ chỉ “bắt” được một ion SO42−. KHSO4 cho 1 mol SO42− trên mỗi mol muối. Vậy:
- BaCl2 thiếu hoặc vừa đủ so với KHSO4: lượng Ba2+ bị dùng hết, tính kết tủa theo BaCl2.
- KHSO4 dư: phần sunfat thừa còn lại trong dung dịch dưới dạng K2SO4 và H2SO4 (hoặc KHSO4). Ở dạng phân tử thường viết gọn là K2SO4 + HCl như phương trình 1 : 2.
Mẹo: muốn biết có kết tủa hay không, chỉ cần nhìn xem dung dịch có đồng thời Ba2+ và SO42− không. Số mol kết tủa = số mol ion nào ít hơn.
Lỗi sai thường gặp
- Viết sản phẩm là “KCl + H2SO4” hay “BaSO4 + K2Cl”: sai công thức. Kali luôn là K+ và clorua là Cl−, nên muối là KCl.
- Quên mũi tên ↓ cho BaSO4.
- Cho rằng kết tủa tan khi có HCl sinh ra: sai, BaSO4 không tan trong axit.
- Viết ion HSO4− vào phương trình ion thu gọn mà không giải thích: trong nước loãng HSO4− phân li ra SO42− nên viết SO42− là hợp lí.
Bài tập luyện tập
Bài 1. Trộn dung dịch chứa 0,1 mol BaCl2 với dung dịch chứa 0,1 mol KHSO4. Tính khối lượng kết tủa (Ba = 137, S = 32, O = 16).
Đáp án: Ba2+ 0,1 mol và SO42− 0,1 mol phản ứng vừa đủ nên n(BaSO4) = 0,1 mol. M(BaSO4) = 233 g/mol, khối lượng kết tủa = 0,1 × 233 = 23,3 g.
Bài 2. Cho 0,1 mol BaCl2 vào dung dịch chứa 0,3 mol KHSO4. Tính khối lượng kết tủa và cho biết chất nào dư.
Đáp án: Ba2+ chỉ có 0,1 mol, nhỏ hơn 0,3 mol SO42−, nên Ba2+ hết, n(BaSO4) = 0,1 mol, m = 23,3 g. KHSO4 dư.
Bài 3. Có hai dung dịch mất nhãn là KHSO4 và KCl. Nêu một cách phân biệt chỉ dùng một thuốc thử.
Đáp án: Dùng quỳ tím: KHSO4 làm quỳ hóa đỏ (có H+), KCl không đổi màu. Cũng có thể dùng dung dịch BaCl2: chỉ KHSO4 cho kết tủa trắng.
Câu hỏi thường gặp
BaCl2 + KHSO4 tạo ra chất gì?
Tạo kết tủa trắng BaSO4 cùng KCl và HCl (tỉ lệ 1 : 1). Nếu KHSO4 dư theo tỉ lệ 1 : 2, sản phẩm viết là BaSO4, K2SO4 và HCl.
Kết tủa BaSO4 có tan trong HCl sinh ra không?
Không. BaSO4 không tan trong nước và không tan trong axit loãng như HCl, HNO3 nên kết tủa trắng vẫn tồn tại.
Phương trình ion thu gọn của BaCl2 + KHSO4 là gì?
Ba2+ + SO4(2−) → BaSO4↓. Các ion K+, Cl−, H+ có mặt ở hai vế nên được lược bỏ.
KHSO4 có phải là axit không?
KHSO4 là muối axit. Trong nước nó phân li ra H+ nên dung dịch có tính axit và làm quỳ tím hoá đỏ.