Trả lời nhanh
CaCl2 ra CaCO3 khi cho dung dịch CaCl2 tác dụng với dung dịch muối cacbonat tan, điển hình là Na2CO3: CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaCl. Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường, thấy xuất hiện kết tủa trắng. Đây là phản ứng trao đổi vì sản phẩm có chất không tan là CaCO3.
Phương trình hoá học CaCl2 + Na2CO3
CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaCl
- Điều kiện: hai chất ở dạng dung dịch, nhiệt độ thường, không cần xúc tác.
- Hiện tượng: dung dịch trong suốt chuyển đục, xuất hiện kết tủa trắng CaCO3 lắng dần xuống đáy.
- Loại phản ứng: trao đổi (hai muối tác dụng với nhau tạo hai muối mới).
- Cân bằng: vế trái có 1 Ca, 2 Na, 2 Cl, 1 C, 3 O; vế phải CaCO3 + 2NaCl cũng có đủ 1 Ca, 2 Na, 2 Cl, 1 C, 3 O.
Phương trình ion và bản chất phản ứng
Cả CaCl2, Na2CO3 và NaCl đều tan, phân li hoàn toàn trong nước. Chỉ CaCO3 không tan nên bị “kéo” ra khỏi dung dịch.
Phương trình ion đầy đủ: Ca2+ + 2Cl− + 2Na+ + CO32− → CaCO3↓ + 2Na+ + 2Cl−
Rút gọn (bỏ ion không tham gia là Na+, Cl−): Ca2+ + CO32− → CaCO3↓
Vì vậy, bất kỳ muối canxi tan nào (Ca(NO3)2, CaCl2…) gặp muối cacbonat tan (Na2CO3, K2CO3, (NH4)2CO3) đều cho cùng kết quả.
Vì sao phản ứng xảy ra?
Phản ứng trao đổi trong dung dịch chỉ xảy ra khi sản phẩm có ít nhất một trong ba dấu hiệu: chất kết tủa, chất khí hoặc chất điện li yếu (như nước). Ở đây dấu hiệu là kết tủa CaCO3. Tra bảng tính tan sẽ thấy hầu hết muối cacbonat không tan, trừ muối của Na, K, NH4+.
| Chất | Tính tan trong nước | Màu sắc |
|---|---|---|
| CaCl2 | Tan | Dung dịch không màu |
| Na2CO3 | Tan | Dung dịch không màu |
| CaCO3 | Không tan | Kết tủa trắng |
| NaCl | Tan | Dung dịch không màu |
Những cách khác để từ CaCl2 tạo ra CaCO3
- CaCl2 + K2CO3 → CaCO3↓ + 2KCl
- CaCl2 + (NH4)2CO3 → CaCO3↓ + 2NH4Cl
Còn một con đường gián tiếp: CaCl2 + 2NaOH → Ca(OH)2 + 2NaCl (Ca(OH)2 ít tan, nên dùng dung dịch đặc), rồi Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O. Cách này dài và kém hiệu quả hơn, nên bài tập thường dùng muối cacbonat tan.
Lỗi sai thường gặp
- Cho CaCl2 tác dụng với CO2 và H2O để ra CaCO3: không xảy ra. Nếu có thì CaCO3 sinh ra sẽ bị axit HCl tạo thành hoà tan lại, tức phản ứng nghịch xảy ra.
- Dùng NaHCO3 thay Na2CO3: ở nhiệt độ thường CaCl2 không phản ứng với NaHCO3 vì Ca(HCO3)2 tan.
- Quên mũi tên ↓: CaCO3 là chất kết tủa, cần ghi dấu ↓.
- Cân bằng thiếu hệ số 2 trước NaCl: đếm nguyên tử Na và Cl ở hai vế để kiểm tra.
Mẹo nhớ: “Canxi gặp cacbonat là có kết tủa trắng”. Cứ thấy Ca2+ và CO32− cùng xuất hiện trong dung dịch thì viết ngay CaCO3↓.
Ứng dụng
- Nhận biết: dùng dung dịch CaCl2 để phân biệt dung dịch Na2CO3 (có kết tủa trắng) với dung dịch NaCl (không hiện tượng).
- Làm mềm nước cứng: thêm Na2CO3 để loại ion Ca2+ (và Mg2+) dưới dạng kết tủa cacbonat.
- Điều chế CaCO3 kết tủa trong phòng thí nghiệm.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Cho dung dịch chứa 11,1 g CaCl2 tác dụng vừa đủ với dung dịch Na2CO3. Tính khối lượng kết tủa và khối lượng NaCl tạo thành.
Giải: n(CaCl2) = 11,1 : 111 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(CaCO3) = 0,1 mol, n(NaCl) = 0,2 mol. Khối lượng CaCO3 = 0,1 × 100 = 10 g; khối lượng NaCl = 0,2 × 58,5 = 11,7 g.
Bài 2. Cho 21,2 g Na2CO3 vào dung dịch CaCl2 dư. Tính khối lượng kết tủa thu được nếu hiệu suất 80%.
Giải: n(Na2CO3) = 21,2 : 106 = 0,2 mol, CaCl2 dư nên tính theo Na2CO3: lý thuyết thu 0,2 mol CaCO3 = 20 g. Thực tế: 20 × 80% = 16 g.
Bài 3. Có hai lọ mất nhãn chứa dung dịch NaCl và Na2CO3. Nêu cách nhận biết bằng CaCl2.
Giải: Lấy mẫu thử, nhỏ dung dịch CaCl2 vào từng mẫu. Mẫu xuất hiện kết tủa trắng là Na2CO3 (CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaCl); mẫu không hiện tượng là NaCl.
Câu hỏi thường gặp
CaCl2 ra CaCO3 bằng cách nào?
Cho dung dịch CaCl2 tác dụng với dung dịch muối cacbonat tan như Na2CO3, K2CO3: CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaCl. Sản phẩm CaCO3 là kết tủa trắng.
Phản ứng CaCl2 + Na2CO3 thuộc loại phản ứng gì?
Đây là phản ứng trao đổi trong dung dịch, xảy ra được vì tạo thành chất kết tủa CaCO3. Không có sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố.
CaCl2 có tác dụng với CO2 và H2O tạo CaCO3 không?
Không. Nếu phản ứng xảy ra thì sinh ra HCl, và HCl hoà tan CaCO3 trở lại, nên không thu được kết tủa bền.
Phương trình ion rút gọn của CaCl2 + Na2CO3 là gì?
Ca2+ + CO3 2- → CaCO3↓. Các ion Na+ và Cl- không tham gia phản ứng nên được lược bỏ.