Na H2O: phương trình 2Na + 2H2O tạo 2NaOH và H2
Lớp 8Hóa học

Na + H2O → NaOH + H2: phương trình, hiện tượng và bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình đã cân bằng: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑. Phản ứng xảy ra ngay ở nhiệt độ thường, không cần xúc tác. Natri chạy tròn trên mặt nước, tan dần, có khí không màu thoát ra và toả nhiều nhiệt. Dung dịch thu được là kiềm nên làm quỳ tím hoá xanh, phenolphtalein hoá hồng.

Phương trình phản ứng Na tác dụng với H2O

Phương trình phân tử:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑

Phương trình ion thu gọn: 2Na + 2H2O → 2Na+ + 2OH− + H2↑.

Thông tin Nội dung
Điều kiện Nhiệt độ thường
Loại phản ứng Thế (kim loại đẩy hiđro ra khỏi nước), oxi hoá – khử, toả nhiệt
Chất tạo thành NaOH (tan trong nước) và khí H2
Tỉ lệ mol Na : H2O : NaOH : H2 = 2 : 2 : 2 : 1

Hiện tượng quan sát được

  • Natri nổi và chạy trên mặt nước: Na có khối lượng riêng khoảng 0,97 g/cm3, nhỏ hơn nước nên nổi; khí H2 thoát ra đẩy viên Na chạy quanh.
  • Viên Na nóng chảy thành giọt tròn: phản ứng toả nhiều nhiệt, mà Na nóng chảy ở khoảng 98 °C.
  • Có khí không màu bay ra (khí H2), nghe tiếng xì nhẹ.
  • Viên Na nhỏ dần rồi tan hết. Nhỏ phenolphtalein vào dung dịch thấy chuyển màu hồng.

Nếu dùng mẩu Na to hoặc nước ít, nhiệt toả ra lớn có thể làm H2 bắt cháy với ngọn lửa màu vàng của Na, thậm chí gây nổ. Vì vậy chỉ làm thí nghiệm với mẩu Na nhỏ cỡ hạt đậu.

Giải thích vì sao phản ứng xảy ra

Na là kim loại kiềm, có 1 electron ở lớp ngoài cùng và rất dễ nhường electron. Nước chứa nguyên tử H ở số oxi hoá +1 có thể nhận electron.

  • Chất khử: Na → Na+ + 1e (số oxi hoá 0 → +1).
  • Chất oxi hoá: 2H2O + 2e → H2 + 2OH− (H từ +1 → 0).

Cứ 2 nguyên tử Na nhường 2 electron thì tạo ra 1 phân tử H2. Đó là lí do hệ số của Na và H2 là 2 và 1. Mẹo cân bằng: đếm H trước (2 phân tử H2O cho 4 H, đủ cho 2 NaOH + 1 H2), rồi đặt hệ số 2 cho Na.

Bảo quản natri và lưu ý an toàn

  • Na tác dụng cả với nước lẫn oxi trong không khí nên phải ngâm trong dầu hỏa.
  • Không dùng nước dập đám cháy Na; dùng cát khô.
  • Dùng kẹp và dao để lấy Na, lau sạch dầu, cắt mẩu nhỏ; đeo kính bảo hộ khi làm thí nghiệm.

Ví dụ có lời giải

Ví dụ: Cho 2,3 g Na vào 100 g nước (dư). Tính thể tích H2 (đkc, 24,79 L/mol) và nồng độ phần trăm dung dịch thu được.

  1. nNa = 2,3 : 23 = 0,1 mol.
  2. Theo phương trình: nH2 = 0,05 mol → V = 0,05 × 24,79 ≈ 1,24 L (nếu ở đktc thì 0,05 × 22,4 = 1,12 L).
  3. nNaOH = 0,1 mol → mNaOH = 0,1 × 40 = 4 g.
  4. mdd = 2,3 + 100 − 0,05 × 2 = 102,2 g → C% = 4 : 102,2 × 100% ≈ 3,91%.

Lưu ý: khối lượng dung dịch phải trừ khối lượng khí H2 bay ra, đây là chỗ học sinh hay quên.

Lỗi sai thường gặp

  • Viết sản phẩm là Na2O hoặc NaOH + O2: sai, sản phẩm khí là H2.
  • Quên cân bằng, viết Na + H2O → NaOH + H2 (H chưa bằng nhau).
  • Cho Na vào dung dịch muối của kim loại yếu hơn và nghĩ Na đẩy kim loại ra. Thực tế Na phản ứng với nước trước. Ví dụ với CuSO4: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑, sau đó 2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2↓ (xanh lam) + Na2SO4.

Bài luyện tập

  1. Cho 4,6 g Na vào nước dư. Tính khối lượng NaOH và thể tích H2 (đktc).
    Đáp án: nNa = 0,2 mol → nNaOH = 0,2 mol, m = 8 g; nH2 = 0,1 mol → V = 2,24 L.
  2. Dung dịch thu được ở bài 1 trung hoà vừa đủ bởi V mL dung dịch HCl 1M. Tính V.
    Đáp án: NaOH + HCl → NaCl + H2O, nHCl = 0,2 mol → V = 0,2 L = 200 mL.
  3. Nêu hiện tượng khi cho mẩu Na vào cốc nước có vài giọt phenolphtalein.
    Đáp án: Na nổi, chạy tròn, nóng chảy, có khí thoát ra, dung dịch chuyển hồng.

Câu hỏi thường gặp

Na tác dụng với H2O tạo ra sản phẩm gì?

Tạo dung dịch natri hiđroxit (NaOH) và khí hiđro (H2): 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑.

Vì sao viên Na chạy trên mặt nước?

Na nhẹ hơn nước nên nổi, khí H2 sinh ra liên tục đẩy viên Na chuyển động; nhiệt toả ra làm Na nóng chảy thành giọt tròn.

Dung dịch sau phản ứng Na với nước có tính chất gì?

Dung dịch là bazơ (kiềm) mạnh do chứa NaOH, làm quỳ tím hoá xanh và phenolphtalein hoá hồng.

Cho Na vào dung dịch CuSO4 có tạo ra Cu không?

Không. Na phản ứng với nước trước tạo NaOH và H2, sau đó NaOH tạo kết tủa Cu(OH)2 màu xanh lam với CuSO4.

Bài học liên quan