Phương trình Na + HCl cân bằng thành 2NaCl và H2
Lớp 9Hóa học

Na + HCl → NaCl + H2: phương trình, hiện tượng và bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình hoá học: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2↑. Natri là kim loại mạnh đứng trước hiđro trong dãy hoạt động hoá học nên đẩy hiđro ra khỏi axit. Hiện tượng: mẩu natri tan nhanh, chạy trên mặt dung dịch, sủi bọt khí không màu (H2) và toả nhiều nhiệt, phản ứng có thể gây nổ.

Phương trình phản ứng Na tác dụng với HCl

Phản ứng thuộc loại phản ứng thế: nguyên tử kim loại thay thế nguyên tử hiđro trong phân tử axit.

2Na + 2HCl → 2NaCl + H2↑

Chất Tên gọi Trạng thái, đặc điểm
Na Natri Kim loại màu trắng bạc, mềm, nhẹ hơn nước
HCl Axit clohiđric Dung dịch không màu, là axit mạnh
NaCl Natri clorua Muối tan, tồn tại trong dung dịch
H2 Hiđro Khí không màu, không mùi, nhẹ nhất

Cân bằng phương trình theo từng bước

  1. Viết sơ đồ: Na + HCl → NaCl + H2.
  2. Vế phải có 2 nguyên tử H (trong H2), nên vế trái cần 2 HCl: Na + 2HCl → NaCl + H2.
  3. Khi đó vế phải có 2 Cl nên đặt 2 trước NaCl: Na + 2HCl → 2NaCl + H2.
  4. Vế phải có 2 Na nên đặt 2 trước Na: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2.

Kiểm tra: mỗi vế đều có 2 Na, 2 H, 2 Cl. Tổng hệ số các chất là 2 + 2 + 2 + 1 = 7.

Hiện tượng khi cho Na vào dung dịch HCl

  • Mẩu Na nóng chảy thành giọt tròn, chạy nhanh trên mặt dung dịch.
  • Có khí không màu thoát ra mạnh (H2), nghe tiếng xì.
  • Phản ứng toả nhiều nhiệt; với mẩu Na lớn hoặc HCl đặc, hiđro có thể bốc cháy hoặc gây nổ.
  • Mẩu Na tan dần đến hết, dung dịch vẫn trong suốt vì NaCl tan.

Lưu ý an toàn: đây là phản ứng rất mạnh, không tự làm khi chưa có giáo viên hướng dẫn, chỉ dùng mẩu Na nhỏ bằng hạt gạo, đeo kính bảo hộ.

Giải thích vì sao phản ứng mạnh hơn cả Na với nước

Trong dung dịch HCl, nước chiếm phần lớn. Na vốn phản ứng rất mạnh với nước: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑. NaOH sinh ra lập tức bị HCl trung hoà: NaOH + HCl → NaCl + H2O. Cộng hai phương trình (rút gọn H2O và NaOH) ta được đúng phương trình tổng 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2.

Ngoài ra, dung dịch axit có nồng độ ion H+ cao nên Na bị oxi hoá nhanh hơn, phản ứng toả nhiệt mạnh hơn khi chỉ dùng nước.

Phương trình ion thu gọn: 2Na + 2H+ → 2Na+ + H2↑.

Trường hợp Na dư so với HCl

Khi lượng Na nhiều hơn lượng axit, sau khi HCl hết, Na dư tiếp tục phản ứng với nước của dung dịch tạo NaOH và H2. Vì vậy với bài toán “cho Na vào dung dịch axit”, thể tích H2 tính theo toàn bộ lượng Na chứ không chỉ theo HCl. Đây là chỗ học sinh hay mắc lỗi.

Bài tập vận dụng có đáp án

Bài 1

Cho 2,3 gam Na vào lượng dư dung dịch HCl. Tính thể tích H2 (đktc) và khối lượng NaCl tạo thành.

Giải: nNa = 2,3 : 23 = 0,1 mol. Theo phương trình, nH2 = 0,1 : 2 = 0,05 mol, V = 0,05 × 22,4 = 1,12 lít. nNaCl = nNa = 0,1 mol, m = 0,1 × 58,5 = 5,85 gam.

Bài 2

Cho 4,6 gam Na vào 100 ml dung dịch HCl 1M. Tính thể tích H2 (đktc) và các chất tan trong dung dịch sau phản ứng.

Giải: nNa = 4,6 : 23 = 0,2 mol; nHCl = 0,1 × 1 = 0,1 mol. Na dư nên: 0,1 mol Na phản ứng với 0,1 mol HCl tạo 0,1 mol NaCl; 0,1 mol Na còn lại phản ứng với nước tạo 0,1 mol NaOH. Tổng nH2 = 0,2 : 2 = 0,1 mol, V = 2,24 lít. Dung dịch chứa NaCl 0,1 mol (5,85 g) và NaOH 0,1 mol (4 g).

Bài 3 (trắc nghiệm)

Tổng hệ số cân bằng (số nguyên tối giản) của phản ứng Na + HCl là: A. 5; B. 6; C. 7; D. 8.

Đáp án: C. 2 + 2 + 2 + 1 = 7.

Lỗi sai thường gặp

  • Viết thành NaCl2 hoặc quên cân bằng H2 (chỉ ghi H).
  • Quên Na dư phản ứng tiếp với nước, dẫn đến tính thiếu khí H2.
  • Nghĩ rằng sản phẩm là kết tủa; thực tế NaCl tan hoàn toàn.

Mẹo nhớ: kim loại đứng trước H + axit (HCl, H2SO4 loãng) → muối + H2. Riêng kim loại kiềm (Li, Na, K) luôn phản ứng với nước trước nên phản ứng rất mãnh liệt.

Câu hỏi thường gặp

Na tác dụng với HCl tạo ra sản phẩm gì?

Tạo natri clorua (NaCl) và khí hiđro: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2↑.

Phản ứng Na + HCl thuộc loại phản ứng nào?

Là phản ứng thế và cũng là phản ứng oxi hoá – khử: Na bị oxi hoá thành Na+, H+ của axit bị khử thành H2.

Vì sao Na dư vẫn tiếp tục tạo khí khi HCl đã hết?

Na dư phản ứng với nước trong dung dịch theo phương trình 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑, nên vẫn có khí thoát ra và dung dịch có NaOH.

Thể tích H2 sinh ra khi cho 0,1 mol Na tác dụng hết với HCl là bao nhiêu?

n(H2) = 0,05 mol nên thể tích là 0,05 × 22,4 = 1,12 lít ở đktc.

Bài học liên quan