Trả lời nhanh
Phương trình đã cân bằng: 2KHSO4 + 2NaHCO3 → K2SO4 + Na2SO4 + 2CO2↑ + 2H2O. Đây là phản ứng trao đổi trong dung dịch: ion HSO4– của KHSO4 nhường H+ cho ion HCO3–, tạo H2CO3 kém bền rồi phân huỷ thành khí CO2 và nước. Hiện tượng: sủi bọt khí không màu.
Phương trình phản ứng KHSO4 + NaHCO3
2KHSO4 + 2NaHCO3 → K2SO4 + Na2SO4 + 2CO2↑ + 2H2O
- Điều kiện: phản ứng xảy ra ngay ở nhiệt độ thường, trong dung dịch nước.
- Loại phản ứng: trao đổi ion giữa muối axit (KHSO4) và muối hiđrocacbonat (NaHCO3).
- Sản phẩm: hai muối trung hoà tan tốt là K2SO4, Na2SO4, cùng khí CO2 và H2O.
Cách cân bằng từng bước
- Viết sơ đồ: KHSO4 + NaHCO3 → K2SO4 + Na2SO4 + CO2 + H2O.
- Vế phải có K2SO4 (2 nguyên tử K) và Na2SO4 (2 nguyên tử Na), nên đặt hệ số 2 trước KHSO4 và 2 trước NaHCO3.
- Kiểm tra C: 2 ở vế trái nên CO2 hệ số 2. Kiểm tra H: 2 + 2 = 4 nên H2O hệ số 2.
- Kiểm tra O: vế trái 2×4 + 2×3 = 14; vế phải 4 + 4 + 2×2 + 2 = 14. Cân bằng xong.
Hiện tượng nhận biết
Khi cho dung dịch KHSO4 vào dung dịch (hoặc bột) NaHCO3, ta thấy sủi bọt khí mạnh, khí không màu, không mùi và làm đục nước vôi trong. Dung dịch thu được trong suốt, không có kết tủa vì cả K2SO4 và Na2SO4 đều tan.
Phương trình ion và vì sao phản ứng xảy ra
Trong nước: KHSO4 → K+ + HSO4–, trong đó HSO4– là axit khá mạnh (nấc 2 của H2SO4), tạo môi trường axit. NaHCO3 → Na+ + HCO3–.
- Phương trình ion đầy đủ: 2K+ + 2HSO4– + 2Na+ + 2HCO3– → 2K+ + 2Na+ + 2SO42– + 2CO2 + 2H2O
- Rút gọn: HSO4– + HCO3– → SO42– + CO2↑ + H2O
- Nhiều sách viết gọn hơn, coi KHSO4 phân li hoàn toàn ra H+: H+ + HCO3– → CO2↑ + H2O
Phản ứng xảy ra vì tạo chất khí (CO2) và chất điện li yếu (H2O) – đúng điều kiện của phản ứng trao đổi ion trong dung dịch.
So sánh với các phản ứng tương tự
| Phản ứng | Sản phẩm chính | Ghi chú |
|---|---|---|
| NaHCO3 + HCl | NaCl + CO2 + H2O | Cùng bản chất H+ + HCO3– |
| NaHCO3 + NaHSO4 | Na2SO4 + CO2 + H2O | Chỉ có một loại muối sunfat |
| NaHCO3 + KHSO4 | K2SO4 + Na2SO4 + CO2 + H2O | Hai muối sunfat tan |
| NaHCO3 + NaOH | Na2CO3 + H2O | HCO3– đóng vai trò axit, không sinh khí |
Lỗi sai thường gặp
- Viết KHSO4 thành K2SO4 hoặc quên nguyên tử H trong gốc HSO4, dẫn đến thiếu H2O ở vế phải.
- Quên hệ số 2 của CO2 và H2O, chỉ cân bằng K và Na.
- Viết thêm kết tủa: không có kết tủa nào ở đây, trừ khi dung dịch có ion Ba2+, Ca2+…
- Nhầm với phản ứng giữa NaHCO3 và bazơ (không có khí).
Mẹo nhớ: muối hiđrocacbonat gặp axit (hoặc muối axit mạnh như KHSO4, NaHSO4) thì luôn “sủi bọt CO2”; mỗi mol HCO3– cần đúng 1 mol H+.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Cho 8,4 gam NaHCO3 phản ứng vừa đủ với dung dịch KHSO4. Tính khối lượng KHSO4 cần dùng, thể tích CO2 (đktc) và tổng khối lượng hai muối sunfat thu được.
Giải: n(NaHCO3) = 8,4 : 84 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(KHSO4) = 0,1 mol, m = 0,1 × 136 = 13,6 gam. n(CO2) = 0,1 mol, V = 2,24 lít. Thu được 0,05 mol K2SO4 (8,7 gam) và 0,05 mol Na2SO4 (7,1 gam), tổng 15,8 gam. Kiểm tra bảo toàn khối lượng: 8,4 + 13,6 = 22,0 = 15,8 + 4,4 (CO2) + 1,8 (H2O). Đúng.
Bài 2. Cho 150 ml dung dịch KHSO4 0,4M vào lượng dư NaHCO3. Tính thể tích khí thoát ra (đktc).
Giải: n(KHSO4) = 0,15 × 0,4 = 0,06 mol. Vì NaHCO3 dư nên H+ hết, n(CO2) = 0,06 mol, V = 0,06 × 22,4 = 1,344 lít.
Bài 3. Trình bày cách phân biệt hai dung dịch không nhãn: KHSO4 và K2SO4, chỉ dùng NaHCO3.
Giải: Lấy mẫu thử, nhỏ vào mỗi mẫu một ít NaHCO3. Mẫu nào sủi bọt khí là KHSO4; mẫu không có hiện tượng là K2SO4.
Câu hỏi thường gặp
KHSO4 tác dụng với NaHCO3 tạo ra sản phẩm gì?
Tạo ra K2SO4, Na2SO4, khí CO2 và H2O theo phương trình 2KHSO4 + 2NaHCO3 → K2SO4 + Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O.
Hiện tượng khi cho KHSO4 vào NaHCO3 là gì?
Có sủi bọt khí không màu, không mùi (CO2), dung dịch sau phản ứng trong suốt, không có kết tủa.
Phương trình ion thu gọn của phản ứng KHSO4 + NaHCO3 viết thế nào?
Viết đầy đủ là HSO4⁻ + HCO3⁻ → SO4²⁻ + CO2 + H2O; thường viết gọn là H⁺ + HCO3⁻ → CO2 + H2O.
Vì sao KHSO4 phản ứng được với NaHCO3 dù đều là muối?
Vì KHSO4 là muối axit, ion HSO4⁻ phân li ra H⁺ trong nước nên có tính axit; H⁺ kết hợp với HCO3⁻ tạo CO2 và H2O.