Trả lời nhanh
NaHSO4 tác dụng với muối sunfit hoặc hiđrosunfit sẽ giải phóng khí SO2. Với NaHSO3: NaHSO3 + NaHSO4 → Na2SO4 + SO2↑ + H2O. Nguyên nhân là NaHSO4 điện li ra H+ (tính axit mạnh), đẩy gốc HSO3– thành SO2 và nước. Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường.
Phương trình hoá học
NaHSO3 + NaHSO4 → Na2SO4 + SO2↑ + H2O
- Loại phản ứng: trao đổi (axit mạnh đẩy axit yếu, axit yếu H2SO3 phân huỷ thành SO2 và H2O).
- Điều kiện: nhiệt độ thường, các chất ở dạng dung dịch hoặc trộn với nước.
- Hiện tượng: có khí không màu, mùi hắc thoát ra (SO2); dung dịch thu được chứa Na2SO4.
Cân bằng phương trình
Phương trình này đã cân bằng sẵn với hệ số 1 – 1 – 1 – 1 – 1. Em kiểm tra bằng cách đếm nguyên tử hai vế:
| Nguyên tố | Vế trái | Vế phải |
|---|---|---|
| Na | 1 + 1 = 2 | 2 (Na2SO4) |
| H | 1 + 1 = 2 | 2 (H2O) |
| S | 1 + 1 = 2 | 1 + 1 = 2 |
| O | 3 + 4 = 7 | 4 + 2 + 1 = 7 |
Vì sao NaHSO4 lại sinh ra SO2?
NaHSO4 là muối axit nhưng trong nước phân li gần như hoàn toàn như một axit mạnh:
NaHSO4 → Na+ + H+ + SO42–
Ion H+ này gặp HSO3– (gốc của axit yếu, không bền H2SO3) nên có phản ứng:
H+ + HSO3– → SO2↑ + H2O
Đây cũng là phương trình ion rút gọn của phản ứng. Ion Na+ và SO42– không tham gia, chỉ là ion “khán giả”.
NaHSO4 ra SO2 với những chất nào?
Quy luật chung: NaHSO4 + muối sunfit/hiđrosunfit → SO2. Em có thể áp dụng cho các trường hợp sau:
- 2NaHSO4 + Na2SO3 → 2Na2SO4 + SO2↑ + H2O
- NaHSO4 + KHSO3 → Na+, K+, SO42– + SO2↑ + H2O (viết dạng ion cho gọn)
Ngược lại, NaHSO4 không tự sinh SO2 khi hoà tan hoặc đun nóng nhẹ, vì lưu huỳnh trong NaHSO4 đã ở mức oxi hoá +6 và gốc sunfat rất bền. SO2 chỉ xuất hiện khi có nguồn lưu huỳnh +4 (sunfit, hiđrosunfit) hoặc khi có chất khử mạnh phản ứng với H2SO4 đặc.
Cùng kiểu phản ứng, với muối cacbonat thì thu được CO2: NaHSO4 + NaHCO3 → Na2SO4 + CO2↑ + H2O.
Nhận biết khí SO2 thu được
- Làm mất màu dung dịch nước brom hoặc dung dịch thuốc tím (SO2 có tính khử).
- Làm đục nước vôi trong (tạo CaSO3 kết tủa trắng), nhưng cách này dễ nhầm với CO2.
Vì vậy muốn phân biệt SO2 với CO2, em nên dùng dung dịch brom hoặc KMnO4, không nên chỉ dùng nước vôi trong.
Lỗi sai thường gặp
- Viết NaHSO4 thành NaSO4 hoặc Na2HSO4 – sai hoá trị. Gốc HSO4– hoá trị I nên chỉ đi với 1 Na.
- Quên mũi tên ↑ cho SO2.
- Viết H2SO3 ở sản phẩm. H2SO3 không bền, phải tách thành SO2 + H2O.
- Nhầm NaHSO4 với H2SO4 đặc: NaHSO4 chỉ thể hiện tính axit, không có tính oxi hoá mạnh như H2SO4 đặc.
Mẹo nhớ: “Thấy gốc sunfit gặp H+ của axit mạnh là có khí SO2 mùi hắc”.
Bài tập vận dụng (có đáp án)
Bài 1. Cho 0,1 mol NaHSO3 tác dụng với lượng dư dung dịch NaHSO4. Tính thể tích SO2 (đktc).
Đáp án: n(SO2) = n(NaHSO3) = 0,1 mol → V = 0,1 × 22,4 = 2,24 lít.
Bài 2. Cho 0,05 mol Na2SO3 phản ứng vừa đủ với dung dịch NaHSO4. Tính số mol NaHSO4 cần dùng và thể tích SO2 (đktc).
Đáp án: 2NaHSO4 + Na2SO3 → 2Na2SO4 + SO2 + H2O. Số mol NaHSO4 = 2 × 0,05 = 0,1 mol; n(SO2) = 0,05 mol → V = 1,12 lít.
Bài 3. Viết phương trình ion rút gọn khi cho Na2SO3 tác dụng với lượng dư NaHSO4.
Đáp án: SO32– + 2H+ → SO2↑ + H2O.
Câu hỏi thường gặp
NaHSO4 có tác dụng với NaHSO3 tạo ra SO2 không?
Có. Phản ứng NaHSO3 + NaHSO4 → Na2SO4 + SO2↑ + H2O xảy ra ở nhiệt độ thường, sinh khí SO2 mùi hắc.
Vì sao phản ứng này tạo khí SO2 mà không tạo H2SO3?
H2SO3 là axit yếu, không bền nên phân huỷ ngay thành SO2 và H2O. Vì vậy sản phẩm viết là SO2↑ và H2O.
Phương trình ion rút gọn của phản ứng là gì?
H+ + HSO3– → SO2↑ + H2O. Ion H+ do NaHSO4 điện li ra, còn Na+ và SO4 2– không tham gia phản ứng.
NaHSO4 đun nóng hoặc hoà tan có tự sinh ra SO2 không?
Không. Lưu huỳnh trong NaHSO4 ở mức oxi hoá +6, gốc sunfat bền. Chỉ khi có nguồn sunfit hoặc hiđrosunfit thì mới thu được SO2.