MgCO3 ra MgO: phương trình nhiệt phân MgCO3 chi tiết

Trả lời nhanh

MgCO₃ ra MgO khi bị nung nóng (nhiệt phân): MgCO₃ → MgO + CO₂↑ (điều kiện: nhiệt độ cao). Đây là phản ứng phân huỷ, không phải phản ứng oxi hoá – khử. Sản phẩm gồm magie oxit là chất rắn màu trắng và khí cacbon đioxit làm đục nước vôi trong.

Phương trình hoá học nhiệt phân MgCO₃

MgCO₃ (rắn) —t°→ MgO (rắn) + CO₂ (khí)↑

Phương trình đã cân bằng sẵn: vế trái và vế phải đều có 1 Mg, 1 C và 3 O. Hệ số các chất đều bằng 1 nên chỉ cần nhớ “một muối cacbonat → một oxit bazơ + một khí CO₂“.

Nội dung	Thông tin
Điều kiện	Nung ở nhiệt độ cao
Loại phản ứng	Phản ứng phân huỷ (không có sự thay đổi số oxi hoá)
Chất rắn thu được	MgO – magie oxit, màu trắng, khó nóng chảy
Chất khí thoát ra	CO₂ – không màu, không mùi
Khối lượng mol	MgCO₃ = 84 g/mol; MgO = 40 g/mol; CO₂ = 44 g/mol

Hiện tượng và cách nhận biết sản phẩm

Bột (hoặc khối) MgCO₃ màu trắng bị nung, khối lượng chất rắn giảm dần vì khí CO₂ bay đi. Chất rắn còn lại vẫn có màu trắng (MgO).
Dẫn khí thoát ra vào dung dịch nước vôi trong Ca(OH)₂ thấy nước vôi vẩn đục: CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O.
Để kiểm tra chất rắn sau nung, cho tác dụng với nước rồi nhỏ phenolphtalein: MgO ít tan nên dung dịch chỉ hồng rất nhạt. Cách chắc chắn hơn là cho chất rắn vào dung dịch HCl: MgO tan mà không sủi bọt khí, còn MgCO₃ chưa phân huỷ thì sủi bọt.

Vì sao MgCO₃ bị nhiệt phân?

Các muối cacbonat của kim loại không tan (trừ muối của kim loại kiềm) đều kém bền nhiệt. Khi nung, muối tách thành oxit bazơ và CO₂. Ion Mg²⁺ có bán kính nhỏ, hút mạnh ion O²⁻ nên MgCO₃ dễ nhường CO₂ hơn CaCO₃. Vì vậy MgCO₃ phân huỷ ở nhiệt độ thấp hơn CaCO₃ (CaCO₃ cần khoảng 900 °C trở lên). Trong bài tập phổ thông, ta chỉ cần ghi “t°” là đủ.

Phân biệt: MgCO₃ ra MgO chỉ bằng nhiệt phân

Nhiều bạn nhầm khi cho MgCO₃ tác dụng với axit cũng “ra” khí CO₂. Hai phản ứng này khác nhau:

Nhiệt phân: MgCO₃ → MgO + CO₂↑ (sản phẩm có oxit).
Với axit: MgCO₃ + 2HCl → MgCl₂ + CO₂↑ + H₂O (sản phẩm có muối, nước, không có MgO).

Mẹo nhớ: thấy chữ “nung”, “nhiệt phân” thì viết oxit; thấy “axit” thì viết muối mới + CO₂ + H₂O.

Ví dụ có lời giải

Ví dụ 1: Nhiệt phân hoàn toàn

Nhiệt phân hoàn toàn 8,4 g MgCO₃. Tính khối lượng MgO và thể tích CO₂ (đktc).

n(MgCO₃) = 8,4 : 84 = 0,1 mol.
Theo phương trình, n(MgO) = n(CO₂) = 0,1 mol.
m(MgO) = 0,1 × 40 = 4,0 g.
V(CO₂) = 0,1 × 22,4 = 2,24 lít.

Kiểm tra bảo toàn khối lượng: 8,4 = 4,0 + 0,1 × 44 = 4,0 + 4,4 ✓.

Ví dụ 2: Nhiệt phân không hoàn toàn (tính hiệu suất)

Nung 16,8 g MgCO₃, sau một thời gian thu được 12,4 g chất rắn. Tính hiệu suất phân huỷ và thành phần chất rắn.

Khối lượng giảm chính là khối lượng CO₂ bay ra: 16,8 − 12,4 = 4,4 g, tức 0,1 mol.
Số mol MgCO₃ đã phân huỷ = 0,1 mol; ban đầu có 16,8 : 84 = 0,2 mol.
Hiệu suất H = 0,1 : 0,2 × 100% = 50%.
Chất rắn gồm MgO 0,1 mol (4,0 g) và MgCO₃ dư 0,1 mol (8,4 g). Tổng 12,4 g ✓.

Mẹo: với bài nhiệt phân không hoàn toàn, hãy dùng “khối lượng chất rắn giảm = khối lượng khí thoát ra” thay vì lập hệ phương trình.

Lỗi sai thường gặp

Quên mũi tên ↑ cho CO₂ hoặc quên điều kiện t°.
Viết sản phẩm là Mg + CO₂ hoặc Mg(OH)₂ – sai, vì không có chất khử và cũng không có nước.
Tính thể tích CO₂ bằng 22,4 khi đề cho điều kiện khác đktc (ví dụ ở 25 °C, 1 bar thì dùng 24,79 lít/mol).
Coi chất rắn sau phản ứng chỉ có MgO trong khi đề nói “nhiệt phân không hoàn toàn”.

Bài luyện tập

Nung 42 g MgCO₃ đến khối lượng không đổi. Tính khối lượng chất rắn thu được.
Đáp án: n = 0,5 mol → n(MgO) = 0,5 mol → m = 20 g.
Nhiệt phân hoàn toàn một lượng MgCO₃ thu được 4,48 lít CO₂ (đktc). Tính khối lượng MgCO₃ đã dùng.
Đáp án: n(CO₂) = 0,2 mol → n(MgCO₃) = 0,2 mol → m = 16,8 g.
Sục toàn bộ khí CO₂ ở bài 2 vào dung dịch Ca(OH)₂ dư. Tính khối lượng kết tủa CaCO₃ (M = 100).
Đáp án: n(CaCO₃) = 0,2 mol → m = 20 g.

Ứng dụng

Nhiệt phân các muối cacbonat như magie cacbonat là cách điều chế oxit kim loại. MgO thu được dùng làm vật liệu chịu lửa, lót lò nung và làm chất phụ gia trong nhiều ngành công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

MgCO3 nhiệt phân tạo ra những chất nào?

Tạo ra magie oxit MgO (chất rắn màu trắng) và khí cacbon đioxit CO2. Phương trình: MgCO3 → MgO + CO2↑ khi nung ở nhiệt độ cao.

Phản ứng nhiệt phân MgCO3 có phải phản ứng oxi hoá – khử không?

Không. Số oxi hoá của Mg (+2), C (+4) và O (−2) không thay đổi trước và sau phản ứng, nên đây là phản ứng phân huỷ thông thường.

Làm sao nhận biết khí sinh ra khi nhiệt phân MgCO3?

Dẫn khí vào dung dịch nước vôi trong Ca(OH)2. Nếu nước vôi vẩn đục do tạo kết tủa CaCO3 thì khí đó là CO2.

MgCO3 tác dụng với HCl có tạo MgO không?

Không. MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + CO2↑ + H2O. Chỉ khi nung nóng MgCO3 mới tạo MgO.