Trả lời nhanh
Phương trình đúng là Ca + Cl2 → CaCl2 (điều kiện: đun nóng). Canxi là kim loại mạnh nên nhường 2 electron, còn clo là phi kim hoạt động nhận electron để thành ion Cl–. Sản phẩm là canxi clorua, chất rắn màu trắng. Đây vừa là phản ứng hoá hợp, vừa là phản ứng oxi hoá – khử.
Phương trình phản ứng Ca tác dụng với Cl2
Ca + Cl2 → CaCl2 (t°)
Phương trình đã cân bằng sẵn với hệ số 1 : 1 : 1. Cứ 1 mol Ca phản ứng vừa đủ với 1 mol Cl2 và thu được 1 mol CaCl2.
| Chất | Vai trò | Trạng thái, màu sắc |
|---|---|---|
| Ca | Chất khử | Kim loại rắn, màu trắng bạc |
| Cl2 | Chất oxi hoá | Khí màu vàng lục, mùi xốc, độc |
| CaCl2 | Sản phẩm | Chất rắn màu trắng, tan tốt trong nước |
Điều kiện và hiện tượng nhận biết
- Điều kiện: đun nóng để khơi mào phản ứng. Sau khi bắt đầu, phản ứng toả nhiệt mạnh nên tự duy trì được.
- Hiện tượng: mẩu canxi nóng sáng cháy trong bình khí clo, màu vàng lục của khí nhạt dần, trên thành bình xuất hiện chất rắn màu trắng là CaCl2.
Lưu ý khi làm thí nghiệm thật: clo rất độc, phải thực hiện trong tủ hút và có giáo viên hướng dẫn.
Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron
- Xác định số oxi hoá: Ca0 + Cl20 → Ca+2Cl2–1.
- Viết quá trình cho – nhận electron:
- Ca0 → Ca+2 + 2e (quá trình oxi hoá)
- Cl20 + 2e → 2Cl–1 (quá trình khử)
- Số electron cho bằng số electron nhận (đều là 2) nên hệ số của Ca và Cl2 đều là 1.
- Kết luận: Ca + Cl2 → CaCl2.
Vì sao tạo CaCl2 mà không phải CaCl?
Canxi ở nhóm IIA, nguyên tử có 2 electron lớp ngoài cùng nên dễ nhường 2 electron để thành Ca2+. Mỗi nguyên tử clo (nhóm VIIA) chỉ nhận 1 electron để thành Cl–. Vì vậy 1 ion Ca2+ kết hợp với 2 ion Cl–, hợp chất trung hoà điện là CaCl2.
Mẹo nhớ: kim loại nhóm IIA luôn có hoá trị II trong hợp chất, nên chỉ cần “chéo hoá trị” với Cl hoá trị I là ra CaCl2.
Lỗi sai thường gặp
- Viết sản phẩm là CaCl hoặc Ca2Cl: sai vì quên hoá trị II của canxi.
- Viết Cl thay cho Cl2: clo đơn chất tồn tại dạng phân tử hai nguyên tử.
- Quên điều kiện nhiệt độ, hoặc nhầm Ca + Cl2 với Ca + HCl (phản ứng này tạo thêm H2).
- Khi cho Ca vào dung dịch nước clo hay dung dịch muối, canxi phản ứng với nước trước. Phản ứng Ca + Cl2 ở đây chỉ nói về khí clo khô.
Bài tập vận dụng (có đáp án)
Bài 1. Đốt cháy hoàn toàn 4 gam Ca trong khí Cl2 dư. Tính khối lượng CaCl2 thu được (Ca = 40; Cl = 35,5).
Giải: nCa = 4 : 40 = 0,1 mol. Theo phương trình, nCaCl2 = 0,1 mol. MCaCl2 = 40 + 71 = 111 g/mol. Khối lượng m = 0,1 × 111 = 11,1 gam.
Bài 2. Cho 2,4 gam Ca tác dụng với 1,12 lít khí Cl2 (đktc), đun nóng, phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính khối lượng chất rắn thu được.
Giải: nCa = 2,4 : 40 = 0,06 mol; nCl2 = 1,12 : 22,4 = 0,05 mol. Tỉ lệ 1 : 1 nên Cl2 hết, Ca dư 0,01 mol (0,4 gam). nCaCl2 = 0,05 mol, tức 5,55 gam. Chất rắn gồm CaCl2 và Ca dư: 5,55 + 0,4 = 5,95 gam.
Kiểm tra bằng bảo toàn khối lượng: mCl2 = 0,05 × 71 = 3,55 g; 2,4 + 3,55 = 5,95 g. Khớp.
Bài 3. Để điều chế 22,2 gam CaCl2 từ Ca và Cl2 với hiệu suất 100%, cần bao nhiêu lít Cl2 (đktc)?
Giải: nCaCl2 = 22,2 : 111 = 0,2 mol, nên nCl2 = 0,2 mol, V = 0,2 × 22,4 = 4,48 lít.
Một số cách điều chế CaCl2 khác
- CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O (đá vôi tan, sủi bọt khí)
- Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O
- Ca + 2HCl → CaCl2 + H2↑
CaCl2 khan hút ẩm rất mạnh nên hay được dùng làm chất làm khô khí trong phòng thí nghiệm (trừ khí NH3).
Câu hỏi thường gặp
Ca + Cl2 tạo ra chất gì?
Tạo canxi clorua CaCl2, là chất rắn màu trắng, tan tốt trong nước. Phương trình: Ca + Cl2 → CaCl2 (đun nóng).
Phản ứng Ca + Cl2 thuộc loại phản ứng nào?
Đây là phản ứng hoá hợp (hai chất tạo một chất) và cũng là phản ứng oxi hoá – khử, trong đó Ca là chất khử, Cl2 là chất oxi hoá.
Hiện tượng khi cho canxi cháy trong khí clo là gì?
Canxi nóng sáng cháy, khí clo màu vàng lục nhạt dần và có chất rắn màu trắng CaCl2 tạo thành.
Vì sao canxi clorua có công thức CaCl2?
Ca nhường 2 electron thành Ca2+, mỗi nguyên tử Cl nhận 1 electron thành Cl–, nên cần 2 ion Cl– để trung hoà điện với 1 ion Ca2+.