Ca + HCl cân bằng thành Ca + 2HCl ra CaCl2 và H2
Lớp 9Hóa học

Ca + HCl → CaCl2 + H2: phương trình, hiện tượng và bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình hoá học: Ca + 2HCl → CaCl2 + H2↑. Canxi là kim loại hoạt động mạnh, đứng trước hiđro trong dãy hoạt động hoá học nên đẩy hiđro ra khỏi dung dịch axit HCl. Hiện tượng: Ca tan dần, có bọt khí không màu thoát ra và phản ứng toả nhiệt. Sản phẩm gồm muối canxi clorua và khí hiđro.

Phương trình phản ứng Ca + HCl

Ca + 2HCl → CaCl2 + H2↑

Chất Tên gọi Trạng thái / màu sắc
Ca Canxi Kim loại màu trắng bạc
HCl Axit clohiđric Dung dịch không màu
CaCl2 Canxi clorua Muối tan, dung dịch không màu
H2 Khí hiđro Khí không màu, không mùi, nhẹ nhất

Điều kiện và hiện tượng

  • Điều kiện: ở nhiệt độ thường, dùng dung dịch HCl. Không cần xúc tác hay đun nóng.
  • Hiện tượng: mẩu canxi tan dần, xuất hiện nhiều bọt khí không màu (H2), ống nghiệm nóng lên. Phản ứng rất mạnh, nên chỉ thử với lượng nhỏ.
  • Nhận biết khí: đưa que đóm đang cháy lại gần miệng ống, khí H2 cháy với ngọn lửa xanh nhạt, có thể nghe tiếng nổ nhỏ.

Cân bằng phương trình bằng phương pháp thăng bằng electron

Đây là phản ứng oxi hoá – khử. Số oxi hoá của Ca tăng từ 0 lên +2, của H giảm từ +1 xuống 0.

  • Quá trình oxi hoá: Ca → Ca2+ + 2e
  • Quá trình khử: 2H+ + 2e → H2

Số electron cho bằng số electron nhận (đều là 2) nên hệ số của Ca và H2 đều là 1. Có 2 nguyên tử Cl trong CaCl2 nên cần 2HCl. Vậy Ca là chất khử, HCl là chất oxi hoá.

Mẹo nhớ: kim loại + axit (HCl, H2SO4 loãng) → muối + H2. Hoá trị của kim loại trong muối quyết định số phân tử HCl: Ca hoá trị II nên cần 2HCl.

Lưu ý quan trọng khi làm bài

  • Ca còn phản ứng với nước: Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑. Trong dung dịch HCl, axit có mặt nên bài tập phổ thông coi Ca phản ứng với HCl. Nếu Ca dư so với HCl thì phần dư mới tác dụng với nước.
  • Lỗi hay gặp: viết sản phẩm là CaCl (sai hoá trị) hoặc quên cân bằng, viết Ca + HCl → CaCl2 + H2.
  • Lỗi hay gặp: quên mũi tên ↑ chỉ khí H2 bay ra.
  • Phản ứng tương tự: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑; Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑. Riêng Cu, Ag đứng sau hiđro nên không phản ứng với HCl.

Cách tính toán theo phương trình

Từ phương trình: 1 mol Ca + 2 mol HCl → 1 mol CaCl2 + 1 mol H2. Các bước: tính số mol chất đã biết, lập tỉ lệ mol, tính đại lượng cần tìm. Khối lượng mol: Ca = 40, HCl = 36,5, CaCl2 = 111 (g/mol). Thể tích mol khí ở 25 °C, 1 bar là 24,79 L/mol.

Bài tập vận dụng

Bài 1. Cho 4 g Ca tác dụng hết với dung dịch HCl dư. Tính thể tích khí H2 (25 °C, 1 bar) và khối lượng CaCl2 tạo thành.

Giải: nCa = 4 : 40 = 0,1 mol. Theo phương trình, nH2 = nCaCl2 = 0,1 mol. VH2 = 0,1 × 24,79 = 2,479 L. mCaCl2 = 0,1 × 111 = 11,1 g.

Bài 2. Cho 2 g Ca vào 100 mL dung dịch HCl 1M. Chất nào còn dư sau phản ứng?

Giải: nCa = 2 : 40 = 0,05 mol; nHCl = 0,1 × 1 = 0,1 mol. Tỉ lệ phản ứng Ca : HCl = 1 : 2, đúng bằng 0,05 : 0,1. Vậy hai chất phản ứng vừa đủ, không có chất dư. Thu được 0,05 mol H2, tức 1,24 L (làm tròn, ở 25 °C, 1 bar).

Bài 3. Hoà tan hoàn toàn m gam Ca trong dung dịch HCl dư thu được 2,479 L khí H2 (25 °C, 1 bar). Tìm m và khối lượng HCl đã phản ứng.

Giải: nH2 = 2,479 : 24,79 = 0,1 mol. nCa = 0,1 mol nên m = 4 g. nHCl phản ứng = 2 × 0,1 = 0,2 mol, mHCl = 0,2 × 36,5 = 7,3 g.

Câu hỏi tự kiểm tra

  1. Vì sao Cu không phản ứng với dung dịch HCl còn Ca thì có? (Đáp án: Cu đứng sau H trong dãy hoạt động hoá học.)
  2. Viết phương trình Ca + H2SO4 loãng. (Đáp án: Ca + H2SO4 → CaSO4 + H2↑; CaSO4 ít tan nên có thể kết tủa trắng.)

Câu hỏi thường gặp

Ca tác dụng với HCl tạo sản phẩm gì?

Tạo muối canxi clorua (CaCl2) và khí hiđro (H2). Phương trình: Ca + 2HCl → CaCl2 + H2↑.

Hiện tượng khi cho Ca vào dung dịch HCl là gì?

Canxi tan dần, có bọt khí không màu thoát ra (khí H2), ống nghiệm nóng lên do phản ứng toả nhiệt.

Phản ứng Ca + HCl có phải phản ứng oxi hoá khử không?

Có. Ca tăng số oxi hoá từ 0 lên +2 (chất khử), H trong HCl giảm từ +1 xuống 0 (chất oxi hoá).

Ca dư so với HCl thì có phản ứng nào khác không?

Có. Phần Ca dư tiếp tục tác dụng với nước trong dung dịch: Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑.

Bài học liên quan