NaHCO3 + CaCl2: phương trình, điều kiện, hiện tượng

Trả lời nhanh

Phương trình đã cân bằng: 2NaHCO₃ + CaCl₂ → CaCO₃↓ + 2NaCl + CO₂↑ + H₂O. Phản ứng xảy ra rõ khi đun nóng dung dịch đủ đặc: xuất hiện kết tủa trắng CaCO₃ và có bọt khí CO₂ thoát ra. Ở nhiệt độ thường với dung dịch loãng, hầu như không thấy hiện tượng.

Phương trình hoá học NaHCO₃ + CaCl₂

Phương trình phân tử:

2NaHCO₃ + CaCl₂ →^t° CaCO₃↓ + 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

Phương trình ion thu gọn:

Ca²⁺ + 2HCO₃⁻ → CaCO₃↓ + CO₂↑ + H₂O

Ion Na⁺ và Cl⁻ không tham gia phản ứng nên không xuất hiện ở phương trình ion thu gọn.

Kiểm tra cân bằng

Nguyên tố	Vế trái	Vế phải
Na	2	2 (trong 2NaCl)
H	2	2 (trong H₂O)
C	2	1 (CaCO₃) + 1 (CO₂) = 2
O	6	3 + 2 + 1 = 6
Ca	1	1
Cl	2	2

Mẹo cân bằng: bắt đầu từ Ca và Cl (1 CaCl₂ cho 2 NaCl), kéo theo hệ số 2 trước NaHCO₃, rồi kiểm tra C, H, O.

Điều kiện và hiện tượng

Điều kiện: đun nóng, dung dịch có nồng độ đủ lớn.
Hiện tượng: dung dịch vẩn đục, xuất hiện kết tủa trắng CaCO₃, đồng thời có bọt khí không màu (CO₂) thoát ra.
Nhận biết: khí sinh ra làm đục nước vôi trong; kết tủa tan trong dung dịch HCl và sủi bọt khí.

Vì sao ở nhiệt độ thường thường không thấy phản ứng?

Nếu trộn dung dịch loãng NaHCO₃ với CaCl₂ ở nhiệt độ phòng, các ion có thể tồn tại cùng nhau vì canxi hiđrocacbonat Ca(HCO₃)₂ tan được trong nước. Do đó không có kết tủa rõ rệt. Khi đun nóng, ion HCO₃⁻ bị phân huỷ tạo CO₃²⁻ và CO₂, còn CO₃²⁻ kết hợp Ca²⁺ thành CaCO₃ không tan.

Có thể hình dung phản ứng gồm hai bước:

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O (đun nóng)
Na₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃↓ + 2NaCl

Cộng hai bước, giản ước Na₂CO₃, ta được đúng phương trình tổng ở trên. Đây cũng là cách nhớ phương trình: “nhiệt phân muối hiđrocacbonat rồi cho muối cacbonat tạo kết tủa với canxi”.

Lỗi sai thường gặp

Viết NaHCO₃ + CaCl₂ → CaCO₃ + NaCl + HCl: sai vì HCl sẽ lại tác dụng với CaCO₃, và phương trình không cân bằng.
Quên hệ số 2 trước NaHCO₃ và NaCl, dẫn đến thiếu nguyên tử C, H, O.
Quên ghi điều kiện đun nóng và cho rằng ở mọi điều kiện đều có kết tủa ngay.
Viết CO₂ và H₂O vào phương trình ion thu gọn nhưng lại đặt cả Na⁺, Cl⁻ vào.

Bài tập vận dụng

Bài 1. Đun nóng dung dịch chứa 0,2 mol NaHCO₃ với lượng dư CaCl₂ cho đến khi phản ứng hoàn toàn. Tính khối lượng kết tủa và thể tích CO₂ (đktc).

Giải: theo phương trình, 2 mol NaHCO₃ cho 1 mol CaCO₃ và 1 mol CO₂. Vậy n(CaCO₃) = n(CO₂) = 0,2 : 2 = 0,1 mol. Khối lượng CaCO₃ = 0,1 × 100 = 10 g; V(CO₂) = 0,1 × 22,4 = 2,24 lít.

Bài 2. Cho 8,4 g NaHCO₃ phản ứng hoàn toàn với CaCl₂ dư khi đun nóng. Tính khối lượng NaCl tạo thành.

Giải: M(NaHCO₃) = 84 nên n = 8,4 : 84 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(NaCl) = n(NaHCO₃) = 0,1 mol. Khối lượng NaCl = 0,1 × 58,5 = 5,85 g.

Bài 3. Hãy nêu cách phân biệt hai dung dịch NaHCO₃ và Na₂CO₃ bằng dung dịch CaCl₂ ở nhiệt độ thường.

Giải: nhỏ CaCl₂ vào từng mẫu. Mẫu nào xuất hiện kết tủa trắng ngay là Na₂CO₃ (Na₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃↓ + 2NaCl). Mẫu không có kết tủa là NaHCO₃ (với dung dịch loãng, ở nhiệt độ thường). Đây là cách tận dụng chính sự khác biệt giữa hai muối.

Ứng dụng và ghi nhớ

Dùng để nhận biết muối cacbonat và hiđrocacbonat dựa vào kết tủa với muối canxi.
Giải thích hiện tượng tạo cặn CaCO₃ khi đun nước cứng tạm thời chứa Ca²⁺ và HCO₃⁻, cùng cơ chế tương tự.
Ghi nhớ: tỉ lệ mol NaHCO₃ : CaCl₂ : CaCO₃ : CO₂ = 2 : 1 : 1 : 1.

Câu hỏi thường gặp

NaHCO3 tác dụng với CaCl2 có tạo kết tủa không?

Có, khi đun nóng dung dịch đủ đặc sẽ tạo kết tủa trắng CaCO3 kèm khí CO2. Ở nhiệt độ thường với dung dịch loãng, thường không thấy kết tủa vì Ca(HCO3)2 tan được.

Phương trình ion thu gọn của NaHCO3 + CaCl2 là gì?

Ca2+ + 2HCO3- → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O (đun nóng). Ion Na+ và Cl- là ion khán giả nên không có mặt.

Làm sao phân biệt NaHCO3 và Na2CO3 bằng CaCl2?

Nhỏ CaCl2 vào hai dung dịch loãng ở nhiệt độ thường: mẫu có kết tủa trắng ngay là Na2CO3, mẫu không có kết tủa là NaHCO3. Đun nóng thì mẫu NaHCO3 cũng sẽ có kết tủa và khí.

Cần bao nhiêu mol NaHCO3 để tạo 0,1 mol CaCO3?

Theo tỉ lệ 2 : 1, cần 0,2 mol NaHCO3 (tương ứng 16,8 g) và CaCl2 dư; đồng thời thu được 0,1 mol CO2.