Caoh2 ra caco3: phương trình Ca(OH)2 + CO2 và số nguyên tử
Lớp 9Hóa học

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O: phương trình, hiện tượng và bài tập

Trả lời nhanh

Ca(OH)2 tạo ra CaCO3 khi tác dụng với CO2: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O. Đây là phản ứng giữa bazơ tan và oxit axit, xảy ra ngay ở nhiệt độ thường. Hiện tượng: nước vôi trong chuyển sang vẩn đục do có kết tủa trắng CaCO3 không tan. Nếu sục CO2 dư, kết tủa sẽ tan dần.

Phương trình hoá học

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O

  • Điều kiện: nhiệt độ thường, Ca(OH)2 ở dạng dung dịch (nước vôi trong).
  • Hiện tượng: dung dịch trong suốt dần đục như sữa vì xuất hiện chất rắn màu trắng CaCO3.
  • Loại phản ứng: không phải phản ứng oxi hoá – khử (số oxi hoá các nguyên tố không đổi); đây là phản ứng trao đổi giữa oxit axit và bazơ.
  • Cân bằng: mỗi vế có 1 Ca, 1 C, 2 H và 4 O, nên các hệ số đều bằng 1.

Vì sao có kết tủa?

CO2 tan trong nước tạo axit cacbonic yếu, hoạt động như một oxit axit. Khi gặp bazơ Ca(OH)2, nó cho muối cacbonat và nước. Trong các muối của canxi, CaCO3 gần như không tan trong nước, nên tách ra thành kết tủa trắng.

Chính hiện tượng này giúp ta nhận biết khí CO2: dẫn khí qua nước vôi trong, nếu nước vôi vẩn đục thì khí đó là CO2.

Khi CO2 dư: kết tủa tan trở lại

Nếu tiếp tục sục CO2 vào dung dịch đã đục, kết tủa tan dần, dung dịch trong trở lại:

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2 là muối tan. Cộng hai giai đoạn lại, ta có phương trình tổng quát khi CO2 dư:

Ca(OH)2 + 2CO2 → Ca(HCO3)2

Đun nóng dung dịch Ca(HCO3)2 thì kết tủa lại xuất hiện: Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O (đun nóng). Đây là nguồn gốc của thạch nhũ trong hang động và cặn đá vôi trong ấm đun nước.

Cách xét tỉ lệ mol: CO2 và Ca(OH)2

Đặt T = n(CO2) : n(Ca(OH)2).

Tỉ lệ T Sản phẩm
T ≤ 1 Chỉ có CaCO3 (Ca(OH)2 còn dư hoặc vừa đủ)
1 < T < 2 Cả CaCO3 và Ca(HCO3)2
T ≥ 2 Chỉ có Ca(HCO3)2 (T = 2 vừa đủ, không còn kết tủa)

Mẹo nhớ: “Ít CO2 thì ra kết tủa, nhiều CO2 thì kết tủa tan.”

Ví dụ có lời giải

Ví dụ 1. Sục 1,12 lít CO2 (đktc) vào 500 ml dung dịch Ca(OH)2 0,1M. Tính khối lượng kết tủa.

  • n(CO2) = 1,12 : 22,4 = 0,05 mol; n(Ca(OH)2) = 0,5 × 0,1 = 0,05 mol.
  • T = 1 nên phản ứng vừa đủ, chỉ tạo CaCO3: n = 0,05 mol.
  • m(CaCO3) = 0,05 × 100 = 5 g.

Ví dụ 2. Sục 0,15 mol CO2 vào dung dịch chứa 0,1 mol Ca(OH)2. Tính khối lượng kết tủa.

  • T = 1,5 nên có cả hai muối. Gọi x = n(CaCO3), y = n(Ca(HCO3)2).
  • Bảo toàn Ca: x + y = 0,1. Bảo toàn C: x + 2y = 0,15.
  • Giải ra y = 0,05; x = 0,05. Vậy m(CaCO3) = 0,05 × 100 = 5 g.

Lỗi sai thường gặp

  • Quên kí hiệu kết tủa (↓) cho CaCO3 hoặc viết sai thành Ca(CO3)2.
  • Cho rằng sục CO2 bao nhiêu cũng có kết tủa; thực tế CO2 dư sẽ hoà tan kết tủa.
  • Dùng dung dịch nước vôi đặc, bão hoà hoặc vôi sữa mà vẫn nói “trong suốt”; chỉ nước vôi trong mới ban đầu trong suốt.
  • Nhầm đơn vị: đổi thể tích khí ra mol bằng 22,4 chỉ đúng ở đktc.

Những cách khác để Ca(OH)2 tạo ra CaCO3

  • Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaOH
  • Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O
  • Ca(OH)2 + NaHCO3 (Ca(OH)2 dư) → CaCO3↓ + NaOH + H2O

Ứng dụng thực tế

Nước vôi trong dùng để nhận biết CO2 trong thí nghiệm hô hấp, quang hợp. Vữa vôi quét tường dần cứng lại vì Ca(OH)2 hút CO2 trong không khí tạo CaCO3. Phản ứng này cũng được dùng để hấp thụ khí CO2 trong xử lí khí thải.

Bài luyện tập

  1. Sục 3,36 lít CO2 (đktc) vào 150 ml dung dịch Ca(OH)2 1M. Tính khối lượng kết tủa.
  2. Sục 4,48 lít CO2 (đktc) vào dung dịch chứa 0,1 mol Ca(OH)2. Có kết tủa không? Vì sao?
  3. Sục 0,05 mol CO2 vào dung dịch chứa 0,1 mol Ca(OH)2. Tính m kết tủa và chất còn dư.

Đáp án:

  1. n(CO2) = 0,15 mol; n(Ca(OH)2) = 0,15 mol; T = 1 nên n(CaCO3) = 0,15 mol, m = 15 g.
  2. n(CO2) = 0,2 mol; T = 2 nên chỉ tạo Ca(HCO3)2 (0,1 mol), không có kết tủa.
  3. T = 0,5 nên CO2 hết, n(CaCO3) = 0,05 mol, m = 5 g; Ca(OH)2 dư 0,05 mol.

Câu hỏi thường gặp

Ca(OH)2 + CO2 ra chất gì?

Ra kết tủa trắng canxi cacbonat (CaCO3) và nước: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O.

Vì sao sục CO2 dư vào nước vôi trong thì kết tủa tan?

CO2 dư phản ứng với CaCO3 và nước tạo muối tan Ca(HCO3)2: CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2, nên dung dịch trong trở lại.

Làm sao nhận biết khí CO2 bằng nước vôi trong?

Dẫn khí cần thử qua dung dịch Ca(OH)2. Nếu xuất hiện kết tủa trắng làm nước vôi vẩn đục thì khí đó là CO2.

Phản ứng Ca(OH)2 với CO2 có phải phản ứng oxi hoá – khử không?

Không. Số oxi hoá của các nguyên tố trước và sau phản ứng không thay đổi; đây là phản ứng giữa oxit axit và bazơ.

Bài học liên quan