Tailieumoi.vn xin giới thiệu phương trình Ca(OH)₂ + 2CO₂ → Ca(HCO₃)₂ gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học của Canxi. Mời các bạn đón xem:

Phương trình Ca(OH)₂ + 2CO₂ → Ca(HCO₃)₂

1. Phương trình phản ứng hóa học:

    Ca(OH)₂ + 2CO₂ → Ca(HCO₃)₂

Bước 1: Viết phương trình phân tử:

2CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂

Bước 2: Viết phương trình ion đầy đủ bằng cách: chuyển các chất vừa dễ tan, vừa điện li mạnh thành ion; các chất điện li yếu, chất kết tủa, chất khí để nguyên dưới dạng phân tử:

$2C{O}_2+C{a}^{2+}+2O{H}^{-}\to C{a}^{2+}+2HC{O}_3^{-}$

Bước 3: Viết phương trình ion thu gọn từ phương trình ion đầy đủ bằng cách lược bỏ đi các ion giống nhau ở cả hai vế:

$C{O}_2+O{H}^{-}\to HC{O}_3^{-}$

2. Hiện tượng nhận biết phản ứng

- Ban đầu xuất hiện kết tủa trắng, sau khi CO2 dư kết tủa trắng tan dần, thu được dung dịch trong suốt.

3. Điều kiện phản ứng

- Không có

4. Mở rộng về cacbon đioxit (CO₂)

4.1. Cấu tạo phân tử và tính chất vật lý

a. Cấu tạo phân tử

- Cấu tạo của CO₂ là O = C = O.

- Phân tử CO₂ có cấu tạo thẳng, không phân cực.

b. Tính chất vật lý

- Là chất khí không màu, nặng gấp 1,5 lần không khí.

- Tan ít trong nước.

- CO₂ khi bị làm lạnh đột ngột chuyển sang trạng thái rắn, gọi là nước đá khô.

- Nước đá khô không nóng chảy mà thăng hoa nên được dùng để làm môi trường lạnh và khô, rất tiện lợi để bảo quản thực phẩm.

Lưu ý: Khi sử dụng đá khô phải đeo gang tay chống lạnh để tránh bị bỏng lạnh khi tiếp xúc với đá khô.

4.2. Tính chất hóa học

- Khí CO₂ không cháy, không duy trì sự cháy của nhiều chất.

- CO₂ là oxit axit, khi tan trong nước tạo thành axit cacbonic:

CO₂ (k) + H₂O (l) ⇄ H₂CO₃ (dd)

- Ngoài ra, CO₂ còn tác dụng với oxit bazơ và dung dịch kiềm.

Thí dụ:

CaO + CO₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ CaCO₃

NaOH + CO₂ → NaHCO₃

2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O

4.3. Điều chế

a. Trong phòng thí nghiệm

- CO₂ được điều chế bằng cách cho dung dịch HCl tác dụng với đá vôi.

- Phương trình hóa học:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O

b. Trong công nghiệp

- Khí CO₂ được thu hồi từ quá trình đốt cháy hoàn toàn than để cung cấp năng lượng cho các quá trình sản xuất khác.

C + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ CO₂

- Ngoài ra, khí CO₂ còn được thu hồi từ quá trình chuyển hóa khí thiên nhiên, các sản phẩm dầu mỏ; quá trình nung vôi; quá trình lên men rượu từ đường glucozơ.

CaCO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$ CaO + CO₂

C₆H₁₂O₆ $\stackrel{lenmen}{\to }$ 2CO₂ + 2C₂H₅OH

5. Mở rộng bài toán CO₂ tác dụng với kiềm

Xét bài toán sục CO₂ sục vào dung dịch kiềm.

- Phương trình hóa học:

CO₂ + 2OH^- → $C{O}_3^{2-}$ + H₂O (1)

CO₂ + OH^- → $HC{O}_3^{-}$ (2)

- Xét tỉ lệ: $T=\frac{n_{O{H}^{-}}}{n_{C{O}_2}}$

+ Nếu T ≥ 2 : chỉ tạo muối $C{O}_3^{2-}$

Bảo toàn nguyên tố C → $n_{C{O}_2}=n_{C{O}_3^{2-}}$

+ Nếu T ≤ 1 : chỉ tạo muối $HC{O}_3^{-}$

Bảo toàn nguyên tố H → $n_{O{H}^{-}}=n_{HC{O}_3^{-}}$

+ Nếu 1 < T < 2 : tạo cả muối $HC{O}_3^{-}$ và $C{O}_3^{2-}$

Bảo toàn nguyên tố →$n_{C{O}_3^{2-}}=n_{O{H}^{-}}-n_{C{O}_2};n_{HC{O}_3^{-}}=n_{C{O}_2}-n_{C{O}_3^{2-}}$

- Để giải tốt bài toán này cần phối hợp thuần thục bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng:

+ m_muối = $m_{KL}+m_{C{O}_3^{2-}}+m_{HC{O}_3^{-}}$ = m _{muối cacbonat} + m _{muối hidrocacbonat} (muối nào không có thì cho bằng 0).

- Nếu cation của dung dịch kiềm là $B{a}^{2+},C{a}^{2+}$ thì so sánh với số mol $C{O}_3^{2-}$ với số mol cation $B{a}^{2+},C{a}^{2+}$ để suy ra số mol kết tủa.

+ Trường hợp: $n_{C{O}_3^{2-}}>n_{M^{2+}}\Rightarrow n_{\downarrow }=n_{M^{2+}}$

+ Trường hợp: $n_{C{O}_3^{2-}}<n_{M^{2+}}\Rightarrow n_{\downarrow }=n_{C{O}_3^{2-}}$

- Nếu sau phản ứng, tiến hành cô cạn dung dịch thu được kết tủa thì dung dịch chứa hỗn hợp muối $HC{O}_3^{-}$ và $C{O}_3^{2-}$.

Ví dụ: $Ca{\left(HC{O}_3\right)}_2\stackrel{t^o}{\to }CaC{O}_3\downarrow +C{O}_2+H_{2}O$

6. Cách thực hiện phản ứng

- Sục khí CO₂ qua dung dịch nước vôi trong

7. Bạn có biết

Tương tự như Ca(OH)₂, NaOH, KOH, Ba(OH)₂ cũng có khả năng phản ứng với CO₂

- Đặt T = nCO₂ : nCa(OH)₂

Nếu T ≤ 1: chỉ tạo muối CaCO₃

Nếu T = 2: chỉ tạo muối Ca(HCO₃)₂

Nếu 1 < T < 2: tạo cả muối CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

8. Bài tập liên quan

Ví dụ 1: Hãy chọn phản ứng giải thích sự xâm thực của nước mưa với đá vôi và sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động

A. Do phản ứng của CO₂ trong không khí với CaO thành CaCO₃

B. Do CaO tác dụng với SO₂ và O₂ tạo thành CaSO₄

C. Do sự phân huỷ Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + H₂O + CO₂

D. Do quá trình phản ứng thuận nghịch CaCO₃ + H₂O + CO₂ ⇄ Ca(HCO₃)₂ xảy ra trong 1 thời gian rất lâu.

Đáp án D

Hướng dẫn giải:

- Phản ứng thuận giải thích sự xâm thực của nước mưa có chứa CO₂ đối với đá vôi

- Phản ứng nghịch giải thích sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động

Ví dụ 2: Khi cho dung dịch NaOH dư vào cốc đựng dung dịch Ca(HCO₃)₂ trong suốt thì trong cốc:

A. Sủi bọt khí    

B. Không có hiện tượng gì

C. Xuất hiện kết tủa trắng    

D. xuất hiện kết tủa trắng và bọt khí

Đáp án C

Ví dụ 3: Khi cho dung dịch NaOH dư và cốc đựng dung dịch Ca(HCO₃)₂ trong suốt thì phản ứng xuất hiện kết tủa trắng CaCO₃.

2NaOH + Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + Na2CO₃ + 2H₂O

Cho dung dịch Na2CO₃ vào dung dịch Ca(HCO₃)₂ thấy

A. có kết tủa trắng và bọt khí    

B. không có hiện tượng gì

C. có kết tủa trắng    

D. có bọt khí thoát ra

Đáp án C

Hướng dẫn giải:

Ta có: Na₂CO₃ + Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ _trắng + 2NaHCO₃

⇒ Hiện tượng là có kết tủa trắng xuất hiện

Ví dụ 4: Dẫn từ từ CO₂ đến dư vào dung dịch Ca(OH)₂, hiện tượng quan sát được là

A. có kết tủa, lượng kết tủa tăng dần, kết tủa không tan

B. không có hiện tượng gì trong suốt quá trình thực hiện

C. lúc đầu không thấy hiện tượng, sau đó có kết tủa xuất hiện

D. có kết tủa, lượng kết tủa tăng dần, sau đó kết tủa tan

Đáp án D

Hướng dẫn giải:

Dẫn từ từ CO₂ đến dư vào dung dịch Ca(OH)₂xảy ra phản ứng:

Phương trình phản ứng xảy ra

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

CO₂ + CaCO₃ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

Hiện tượng quan sát được: Dung dịch xuất hiện kết tủa trắng tăng dần đến cực đại, sau đó kết tủa tan dần đến hết.

Ví dụ 5:  Khi dẫn từ từ khí CO₂ đến dư vào dung dịch Ca(OH)₂ thấy có hiện tượng

A. kết tủa trắng, sau đó kết tủa tan dần.

B. không có hiện tượng.

C. kết tủa trắng xuất hiện.

D. bọt khí và kết tủa trắng.

Đáp án A

Hướng dẫn giải:

Khi dẫn từ từ khí CO₂ đến dư vào dung dịch Ca(OH)₂ thấy có hiện tượng: kết tủa trắng, sau đó kết tủa tan dần.

Phương trình phản ứng xảy ra

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O

CaCO₃↓ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

Ví dụ 6: Hấp thụ hoàn toàn 0,672 lít CO₂ (đktc) vào 2 lít Ca(OH)₂ 0,01M thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 1g.

B. 1,5g

C. 2g

D. 2,5g

Đáp án A

Hướng dẫn giải:

n_CO2  = 0,672/22,4 = 0,03 (mol)

n_Ca(OH)2 = 2.0,01 = 0.02 (mol)

Xét tỉ lệ:

1 < n_CO2/n_Ca(OH)2= 0,03/0,02 = 1,5 < 2

→ Phản ứng tạo hai muối là CaCO₃và Ca(HCO₃)₂, khi đó cả CO₂ và Ca(OH)₂ đều hết

Gọi x, y lần lượt là số mol của CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂ ta có:

Các Phương trình phản ứng xảy ra

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O(1)

2CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂ (2)

Theo phương trình phản ứng (1):

n_CO2= n_Ca(OH)2 = n_CaCO3 = x (mol)

Theo phương trình phản ứng (2):

n_CO2 = 2n_Ca(HCO3)2 = 2y (mol)

n_Ca(OH)2= n_Ca(HCO3)2 = y (mol)

Từ đó ta có hệ phương trình sau:

x + 2y = 0,03 (3)

x + y = 0,02 (4)

Giải hệ phương trình (3), (4) ta được:

→ x = y = 0, 01(mol) →x = y= 0,01 (mol)

m_{Kết tủa}= m_CaCO3 = 0,01.100 = 1(g)

Ví dụ 7: Sục khí CO₂ vào dung dịch nước vôi trong, hiện tượng xảy ra:

A. Có kết tủa ngay, lượng kết tủa tăng dần qua một cực đại rồi sau đó tan trở lại hết.

B. Một lúc mới có kết tủa, lượng kết tủa tăng dần qua một cực đại rồi lại giảm.

C. Có kết tủa ngay, nhưng kết tủa tan trở lại ngay sau khi xuất hiện.

D. Có kết tủa ngay, lượng kết tủa tăng dần đến một giá trị không đổi.

Đáp án A

Hướng dẫn giải:

Sục khí CO₂ vào dung dịch nước vôi trong, Có kết tủa ngay, lượng kết tủa tăng dần qua một cực đại rồi sau đó tan trở lại hết.

Phương trình phản ứng xảy ra

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O (1)

2CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂ (2)

Ví dụ 8: Để nhận biết 2 dung dịch chứa: NaOH và Ca(OH)₂ đựng trong 2 lọ mất nhãn, có thể dùng hóa chất nào sau đây?

A. Al₂O₃

B. BaCl₂

C. HCl

D. CO₂

Đáp án D

Hướng dẫn giải:

Dùng CO₂ nhận biết NaOH và Ca(OH)₂

CO₂ làm đục nước vôi trong, còn NaOH không hiện tượng.

Phương trình phản ứng xảy ra

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

Ví dụ 9: Nhóm các dung dịch có pH > 7 là:

A. HCl, NaOH

B. H₂SO₄, HNO₃

C. NaOH, Ca(OH)₂

D. BaCl₂, NaNO₃

_{Đáp án C}

A. Sai vì HCl là axit pH < 7

B. Sai vì H₂SO₄, HNO₃ là axit pH < 7

C. Đúng NaOH, Ca(OH)₂ là dung dịch kiềm pH > 7

D. BaCl₂, NaNO₃ có môi trường trung hòa nên pH = 7

Ví dụ 10: Để phân biệt hai dung dịch NaOH và Ba(OH)₂ đựng trong hai lọ mất nhãn ta dùng thuốc thử:

A. Quỳ tím

B. HCl

C. NaCl

D. H₂SO₄

_{Đáp án D}

Để phân biệt hai dung dịch NaOH và Ba(OH)₂ đựng trong hai lọ mất nhãn ta dùng thuốc thử H₂SO₄

Mẫu thử nào xuất hiện kết tủa trắng, thì chất ban đầu là Ba(OH)₂

Phương trình phản ứng xảy ra

Ba(OH)₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + H₂O

Ví dụ 11: NaOH có tính chất vật lý nào sau đây?

A. Natri hiđroxit là chất rắn không màu, ít tan trong nước

B. Natri hiđroxit là chất rắn không màu, hút ẩm mạnh, tan nhiều trong nước và tỏa nhiệt

C. Natri hiđroxit là chất rắn không màu, hút ẩm mạnh và không tỏa nhiệt

D. Natri hiđroxit là chất rắn không màu, không tan trong nước, không tỏa nhiệt.

Đáp án B

NaOH có tính chất vật lý

Natri hiđroxit là chất rắn không màu, hút ẩm mạnh, tan nhiều trong nước và tỏa nhiệt

9. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Canxi và hợp chất:

Ca(OH)₂ + Cl₂ → CaOCl₂ + H₂O

2Ca(OH)₂ + 2Cl₂ → 2H₂O + CaCl₂ + Ca(ClO)₂

6Ca(OH)₂ + 6Cl₂ → 6H₂O + 5CaCl₂ + Ca(ClO₃)₂

Ca(OH)₂ + SO₂ → H₂O + CaSO₃↓

Ca(OH)₂ + 2SO₂ → Ca(HSO₃)₂

2Ca(OH)₂ + 4NO₂ → Ca(NO₃)₂ + Ca(NO₂)₂ + 2H₂O

Ca(OH)₂ + N₂O₅ → Ca(NO₃)₂ + H₂O