Trả lời nhanh
CaO ra Ca(OH)2 theo phương trình: CaO + H2O → Ca(OH)2 (phản ứng tôi vôi, toả nhiều nhiệt). Chiều ngược lại là phản ứng nhiệt phân: Ca(OH)2 → CaO + H2O, xảy ra khi nung ở nhiệt độ cao (trên khoảng 500 °C). Hai phản ứng thuận nghịch theo điều kiện nhiệt độ và có nước hay không.
1. Hai phương trình cần nhớ
| Chiều phản ứng | Phương trình | Điều kiện |
|---|---|---|
| CaO → Ca(OH)2 (tôi vôi) | CaO + H2O → Ca(OH)2 | Nhiệt độ thường, cho nước vào vôi sống |
| Ca(OH)2 → CaO (nhiệt phân) | Ca(OH)2 → CaO + H2O | Nung nóng, nhiệt độ cao (t°) |
Cả hai phương trình đã cân bằng sẵn: mỗi vế đều có 1 nguyên tử Ca, 2 nguyên tử O và 2 nguyên tử H, nên hệ số đều bằng 1.
2. CaO ra Ca(OH)2: phản ứng tôi vôi
CaO (canxi oxit, vôi sống) là oxit bazơ. Oxit bazơ của kim loại kiềm và kiềm thổ như Na2O, K2O, BaO, CaO tác dụng được với nước tạo bazơ tương ứng. Vì vậy:
CaO + H2O → Ca(OH)2
Hiện tượng
- Cục vôi sống vỡ vụn, rời ra thành bột mịn màu trắng.
- Toả rất nhiều nhiệt: nước nóng lên, bốc hơi, có thể sôi bắn ra ngoài.
- Thu được vôi tôi Ca(OH)2 – chất rắn trắng, ít tan trong nước. Phần tan tạo dung dịch nước vôi trong (làm quỳ tím hoá xanh), phần không tan tạo vôi sữa đục.
Ứng dụng
- Tôi vôi để trộn vữa xây dựng, quét tường.
- Khử chua đất, xử lí nước thải, sát trùng ao nuôi.
- Điều chế dung dịch Ca(OH)2 (nước vôi trong) dùng nhận biết khí CO2.
An toàn khi làm thí nghiệm
Phản ứng toả nhiệt mạnh nên chỉ cho từng ít nước vào, đeo kính và găng tay. Không đứng cúi sát vì hơi nước nóng và bụi vôi gây bỏng da, mắt.
3. Ca(OH)2 ra CaO: phản ứng nhiệt phân
Các bazơ không tan hoặc ít tan thường bị nhiệt phân thành oxit bazơ và nước. Ca(OH)2 cũng vậy, nhưng khá bền nhiệt nên phải nung ở nhiệt độ cao:
Ca(OH)2 → CaO + H2O (điều kiện: t°, khoảng 500 °C trở lên)
- Hiện tượng: chất rắn màu trắng vẫn trắng, khối lượng giảm dần vì hơi nước bay đi. Nếu hứng hơi, thấy có nước ngưng tụ.
- Muốn thu CaO khô, cần nung và để nguội trong điều kiện không có hơi nước và CO2, vì CaO hút ẩm và hút CO2 rất mạnh.
4. Vì sao một phản ứng cần nước, một phản ứng cần nhiệt?
Đây là cặp phản ứng thuận nghịch theo điều kiện. Ở nhiệt độ thường, cân bằng nghiêng hẳn về Ca(OH)2 (phản ứng toả nhiệt, bền hơn). Khi nung nóng mạnh và đuổi hơi nước đi, cân bằng chuyển sang CaO. Trong chương trình phổ thông ta không dùng dấu ⇄ mà viết hai phương trình riêng kèm điều kiện.
Mẹo nhớ: “Có nước thì tôi, có lửa thì nhiệt phân”. Thấy chữ “nung” hoặc “t°” thì Ca(OH)2 mất nước; thấy “cho vào nước” thì CaO thành Ca(OH)2.
5. Chu trình của vôi
- Nung đá vôi: CaCO3 → CaO + CO2 (t° cao, khoảng 900–1000 °C trong lò vôi).
- Tôi vôi: CaO + H2O → Ca(OH)2.
- Vôi tôi hoá cứng trong không khí: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O.
Nhờ bước 3, tường vôi khô dần và trở nên cứng vì tạo lại CaCO3.
6. Lỗi sai thường gặp
- Viết thêm điều kiện “t°” cho phản ứng CaO + H2O. Phản ứng này tự xảy ra và còn toả nhiệt.
- Quên điều kiện nhiệt độ cao ở phản ứng nhiệt phân Ca(OH)2.
- Viết sản phẩm nhiệt phân là Ca và H2O hoặc CaO và H2. Bazơ nhiệt phân luôn cho oxit bazơ + H2O.
- Nhầm “vôi sống” (CaO) với “vôi tôi” (Ca(OH)2).
7. Bài tập vận dụng
Bài 1. Cho 5,6 g CaO tác dụng hết với nước. Tính khối lượng Ca(OH)2 thu được.
Giải: M(CaO) = 56 nên n(CaO) = 5,6 : 56 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(Ca(OH)2) = 0,1 mol. M(Ca(OH)2) = 74 nên m = 0,1 × 74 = 7,4 g.
Bài 2. Nhiệt phân hoàn toàn 14,8 g Ca(OH)2. Tính khối lượng CaO và khối lượng H2O tạo thành.
Giải: n(Ca(OH)2) = 14,8 : 74 = 0,2 mol. Suy ra n(CaO) = n(H2O) = 0,2 mol. m(CaO) = 0,2 × 56 = 11,2 g; m(H2O) = 0,2 × 18 = 3,6 g. Kiểm tra: 11,2 + 3,6 = 14,8 g, đúng định luật bảo toàn khối lượng.
Bài 3. Cần tối thiểu bao nhiêu gam nước để tôi vôi hoàn toàn 28 g CaO?
Giải: n(CaO) = 28 : 56 = 0,5 mol nên n(H2O) = 0,5 mol, m = 0,5 × 18 = 9 g. Trên thực tế phải dùng dư nước vì một phần bay hơi do toả nhiệt.
Bài 4 (nhận biết). Một bình chứa chất rắn trắng. Làm sao biết đó là CaO hay Ca(OH)2?
Gợi ý: Cho một ít chất rắn vào nước. Nếu nóng lên rõ rệt, bột rời ra rồi tạo huyền phù thì là CaO. Nếu gần như không nóng lên thì là Ca(OH)2.
Câu hỏi thường gặp
CaO ra Ca(OH)2 bằng cách nào?
Cho CaO (vôi sống) tác dụng với nước ở nhiệt độ thường: CaO + H2O → Ca(OH)2. Phản ứng toả nhiều nhiệt và còn gọi là phản ứng tôi vôi.
Ca(OH)2 nhiệt phân thu được gì?
Ca(OH)2 bị nung ở nhiệt độ cao (khoảng 500 °C trở lên) tạo CaO và hơi nước: Ca(OH)2 → CaO + H2O.
Vì sao phản ứng CaO + H2O không cần điều kiện nhiệt độ?
CaO là oxit bazơ mạnh, phản ứng với nước xảy ra dễ dàng và toả nhiệt nên tự diễn ra ở nhiệt độ thường, không cần đun nóng.
Vôi sống và vôi tôi khác nhau thế nào?
Vôi sống là CaO, tác dụng mạnh với nước và toả nhiệt. Vôi tôi là Ca(OH)2, tạo ra khi tôi vôi sống với nước, ít tan trong nước và có tính bazơ.