Trả lời nhanh
Phương trình: Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaOH. Đây là phản ứng trao đổi giữa bazơ và muối trong dung dịch, xảy ra ở nhiệt độ thường. Hiện tượng là dung dịch xuất hiện kết tủa trắng CaCO3. Phản ứng xảy ra được vì sản phẩm có chất kết tủa.
Phương trình hoá học Ca(OH)2 + Na2CO3
Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaOH
- Loại phản ứng: trao đổi (hai chất tham gia trao đổi thành phần ion cho nhau).
- Điều kiện: cả hai chất ở dạng dung dịch, nhiệt độ thường, không cần xúc tác.
- Hiện tượng: xuất hiện kết tủa màu trắng (CaCO3), dung dịch trở nên đục. Sau khi lọc bỏ kết tủa, dung dịch thu được có tính kiềm mạnh do chứa NaOH.
Vì sao phản ứng xảy ra?
Phản ứng trao đổi trong dung dịch chỉ xảy ra khi sản phẩm có ít nhất một chất kết tủa, chất khí hoặc chất điện li yếu. Ở đây hai chất đầu đều phân li ra ion, còn sản phẩm có CaCO3 không tan nên ion Ca2+ và CO32− “rời” khỏi dung dịch dưới dạng kết tủa.
| Chất | Tính tan trong nước | Ghi chú |
|---|---|---|
| Ca(OH)2 | Ít tan | Dung dịch loãng gọi là nước vôi trong |
| Na2CO3 | Tan tốt | Muối cacbonat của kim loại kiềm |
| CaCO3 | Không tan | Kết tủa trắng, là thành phần của đá vôi |
| NaOH | Tan tốt | Bazơ kiềm mạnh, làm quỳ tím hoá xanh |
Phương trình ion
Phương trình ion đầy đủ (xem Ca(OH)2 tan hết trong dung dịch loãng):
Ca2+ + 2OH− + 2Na+ + CO32− → CaCO3↓ + 2Na+ + 2OH−
Phương trình ion rút gọn (lược bỏ ion không tham gia là Na+ và OH−):
Ca2+ + CO32− → CaCO3↓
Điều này cho thấy: bất kì dung dịch chứa ion Ca2+ nào gặp dung dịch chứa ion CO32− cũng cho kết tủa trắng CaCO3, ví dụ CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaCl.
Ứng dụng của phản ứng
- Làm mềm nước cứng: nước cứng chứa ion Ca2+, Mg2+. Thêm Na2CO3 (soda) hoặc Ca(OH)2 vừa đủ sẽ kết tủa các ion này, nước mềm hơn.
- Điều chế NaOH: đây là cách cổ điển (phương pháp vôi – soda) để thu dung dịch xút trước khi điện phân dung dịch NaCl trở thành phương pháp chủ yếu.
- Nhận biết: dùng nước vôi trong để phân biệt dung dịch có chứa ion cacbonat với dung dịch không chứa.
Mẹo nhớ và lỗi sai thường gặp
- Quên hệ số 2 trước NaOH: Ca có hoá trị II, Na hoá trị I nên một nhóm Ca(OH)2 “trả” 2 nhóm OH cho 2 Na. Hãy đếm Na: vế trái 2, vế phải phải là 2.
- Không ghi mũi tên ↓ cho CaCO3: đề thi thường chấm cả dấu kết tủa.
- Nhầm với phản ứng của CO2: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O là phản ứng của oxit axit, khác với phản ứng muối ở đây.
- Cho rằng NaOH sinh ra làm kết tủa tan lại: không đúng, CaCO3 không tan trong dung dịch kiềm.
- Mẹo: “canxi gặp cacbonat là có trắng” – cứ thấy Ca2+ và CO32− trong cùng dung dịch thì nghĩ ngay đến kết tủa.
Bài luyện tập có đáp án
Bài 1. Cho 100 ml dung dịch Na2CO3 0,5M tác dụng vừa đủ với dung dịch Ca(OH)2. Tính khối lượng kết tủa và khối lượng NaOH tạo thành. (Ca = 40, C = 12, O = 16, Na = 23, H = 1)
Giải: n(Na2CO3) = 0,1 × 0,5 = 0,05 mol. Theo phương trình, n(CaCO3) = 0,05 mol → m = 0,05 × 100 = 5 g. n(NaOH) = 2 × 0,05 = 0,1 mol → m = 0,1 × 40 = 4 g.
Bài 2. Trộn 10,6 g Na2CO3 với dung dịch chứa 0,12 mol Ca(OH)2. Tính khối lượng kết tủa và số mol chất còn dư. (Na2CO3 = 106)
Giải: n(Na2CO3) = 10,6 : 106 = 0,1 mol. Tỉ lệ phản ứng 1 : 1 nên Na2CO3 hết, Ca(OH)2 dư 0,12 − 0,1 = 0,02 mol. Kết tủa: 0,1 × 100 = 10 g.
Bài 3. Chỉ dùng dung dịch Ca(OH)2, hãy phân biệt hai dung dịch không màu: Na2CO3 và NaOH.
Giải: Lấy mỗi dung dịch một ít làm mẫu thử, nhỏ Ca(OH)2 vào. Mẫu nào xuất hiện kết tủa trắng là Na2CO3 (Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaOH). Mẫu không có hiện tượng là NaOH.
Câu hỏi nhanh ôn tập
- Phản ứng giữa Ca(OH)2 và Na2CO3 thuộc loại phản ứng nào? → Phản ứng trao đổi.
- Muốn thu NaOH tinh khiết hơn cần làm gì sau phản ứng? → Lọc bỏ kết tủa CaCO3, rồi cô cạn dung dịch.
- Vì sao không thể điều chế NaOH bằng cách cho Ca(OH)2 tác dụng với NaCl? → Vì sản phẩm không có kết tủa, khí hay chất điện li yếu nên phản ứng không xảy ra.
Câu hỏi thường gặp
Ca(OH)2 tác dụng Na2CO3 có hiện tượng gì?
Xuất hiện kết tủa màu trắng CaCO3, dung dịch bị đục. Dung dịch sau phản ứng chứa NaOH nên làm quỳ tím hoá xanh.
Ca(OH)2 + Na2CO3 có phải phản ứng oxi hoá khử không?
Không. Số oxi hoá của các nguyên tố không thay đổi, đây là phản ứng trao đổi ion tạo kết tủa.
Phương trình ion rút gọn của Ca(OH)2 + Na2CO3 là gì?
Ca2+ + CO3(2−) → CaCO3↓. Các ion Na+ và OH− không tham gia nên được lược bỏ.
Phản ứng này được ứng dụng để làm gì?
Dùng để làm mềm nước cứng, điều chế dung dịch NaOH theo phương pháp vôi – soda và nhận biết ion cacbonat trong dung dịch.