NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O

1. Phương trình phản ứng H2SO4 ra Na2SO4:

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O

Một trong những phản ứng phổ biến trong hóa học là trung hòa axit và bazơ. Một ví dụ điển hình về điều này là phản ứng giữa natri hydroxit (NaOH) và axit sulfuric (H2SO4). Trong phản ứng này, các ion hydroxit (OH-) từ bazơ phản ứng với các ion hydro (H +) từ axit để tạo thành nước (H2O). Các ion còn lại, natri (Na +) và sunfat (SO4 2-), tạo thành một muối gọi là natri sunfat (Na2SO4).

Phương trình này cho thấy một mol natri hydroxit phản ứng với một mol axit sulfuric để tạo ra một mol natri sunfat và một mol nước. Phản ứng tỏa nhiệt, có nghĩa là nó giải phóng nhiệt ra môi trường xung quanh. Phản ứng cũng có thể được phân loại là phản ứng dịch chuyển kép, trong đó các cation và anion của hai hợp chất trao đổi vị trí để tạo thành các hợp chất mới.

2. Phân tích Phương trình phản ứng H2SO4 ra Na2SO4:

2.1. Điều kiện xảy ra phản ứng H2SO4 ra Na2SO4:

Phản ứng NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O là phản ứng trung hòa giữa bazơ và axit, tạo ra muối và nước. Điều kiện xảy ra phản ứng này là cần có đủ lượng NaOH và H2SO4 để phản ứng hoàn toàn, nhiệt độ phải cao hơn nhiệt độ phòng, và dung dịch phải được khuấy đều để tăng tốc độ phản ứng.

2.2. Hiện tượng nhận biết xảy ra phản ứng H2SO4 ra Na2SO4:

Cách nhận biết phản ứng NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O là một phản ứng trung hòa giữa một bazơ mạnh và một axit mạnh.

Sau khi phản ứng kết thúc, chúng ta thu được một dung dịch đồng nhất không màu, không mùi, không còn tính axit hay bazơ. Để kiểm tra tính trung hòa của dung dịch, chúng ta có thể dùng giấy quỳ tím hoặc các chỉ thị khác. Nếu dung dịch không làm đổi màu giấy quỳ tím hoặc chỉ thị, nghĩa là dung dịch đã trung hòa.

Ngoài ra, chúng ta cũng có thể đo nồng độ ion H+ hoặc OH- của dung dịch bằng máy đo pH. Nếu pH của dung dịch bằng 7, nghĩa là dung dịch đã trung hòa.

Hiện tượng nhận biết phản ứng này là:

Khi cho dung dịch NaOH vào dung dịch H2SO4, ta thấy dung dịch có sủi bọt khí và tỏa nhiệt.

Khi đo pH của dung dịch sau phản ứng, ta thấy pH bằng 7, cho thấy dung dịch là trung tính.

Khi cho dung dịch BaCl2 vào dung dịch sau phản ứng, ta thấy xuất hiện kết tủa trắng là BaSO4, cho thấy có sự hình thành muối natri sunfat.

2.3. Thực hiện phản ứng NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O:

Để thực hiện phản ứng NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O, bạn cần chuẩn bị các dụng cụ và chất hóa học sau:

Thứ nhất, ống nghiệm, bình cầu, bình định mức, ống dẫn khí, bình đựng nước vôi trong, giá đỡ, bếp điện, nhiệt kế.

Thứ hai, dung dịch NaOH 1M, dung dịch H2SO4 1M, nước cất.

Các bước thực hiện như sau:

Thứ nhất, đo 10 mL dung dịch NaOH 1M vào ống nghiệm, đặt vào bình cầu chứa nước và đun nóng đến 80°C.

Thứ hai, đo 10 mL dung dịch H2SO4 1M vào bình định mức, thêm nước cất cho đủ 100 mL và lắc đều.

Thứ ba, kết nối ống dẫn khí từ ống nghiệm chứa NaOH đến bình đựng nước vôi trong.

Thứ tư, nhỏ từ từ dung dịch H2SO4 loãng vào ống nghiệm chứa NaOH trong khi quan sát nhiệt kế và màu của nước vôi trong.

Thứ năm, ghi nhận các quan sát và kết luận.

Phản ứng xảy ra như sau:

NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + nhiệt

Nước vôi trong sẽ có màu trắng đục do có khí CO2 thoát ra từ phản ứng giữa H2O và Ca(OH)2.

Nhiệt kế sẽ cho thấy nhiệt độ của hỗn hợp tăng lên do phản ứng là phản ứng thuận nhiệt.

Kết luận: Phản ứng giữa NaOH và H2SO4 là phản ứng thuận nhiệt, tạo ra muối Na2SO4 và nước. Phản ứng này cũng tạo ra khí CO2 khi hỗn hợp tiếp xúc với nước vôi trong.

2.4. Phương trình ion của phương trình hóa học NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O:

Phương trình ion của phương trình hóa học NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O là một cách biểu diễn quá trình phản ứng bằng cách chỉ ghi những ion tham gia vào phản ứng và bỏ qua những ion không tham gia (ion phổ). Để viết được phương trình ion, ta cần biết công thức ion của các chất trong phương trình hóa học và cân bằng số mol của các ion. Phương trình ion của phương trình hóa học NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O có thể viết như sau:

NaOH → Na+ + OH-

H2SO4 → 2H+ + SO42-

Na+ + OH- + 2H+ + SO42- → Na+ + SO42- + H2O

Bỏ qua những ion không tham gia vào phản ứng, ta được phương trình ion rút gọn:

OH- + H+ → H2O

2.5. Cách cân bằng phương trình hóa học NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O:

Cân bằng phương trình hóa học là quá trình tìm số mol của các chất tham gia và sản phẩm trong một phản ứng hóa học sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố bên trái và bên phải của phương trình bằng nhau. Để cân bằng phương trình hóa học NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O, ta có thể làm theo các bước sau:

Bước 1: Viết công thức phân tử của các chất tham gia và sản phẩm, cách nhau bởi dấu cộng (+) và dấu mũi tên (→). Ta được:

NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O

Bước 2: Đếm số nguyên tử của mỗi nguyên tố bên trái và bên phải của phương trình. Ta được:

Bên trái: Na: 1, O: 2, H: 3, S: 1

Bên phải: Na: 2, O: 5, H: 2, S: 1

Bước 3: Chọn một nguyên tố có số nguyên tử khác nhau bên trái và bên phải để điều chỉnh hệ số. Ta chọn nguyên tố Na. Để có số nguyên tử Na bằng nhau bên trái và bên phải, ta nhân hệ số 2 cho NaOH. Ta được:

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O

Bước 4: Kiểm tra lại số nguyên tử của mỗi nguyên tố bên trái và bên phải sau khi điều chỉnh hệ số. Ta được:

Bên trái: Na: 2, O: 3, H: 4, S: 1

Bên phải: Na: 2, O: 5, H: 2, S: 1

Bước 5: Lặp lại bước 3 và bước 4 cho đến khi số nguyên tử của mỗi nguyên tố bằng nhau bên trái và bên phải. Ta chọn tiếp nguyên tố O. Để có số nguyên tử O bằng nhau bên trái và bên phải, ta nhân hệ số 2 cho H2O. Ta được:

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O

Bước 6: Kiểm tra lại số nguyên tử của mỗi nguyên tố bên trái và bên phải sau khi điều chỉnh hệ số. Ta được:

Bên trái: Na: 2, O: 5, H: 6, S: 1

Bên phải: Na: 2, O: 5, H: 6, S: 1

Bước 7: Viết kết quả cuối cùng là phương trình đã cân bằng. Ta được:

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O

2.6. Ứng dụng của phản ứng NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O:

Phản ứng này có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và thực tế, ví dụ như:

Sản xuất muối sunfat natri (Na2SO4), một chất có tác dụng làm mềm nước, làm nguyên liệu cho các loại xà phòng, thuốc nhuộm và thuốc nổ.

Sản xuất dung dịch kiềm (NaOH), một chất có tác dụng làm sạch, khử trùng, tẩy rửa và điều chế các hợp chất hữu cơ.

Sản xuất dung dịch axit sunfuric (H2SO4), một chất có tác dụng làm chất xúc tác, chất khử và chất điện phân trong các quá trình hóa học.

Sản xuất nước (H2O), một chất có tác dụng làm dung môi, làm mát và tham gia vào các phản ứng sinh học.

Phản ứng NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O cũng có thể được sử dụng để xác định nồng độ của dung dịch NaOH hoặc H2SO4 bằng phương pháp chuẩn độ. Bằng cách đo thể tích dung dịch đã tiêu hao và biết nồng độ của dung dịch chuẩn, ta có thể tính được nồng độ của dung dịch cần xác định theo công thức:

n(NaOH) = n(H2SO4)

C(NaOH).V(NaOH) = C(H2SO4).V(H2SO4)

Trong đó: C là nồng độ mol/lít, V là thể tích lít, n là số mol.

Như vậy, phản ứng NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O là một phản ứng quan trọng và có nhiều ứng dụng trong hóa học và cuộc sống.

3. Bài tập vận dụng liên quan:

Câu 1: Dãy chất nào sau đây phản ứng được H2SO4 loãng?

A. Cu, NaOH, BaCl2

B. Fe, KOH, NaCl

C. Al, NaOH, Na2CO3

D. Ag, KOH, BaCl2

Câu 2: Kim loại nào sau đây không phản ứng được H2SO4 đặc nguội?

A. Cu

B. Zn

C. Ag

D. Al

Câu 3: Trung hòa 300 ml dung dịch H2SO41M bằng dung dịch NaOH 20%. Khối lượng dung dịch NaOH cần dùng là:

A. 100 g

B. 130 g

C. 150 g

D. 120 g

Câu 4: Cho hỗn hợp bột gồm Al, Zn, Mg và Cu vào dung dịch HCl dư, sau phản ứng thu được chất rắn T không tan. Vậy T là:

A. Al.

B. Zn.

C. Mg.

D. Cu

Câu 5: Trong các dung dịch HNO3, KCl, K2SO4, Ca(OH)2, NaHSO4, Mg(NO3)2. Dãy gồm các chất đều tác dụng được với dung dịch Ba(HCO3)2 là:

A. HNO3, Ca(OH)2, NaHSO4, Mg(NO3)2.

B. HNO3, Ca(OH)2, NaHSO4, Na2SO4.

C. KCl, K2SO4, Ca(OH)2.

D. HNO3, KCl, K2SO4.

Câu 6: Dãy các chất đều tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 là:

A. Ba(NO3)2, Zn(NO3)2, HCl, CO2, K2CO3.

B. Zn(NO3)2, HCl, BaCO3, KHCO3,K2CO3.

C. NaHCO3, Na2CO3, Mg(NO3)2, Ba(NO3)2.

D. NaHCO3, Na2CO3, CO2, Mg(NO3)2, HCl.

4. Hướng dẫn lời giải:

Câu 1:

Đáp án: C. Al, NaOH, Na2CO3

Dãy chất phản ứng được H2SO4 loãng: Al, NaOH, Na2CO3

2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O

Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O

Câu 2: 

Đáp án: D. Al

Al là Kim loại bị thụ động trong H2SO4 đặc nguội.

Câu 3:

Đáp án: D. 120 g

Câu 4:

Đáp án: A. Al

Cu là kim loại đứng sau H trong dãy điện hóa nên không tan trong dung dịch HCl => chất rắn T là Cu

A.  2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 ↑

B. Zn + 2HCl → ZnCl2 + 3H2 ↑

C. Zn + 2HCl → ZnCl2 + 3H2 ↑

Câu 5:

Đáp án: B. HNO3, Ca(OH)2, NaHSO4, Na2SO4.

Các chất phản ứng: HNO3, K2SO4, Ca(OH)2, NaHSO4

Phương trình phản ứng minh họa

2HNO3 + Ba(HCO3)2 → Ba(NO3)2 + CO2 + H2O

K2SO4 + Ba(HCO3)2 → BaSO4 + 2KHCO3

Ca(OH)2 + Ba(HCO3)2→ CaCO3 + BaCO3 + H2O

2NaHSO4 + Ba(HCO3)2 → Na2SO4 + BaSO4 + CO2 + H2O

Câu 6: 

Đáp án: D. NaHCO3, Na2CO3, CO2, Mg(NO3)2, HCl.

Dãy các chất đều tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 là: NaHCO3, Na2CO3, CO2, Mg(NO3)2, HCl.

Phương trình phản ứng minh họa xảy ra

NaHCO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + NaOH + H2O

Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2 NaOH

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ + H2O

Mg(NO3)2 + Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + Mg(OH)2

Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O