Phản ứng: Ca(HCO3)2 + HCl → H2O + CO2 ↑ + CaCl2

1. Phương trình Ca(HCO3)2 + HCl → H2O + CO2 ↑ + CaCl2:

Phương trình hoá học cho phản ứng giữa canxi bicarbonate (Ca(HCO3)2) và axit clohydric (HCl) để tạo ra nước (H2O), khí carbon dioxide (CO2), và clorua canxi (CaCl2): Ca(HCO3)2 + 2HCl → 2H2O + 2CO2 ↑ + CaCl2

Trong phản ứng này, canxi bicarbonate phản ứng với axit clohydric để tạo ra nước, khí carbon dioxide, và clorua canxi. Phản ứng này là một phản ứng trung tính trong đó các sản phẩm không có tính axit hoặc bazơ mạnh.

2. Tính chất của Ca(HCO3)2:

Ca(HCO3)2, còn gọi là canxi bicarbonate, là một hợp chất hóa học chứa canxi (Ca), hiđrocacbonat (HCO3-) và các ion canxi (Ca2+). Dưới đây là mô tả về các tính chất vật lý và hoá học của Ca(HCO3)2:

– Tính chất vật lý của Ca(HCO3)2:

Trạng thái tồn tại: Ca(HCO3)2 thường tồn tại dưới dạng hơi khí, dạng bột màu trắng hoặc dạng bột tinh thể màu trắng. Ca(HCO3)2 là một muối tan trong nước, tạo ra các ion canxi (Ca2+), ion hiđrocacbonat (HCO3-), và ion cacbonat (CO3^2-) khi nó tiếp xúc với nước.

– Tính chất hoá học của Ca(HCO3)2:

+ Tính chất oxi hóa: Canxi có khả năng tác động với các chất oxi hóa và có thể bị oxi hóa thành các dạng khác nhau, chẳng hạn như canxi oxit (CaO) hoặc CaSO4

+ Tính chất khử: Canxi cũng có khả năng tác động với các chất khử để tạo ra các sản phẩm khử. Ví dụ, canxi có thể tác động với natri để tạo thành natri canxi hydride (NaCaH3).

+ Tính chất tạo kết tủa: Khi nồng độ ion canxi (Ca2+) hoặc ion cacbonat (CO3^2-) trong nước tăng cao, canxi bicarbonate có thể kết tủa ra khỏi dung dịch dưới dạng canxi cacbonat (CaCO3).

+ Tính chất sử dụng trong nông nghiệp: Canxi bicarbonate thường được sử dụng trong nông nghiệp như một nguồn canxi để cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng và điều chỉnh độ pH của đất.

+ Tính chất trong nước cứng: Canxi bicarbonate có thể góp phần vào hiện tượng nước cứng, khi nồng độ canxi và magnesium cao trong nước, có thể gây các vết cặn canxi cacbonat trên bề mặt vật dụng và ống nước. Canxi bicarbonate là một hợp chất quan trọng trong hóa học và có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ nông nghiệp đến quá trình xử lý nước và công nghệ thực phẩm.

+ Tác dụng với axit mạnh

Ca(HCO₃)₂ + H₂SO4 → CaSO4 + 2H₂O + 2CO₂

+ Tác dụng với dung dịch bazơ

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃ + 2H₂O

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

+ Bị phân hủy bởi nhiệt độ:

Ca(HCO₃)₂ –^to→ CaCO₃ + H₂O + CO₂

3. Bài tập và lời giải:

Ví dụ 1: Phương pháp thích hợp điều chế kim loại Ca từ CaCl₂ là:

A. nhiệt phân CaCl₂

B. dùng Na khử Ca²⁺ trong dung dịch CaCl₂

C. điện phân dung dịch CaCl₂

D. điện phân CaCl₂ nóng chảy

Đáp án D

Phương pháp thích hợp để điều chế Ca từ CaCl₂ là điện phân CaCl₂ nóng chảy vì đây là kim loại có tính khử mạnh.

Ví dụ 2: Khi cho kim loại Ca vào các chất dưới đây, trường hợp nào không có phản ứng của Ca với nước ?

A. dung dịch CuSO₄ vừa đủ.

B. dung dịch HCl vừa đủ.

C. dung dịch NaOH vừa đủ.

D. H₂O.

Đáp án B

– Khi cho Ca vào dung dịch HCl

Ca + 2HCl → CaCl₂ + H₂ ↑

→ Ca không phản ứng với H₂O trong dung dịch HCl

Ví dụ 3: Cho 9,125 gam muối hiđrocacbon phản ứng hết với dung dịch H₂SO₄ (dư), thu được dung dịch chứa 7,5 gam muối sunfat trung hòa. Công thức của muối hiđrocacbon là:

A. NaHCO₃

B. Mg(HCO₃)₂

C. Ba(HCO₃)₂

D. Ca(HCO₃)₂

Đáp án B

Gọi công thức muối hiđrocacbonat: M(HCO₃)_n

Phương trình: 2M(HCO₃)_n + nH₂SO₄ → M₂(SO₄)_n + 2nCO₂ + 2nH₂O

2 mol M(HCO₃)_n → 1 mol M₂(SO₄)n thì khối lượng giảm:

2,61n – 96n = 26n (g)

Vậy x mol M(HCO₃)_n → M₂(SO₄)n thì khối lượng giảm:

9,125 – 7,5 = 1,625 (g)

=> x = (1,625.2)/26n = 0,125/n (mol) => M + 61n = (9,125/0,125/n) = 73n => M = 12n

Cặp nghiệm phù hợp là: n = 2 và M = 24 (Mg)

Công thức của muối hiđrocacbonat là Mg(HCO₃)₂.

Ví dụ 4: Dẫn V lít (đktc) khí CO₂ qua 200ml dung dịch Ca(OH)₂ 1M thu được 12 gam kết tủa. Lọc bỏ kết tủa, lấy dung dịch nước lọc đun nóng lại thu được kết tủa nữa. Giá trị của V là:

A. 1,344 lít.

B. 6,272 lít.

C. 3,136 lít.

D. 3,136 lít hoặc 6,272 lít.

Đáp án B

Dung dịch sau phản ứng khi đun nóng có tạo thêm kết tủa => có tạo ra HCO₃^–

n_Ca(OH)2 = 0,2 mol;

n_CaCO3 = 12/100 = 0,12 mol

Bảo toàn nguyên tố Ca:

n_Ca(OH)2 = n_CaCO3 + n_Ca(HCO3)2

=> n_Ca(HCO3)2 = 0,2 – 0,12 = 0,08 mol

=> Bảo toànnguyên tố C: n_CO2 = n_CaCO3 + 2n_Ca(HCO3)2= 0,12 + 0,08.2 = 0,28 mol

=> V_CO2 = 0,28.22,4 = 6,272 lít

Ví dụ 5: Cho 18,25 gam muối hiđrocacbon phản ứng hết với dung dịch H₂SO₄ (dư), thu được dung dịch chứa 15 gam muối sunfat trung hòa. Công thức của muối hiđrocacbon là:

A. KHCO₃

B. Mg(HCO₃)₂

C. NaHCO₃

D. Ca(HCO₃)₂

Đáp án B

Gọi công thức muối hiđrocacbonat: M(HCO₃)_n

Phương trình hóa học tổng quát:

2M(HCO₃)_n + nH₂SO₄ → M₂(SO₄)_n + 2nCO₂ + 2nH₂O

2 mol                                 1 mol

Số mol muối hidrocacbonat là: 18,25/(M+61n)

Số mol muối trung hòa tạo thành là: 15/(2M + 96n)

Theo phương trình hóa học ta có: 18,25/(M+61n) = 2. 15/(2M + 96n)

Biến đổi ta được phương trình 3,25M = 39n

Cặp nghiệm phù hợp là: n = 2 và M = 24 (Mg)

Công thức của muối hiđrocacbonat là Mg(HCO₃)₂.

Ví dụ 6: Thổi V lít khí CO₂ (đktc) vào 100ml dd Ca(OH)2 1M thu được 6g kết tủa. Lọc kết tủa đun nóng dung dịch lại thấy có kết tủa nữa. Tìm V?

A.  3,136 lít

B. 6,272 lít

C. 2,240 lít

D. 3,360 lít

Đáp án A

n_CaCO3 =6/100 = 0,06 mol

Do đun nóng lại thu được thêm kết tủa => nên có Ca(HCO₃)₂

n_CaCO3 tạo thêm là 4/100 = 0,04 mol

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

0,06 → 0,06 → 0,06

2CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O

0,04 → 0,04

→ n_CO2 ở phản ứng 2 là 0,04.2 =0 ,08 mol

→ n_CO2= 0,06 + 0,08 = 0,14 mol

→ V = 0,14.22,4 = 3,136 lít

Ví dụ 7: Tính khối lượng clorua canxi (CaCl2) được tạo ra khi 50 g canxi bicarbonate (Ca(HCO3)2) tác động với axit clohydric (HCl).

Ca(HCO3)2 + 2HCl → 2H2O + 2CO2 ↑ + CaCl2

1 mol canxi bicarbonate (Ca(HCO3)2) tạo ra 1 mol clorua canxi (CaCl2). Vậy, số mol CaCl2 bằng số mol Ca(HCO3)2.

Tính số mol canxi bicarbonate:

Khối lượng mol Ca(HCO3)2 = Khối lượng Ca(HCO3)2 / Khối lượng mol Ca(HCO3)2 = 50 g / 162.11 g/mol ≈ 0.309 mol Ca(HCO3)2

Số mol CaCl2 cũng là 0.309 mol.

Tính khối lượng clorua canxi:

Khối lượng mol CaCl2 = Số mol x Khối lượng mol CaCl2 = 0.309 mol x 110.98 g/mol ≈ 34.28 g CaCl2

Ví dụ 8: Tính số mol khí CO2 được tạo ra khi 25 g canxi bicarbonate (Ca(HCO3)2) tác động với axit clohydric (HCl).

Ca(HCO3)2 + 2HCl → 2H2O + 2CO2 ↑ + CaCl2

Một mol canxi bicarbonate (Ca(HCO3)2) tạo ra hai mol khí CO2. Vậy, số mol CO2 bằng gấp đôi số mol Ca(HCO3)2.

Tính số mol canxi bicarbonate:

Khối lượng mol Ca(HCO3)2 = Khối lượng Ca(HCO3)2 / Khối lượng mol Ca(HCO3)2 = 25 g / 162.11 g/mol ≈ 0.154 mol Ca(HCO3)2

Số mol CO2 sẽ là gấp đôi số mol Ca(HCO3)2 là 0.308 mol.

Ví dụ 9: Tính khối lượng axit clohydric (HCl) cần để tạo ra 10 g clorua canxi (CaCl2) từ canxi bicarbonate (Ca(HCO3)2).

Ca(HCO3)2 + 2HCl → 2H2O + 2CO2 ↑ + CaCl2

1 mol canxi bicarbonate (Ca(HCO3)2) tạo ra một mol clorua canxi (CaCl2), và cần 2 mol axit clohydric (HCl). Vậy, số mol HCl cần sẽ là gấp đôi số mol Ca(HCO3)2.

Tính số mol canxi bicarbonate:

Khối lượng mol Ca(HCO3)2 = Khối lượng Ca(HCO3)2 / Khối lượng mol Ca(HCO3)2 = 10 g / 162.11 g/mol ≈ 0.062 mol Ca(HCO3)2

Số mol HCl cần sẽ là gấp đôi số mol Ca(HCO3)2 = 0.124 mol.

Tính khối lượng HCl: Khối lượng mol HCl = Số mol x Khối lượng mol HCl = 0.124 mol x 36.46 g/mol ≈ 4.52 g HCl