Bài học

Oxide base tác dụng với acid

Em sẽ làm được gì?

Mục tiêu bài học: Em viết và cân bằng được phương trình phản ứng giữa oxide base với acid, tính được khối lượng sản phẩm và giải thích ứng dụng thực tế.

Kiến thức cần có

Cần nhớ trước: Oxide kim loại thường là oxide base (bài Oxide là gì?); acid như $HCl$ , $H_2SO_4$ (bài Acid, Base và pH); cách lập tỉ lệ mol theo phương trình; quy tắc cân bằng phương trình hóa học theo hóa trị đã luyện tập ở bài trước với $CO_2 + Ca(OH)_2$ .

**Cần nhớ trước:** Oxide kim loại thường là oxide base (bài Oxide là gì?); acid như $HCl$, $H_2SO_4$ (bài Acid, Base và pH); cách lập tỉ lệ mol theo phương trình; quy tắc cân bằng phương trình hóa học theo hóa trị đã luyện tập ở bài trước với $CO_2 + Ca(OH)_2$.

Khởi động

Đất trồng lâu ngày thường bị chua (có tính acid) do phân bón và mưa. Người nông dân hay rắc vôi bột ( $CaO$ hoặc $CaCO_3$ ) xuống ruộng để "khử chua". Vôi bột đã phản ứng với gì trong đất để làm giảm độ chua?

Đất trồng lâu ngày thường bị **chua** (có tính acid) do phân bón và mưa. Người nông dân hay rắc **vôi bột** ($CaO$ hoặc $CaCO_3$) xuống ruộng để "khử chua". Vôi bột đã phản ứng với gì trong đất để làm giảm độ chua?

Oxide base tác dụng với acid

Oxide base (thường là oxide kim loại như $CaO$ , $Na_2O$ , $CuO$ , $MgO$ ) phản ứng với dung dịch acid tạo thành muối và nước:

$\text{oxide base} + \text{acid} \to \text{muối} + H_2O$

Ví dụ: $CaO$ tác dụng với dung dịch $HCl$ :

$CaO + 2HCl \to CaCl_2 + H_2O$

Chú ý cân bằng đúng theo hóa trị: $Ca$ hóa trị II cần hai phân tử $HCl$ (hóa trị I) mới đủ để tạo muối $CaCl_2$ . Một ví dụ khác thường gặp: $CuO$ (chất rắn màu đen) tác dụng với dung dịch $H_2SO_4$ loãng tạo dung dịch $CuSO_4$ màu xanh lam đặc trưng:

$CuO + H_2SO_4 \to CuSO_4 + H_2O$

Trong nông nghiệp, đất chua có tính acid nhẹ; bón vôi ( $CaO$ hoặc $CaCO_3$ ) giúp trung hòa bớt acid trong đất, làm đất bớt chua, tạo điều kiện thuận lợi hơn cho cây trồng hấp thu dinh dưỡng.

Phản ứng oxide base + acid còn có nhiều ứng dụng công nghiệp khác: $CaO$ được dùng để khử acid dư trong sản xuất giấy và xử lý nước thải công nghiệp có tính acid; $MgO$ (magnesia) chịu nhiệt tốt nên được dùng làm vật liệu chịu lửa lót lò công nghiệp, nhưng khi cần loại bỏ $MgO$ dư hoặc xử lý phế liệu chứa oxide kim loại, người ta vẫn dựa trên chính phản ứng oxide base + acid để hòa tan chúng thành muối tan, dễ xử lý hơn.

So với phản ứng oxide acid + base ở bài trước, phản ứng oxide base + acid có chiều ngược lại nhưng cùng một bản chất: một oxide "trung hòa" với chất có tính đối lập để tạo muối và nước. Ghi nhớ quy tắc này giúp em không còn nhầm lẫn chất nào phản ứng được với chất nào, chỉ cần nhìn vào oxide đó là oxide kim loại hay oxide phi kim.

Oxide base (thường là oxide kim loại như $CaO$, $Na_2O$, $CuO$, $MgO$) phản ứng với dung dịch acid tạo thành **muối và nước**: $$\text{oxide base} + \text{acid} \to \text{muối} + H_2O$$ Ví dụ: $CaO$ tác dụng với dung dịch $HCl$: $$CaO + 2HCl \to CaCl_2 + H_2O$$ Chú ý cân bằng đúng theo hóa trị: $Ca$ hóa trị II cần **hai** phân tử $HCl$ (hóa trị I) mới đủ để tạo muối $CaCl_2$. Một ví dụ khác thường gặp: $CuO$ (chất rắn màu đen) tác dụng với dung dịch $H_2SO_4$ loãng tạo dung dịch $CuSO_4$ màu xanh lam đặc trưng: $$CuO + H_2SO_4 \to CuSO_4 + H_2O$$ Trong nông nghiệp, đất chua có tính acid nhẹ; bón vôi ($CaO$ hoặc $CaCO_3$) giúp trung hòa bớt acid trong đất, làm đất bớt chua, tạo điều kiện thuận lợi hơn cho cây trồng hấp thu dinh dưỡng. Phản ứng oxide base + acid còn có nhiều ứng dụng công nghiệp khác: $CaO$ được dùng để khử acid dư trong sản xuất giấy và xử lý nước thải công nghiệp có tính acid; $MgO$ (magnesia) chịu nhiệt tốt nên được dùng làm vật liệu chịu lửa lót lò công nghiệp, nhưng khi cần loại bỏ $MgO$ dư hoặc xử lý phế liệu chứa oxide kim loại, người ta vẫn dựa trên chính phản ứng oxide base + acid để hòa tan chúng thành muối tan, dễ xử lý hơn. So với phản ứng oxide acid + base ở bài trước, phản ứng oxide base + acid có chiều ngược lại nhưng cùng một bản chất: một oxide "trung hòa" với chất có tính đối lập để tạo muối và nước. Ghi nhớ quy tắc này giúp em không còn nhầm lẫn chất nào phản ứng được với chất nào, chỉ cần nhìn vào oxide đó là oxide kim loại hay oxide phi kim.

Cùng 0,1 mol oxide base phản ứng với HCl dư, khối lượng muối tạo ra khác nhau vì khối lượng mol của

CaCl_2

(111),

MgCl_2

(95) và

CuCl_2

(135) khác nhau — cùng một dạng phản ứng nhưng kết quả phụ thuộc vào kim loại.Cùng 0,1 mol oxide base phản ứng với HCl dư, khối lượng muối tạo ra khác nhau vì khối lượng mol của $CaCl_2$ (111), $MgCl_2$ (95) và $CuCl_2$ (135) khác nhau — cùng một dạng phản ứng nhưng kết quả phụ thuộc vào kim loại.

Ví dụ

Ví dụ 1 — Viết và cân bằng phương trình

1
Viết phương trình hóa học khi cho $CaO$ tác dụng với dung dịch $HCl$ .
Viết phương trình hóa học khi cho $CaO$ tác dụng với dung dịch $HCl$.
2
$CaO$ là oxide base, $HCl$ là acid → sản phẩm là muối $CaCl_2$ và nước.
$CaO$ là oxide base, $HCl$ là acid → sản phẩm là muối $CaCl_2$ và nước.
3
$Ca$ hóa trị II cần 2 gốc $Cl$ (hóa trị I) → cần 2 phân tử $HCl$ : $CaO + 2HCl \to CaCl_2 + H_2O$ .
$Ca$ hóa trị II cần 2 gốc $Cl$ (hóa trị I) → cần 2 phân tử $HCl$: $CaO + 2HCl \to CaCl_2 + H_2O$.
4
Phương trình cân bằng đúng là $CaO + 2HCl \to CaCl_2 + H_2O$ , không được viết thiếu hệ số 2 trước $HCl$ .
Phương trình cân bằng đúng là $CaO + 2HCl \to CaCl_2 + H_2O$, không được viết thiếu hệ số 2 trước $HCl$.

Ví dụ

Ví dụ 2 — Tính khối lượng muối tạo thành

1
Hòa tan hoàn toàn 8 gam $CuO$ trong dung dịch $H_2SO_4$ loãng, dư. Tính khối lượng muối $CuSO_4$ tạo thành.
Hòa tan hoàn toàn 8 gam $CuO$ trong dung dịch $H_2SO_4$ loãng, dư. Tính khối lượng muối $CuSO_4$ tạo thành.
2
$M(CuO) = 64 + 16 = 80$ g/mol. $n(CuO) = \dfrac{8}{80} = 0{,}1$ (mol).
$M(CuO) = 64 + 16 = 80$ g/mol. $n(CuO) = \dfrac{8}{80} = 0{,}1$ (mol).
3
$CuO + H_2SO_4 \to CuSO_4 + H_2O$ . Vì $H_2SO_4$ dư nên $CuO$ phản ứng hết theo tỉ lệ mol $1:1$ .
$CuO + H_2SO_4 \to CuSO_4 + H_2O$. Vì $H_2SO_4$ dư nên $CuO$ phản ứng hết theo tỉ lệ mol $1:1$.
4
$n(CuSO_4) = n(CuO) = 0{,}1$ mol. $M(CuSO_4) = 64 + 32 + 64 = 160$ g/mol → $m = 0{,}1 \times 160 = 16$ (gam).
$n(CuSO_4) = n(CuO) = 0{,}1$ mol. $M(CuSO_4) = 64 + 32 + 64 = 160$ g/mol → $m = 0{,}1 \times 160 = 16$ (gam).
5
Khối lượng muối $CuSO_4$ thu được là 16 gam, dung dịch có màu xanh lam đặc trưng.
Khối lượng muối $CuSO_4$ thu được là 16 gam, dung dịch có màu xanh lam đặc trưng.

Ví dụ

Ví dụ 3 — Ứng dụng: tính lượng vôi khử chua đất

1
Một mẫu đất chua chứa lượng acid tương đương $0{,}05$ mol $HCl$ (mô hình đơn giản hóa lượng acid trong đất, thường dùng khi tính lượng vôi cần bón). Tính khối lượng $CaO$ tối thiểu cần dùng để trung hòa hoàn toàn lượng acid này.
Một mẫu đất chua chứa lượng acid tương đương $0{,}05$ mol $HCl$ (mô hình đơn giản hóa lượng acid trong đất, thường dùng khi tính lượng vôi cần bón). Tính khối lượng $CaO$ tối thiểu cần dùng để trung hòa hoàn toàn lượng acid này.
2
$CaO + 2HCl \to CaCl_2 + H_2O$ .
$CaO + 2HCl \to CaCl_2 + H_2O$.
3
Theo phương trình, tỉ lệ mol $CaO : HCl = 1 : 2$ , nên $n(CaO) = \dfrac{n(HCl)}{2} = \dfrac{0{,}05}{2} = 0{,}025$ (mol).
Theo phương trình, tỉ lệ mol $CaO : HCl = 1 : 2$, nên $n(CaO) = \dfrac{n(HCl)}{2} = \dfrac{0{,}05}{2} = 0{,}025$ (mol).
4
$M(CaO) = 56$ g/mol → $m(CaO) = 0{,}025 \times 56 = 1{,}4$ (gam).
$M(CaO) = 56$ g/mol → $m(CaO) = 0{,}025 \times 56 = 1{,}4$ (gam).
5
Cần tối thiểu 1,4 gam $CaO$ để trung hòa hoàn toàn lượng acid tương đương trong mẫu đất — đây chính là nguyên lý mà nông dân áp dụng khi bón vôi khử chua trên diện tích lớn hơn.
Cần tối thiểu 1,4 gam $CaO$ để trung hòa hoàn toàn lượng acid tương đương trong mẫu đất — đây chính là nguyên lý mà nông dân áp dụng khi bón vôi khử chua trên diện tích lớn hơn.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Lưu ý

Lỗi thường gặp: Quên cân bằng đúng hệ số khi acid có hóa trị khác kim loại trong oxide, ví dụ viết sai $CaO + HCl \to CaCl_2 + H_2O$ (thiếu hệ số 2 trước $HCl$ ) khiến số nguyên tử $Cl$ hai vế không khớp. Cách kiểm tra nhanh: đếm số nguyên tử của từng nguyên tố ở hai vế, nếu chưa bằng nhau thì phương trình chưa cân bằng đúng.

**Lỗi thường gặp:** Quên cân bằng đúng hệ số khi acid có hóa trị khác kim loại trong oxide, ví dụ viết sai $CaO + HCl \to CaCl_2 + H_2O$ (thiếu hệ số 2 trước $HCl$) khiến số nguyên tử $Cl$ hai vế không khớp. Cách kiểm tra nhanh: đếm số nguyên tử của từng nguyên tố ở hai vế, nếu chưa bằng nhau thì phương trình chưa cân bằng đúng.

Ghi nhớ

Tóm tắt: Oxide base + acid → muối + nước. Đây là cơ sở của việc bón vôi khử chua đất trong nông nghiệp, cũng như nhiều ứng dụng xử lý acid dư trong công nghiệp. Luôn xác định đúng hóa trị của kim loại và acid trước khi cân bằng phương trình.

Chương tiếp theo chuyển hẳn sang muối: thành phần, cách gọi tên, và vì sao có muối tan tốt, có muối lại không tan chút nào.