Đây là bản xem thử. Phiên bản đầy đủ trong ứng dụng có bài tập, AI chấm ngay và theo dõi tiến độ học.

Bài học

Phản ứng trao đổi tạo muối: kết tủa và khí

Em sẽ làm được gì?

Mục tiêu bài học: Em nhận biết và viết được phương trình phản ứng trao đổi tạo muối kèm kết tủa hoặc khí, dự đoán đúng hiện tượng, tính toán theo phương trình và biết dùng phản ứng trao đổi để nhận biết chất.

Kiến thức cần có
**Cần nhớ trước:** Bảng tính tan của muối (bài Muối là gì?); phản ứng kim loại + acid tạo khí $H_2$ (bài trước); tính số mol từ khối lượng; cách viết và cân bằng phương trình trao đổi ion đơn giản; các thuốc thử quen thuộc như $AgNO_3$, $BaCl_2$.
Khởi động
Khi đổ **giấm ăn** (chứa acid acetic) vào **bột nở/muối nở** (thành phần chính là $NaHCO_3$ hoặc $Na_2CO_3$) để làm bánh, ta thấy hỗn hợp sủi bọt mạnh. Bọt khí đó là khí gì, và vì sao phản ứng lại xảy ra mạnh như vậy?

Phản ứng trao đổi tạo muối

Khi trộn hai dung dịch muối với nhau, hoặc trộn muối với acid, phản ứng **trao đổi** chỉ xảy ra khi sản phẩm sinh ra có **chất kết tủa** (không tan) hoặc **chất khí thoát ra** (đôi khi cả nước). Nếu không có dấu hiệu nào trong ba dấu hiệu đó, phản ứng **không xảy ra**. **Ví dụ tạo kết tủa** — hai dung dịch muối phản ứng với nhau: $$BaCl_2 + Na_2SO_4 \to BaSO_4\downarrow (\text{trắng}) + 2NaCl$$ $$AgNO_3 + NaCl \to AgCl\downarrow (\text{trắng}) + NaNO_3$$ **Ví dụ tạo khí** — muối carbonate phản ứng với acid, giải phóng khí $CO_2$: $$CaCO_3 + 2HCl \to CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow$$ $$Na_2CO_3 + 2HCl \to 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$$ Ngược lại, nếu trộn $NaCl$ với $KNO_3$, không có chất nào trong sản phẩm giả định ($NaNO_3$, $KCl$) là kết tủa hay khí — cả hai đều tan tốt — nên phản ứng **không xảy ra**. Chính vì kết tủa xuất hiện có tính đặc trưng, phản ứng trao đổi còn được dùng để **nhận biết** các chất trong phòng thí nghiệm: dung dịch $AgNO_3$ là thuốc thử đặc trưng để nhận ra gốc $Cl^-$ (tạo kết tủa trắng $AgCl$), còn dung dịch $BaCl_2$ là thuốc thử đặc trưng để nhận ra gốc $SO_4^{2-}$ (tạo kết tủa trắng $BaSO_4$ không tan trong cả acid mạnh). Như vậy, tính đến bài này, em đã học đủ **bốn con đường tạo muối**: oxide acid + base, oxide base + acid, acid + base (trung hòa), kim loại + acid, và giờ thêm phản ứng trao đổi giữa hai muối hoặc muối với acid. Khi gặp một bài tập lạ, việc đầu tiên nên làm là xác định xem đề bài đang rơi vào con đường nào trong năm cách trên, từ đó chọn đúng phương trình để viết.
Bảng phân loại các cặp chất phản ứng trao đổi theo dấu hiệu sản phẩm: nhóm tạo kết tủa (BaCl₂+Na₂SO₄, AgNO₃+NaCl, CaCl₂+Na₂CO₃) và nhóm tạo khí thoát ra (CaCO₃+HCl, Na₂CO₃+HCl, NaHCO₃+HCl).Tạo kết tủaBaCl₂ + Na₂SO₄AgNO₃ + NaClCaCl₂ + Na₂CO₃Tạo khí thoátraCaCO₃ + HClNa₂CO₃ + HClNaHCO₃ + HCl
Phản ứng trao đổi chỉ xảy ra khi có kết tủa hoặc khí sinh ra — việc phân loại theo dấu hiệu giúp em dự đoán nhanh phản ứng nào thực sự xảy ra.
Ví dụ
Ví dụ 1 — Xác định kết tủa và cân bằng phương trình
  1. 1
    Viết phương trình hóa học khi trộn dung dịch $BaCl_2$ với dung dịch $Na_2SO_4$ và cho biết hiện tượng.
  2. 2
    $BaCl_2 + Na_2SO_4 \to BaSO_4\downarrow + 2NaCl$ (đã cân bằng).
  3. 3
    $BaSO_4$ là chất không tan (theo bảng tính tan, muối sulfate của $Ba$ không tan) → xuất hiện kết tủa trắng.
  4. 4
    Phản ứng xảy ra vì sinh ra kết tủa trắng $BaSO_4$; $NaCl$ tan trong dung dịch.
Ví dụ
Ví dụ 2 — Tính thể tích khí CO₂ (đkc: 25°C, 1 bar)
  1. 1
    Cho 10 gam $CaCO_3$ tác dụng hết với dung dịch $HCl$ dư. Tính thể tích khí $CO_2$ thoát ra ở đkc (25°C, 1 bar).
  2. 2
    $M(CaCO_3) = 100$ g/mol. $n(CaCO_3) = \dfrac{10}{100} = 0{,}1$ (mol).
  3. 3
    $CaCO_3 + 2HCl \to CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow$. Tỉ lệ mol $CaCO_3 : CO_2 = 1 : 1$.
  4. 4
    $n(CO_2) = n(CaCO_3) = 0{,}1$ mol. $V(CO_2) = 0{,}1 \times 24{,}79 = 2{,}479$ (lít).
  5. 5
    Thể tích khí $CO_2$ thoát ra là 2,479 lít (ở đkc 25°C, 1 bar).
Ví dụ
Ví dụ 3 — Dùng phản ứng trao đổi để nhận biết hai dung dịch
  1. 1
    Có hai lọ mất nhãn chứa dung dịch $NaCl$ và dung dịch $Na_2SO_4$. Đề xuất một thuốc thử để phân biệt hai dung dịch này và viết phương trình minh họa.
  2. 2
    Dùng dung dịch $BaCl_2$ làm thuốc thử, vì $Ba^{2+}$ tạo kết tủa đặc trưng với gốc $SO_4^{2-}$.
  3. 3
    $NaCl + BaCl_2$: không xảy ra phản ứng trao đổi vì cả $NaCl$ và $BaCl_2$ (sản phẩm giả định không đổi) đều tan, không có kết tủa hay khí — không có hiện tượng gì.
  4. 4
    $Na_2SO_4 + BaCl_2 \to BaSO_4\downarrow (\text{trắng}) + 2NaCl$ — xuất hiện kết tủa trắng.
  5. 5
    Lọ nào xuất hiện kết tủa trắng khi nhỏ $BaCl_2$ vào là dung dịch $Na_2SO_4$; lọ không có hiện tượng gì là dung dịch $NaCl$.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Lưu ý
**Lỗi thường gặp:** Cho rằng cứ trộn hai dung dịch muối là luôn có phản ứng xảy ra. Thực tế, phản ứng trao đổi chỉ xảy ra khi sản phẩm có kết tủa hoặc khí (hoặc nước); nếu cả hai sản phẩm đều tan tốt thì không có phản ứng thật sự nào diễn ra. Trước khi viết phương trình trao đổi, luôn tra bảng tính tan để kiểm tra sản phẩm giả định có chất nào không tan hay không.
Ghi nhớ
**Tóm tắt:** Phản ứng trao đổi giữa muối-muối hoặc muối-acid chỉ xảy ra khi sinh ra kết tủa hoặc khí (hoặc nước). Kết tủa đặc trưng như $AgCl$, $BaSO_4$ còn được dùng để nhận biết gốc $Cl^-$, $SO_4^{2-}$. Luôn kiểm tra tính tan của sản phẩm giả định trước khi kết luận phản ứng có xảy ra hay không.

Phần lớn phân bón hóa học nông dân rắc ngoài đồng thực ra chính là những muối em vừa học — chương tiếp theo sẽ đi sâu vào chuyện đó.