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.
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
Viết phương trình hóa học khi trộn dung dịch $BaCl_2$ với dung dịch $Na_2SO_4$ và cho biết hiện tượng.
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
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
Dùng dung dịch $BaCl_2$ làm thuốc thử, vì $Ba^{2+}$ tạo kết tủa đặc trưng với gốc $SO_4^{2-}$.
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
$Na_2SO_4 + BaCl_2 \to BaSO_4\downarrow (\text{trắng}) + 2NaCl$ — xuất hiện kết tủa trắng.
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.
Cần nhớ trước: Bảng tính tan của muối (bài Muối là gì?); phản ứng kim loại + acid tạo khí H2 (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 AgNO3, BaCl2.
Khi đổ giấm ăn (chứa acid acetic) vào bột nở/muối nở (thành phần chính là NaHCO3 hoặc Na2CO3) 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?
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:
Ngược lại, nếu trộn NaCl với KNO3, không có chất nào trong sản phẩm giả định (NaNO3, 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 AgNO3 là thuốc thử đặc trưng để nhận ra gốc Cl− (tạo kết tủa trắng AgCl), còn dung dịch BaCl2 là thuốc thử đặc trưng để nhận ra gốc SO42− (tạo kết tủa trắng BaSO4 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.
Viết phương trình hóa học khi trộn dung dịch BaCl2 với dung dịch Na2SO4 và cho biết hiện tượng.
BaCl2+Na2SO4→BaSO4↓+2NaCl (đã cân bằng).
BaSO4 là chất không tan (theo bảng tính tan, muối sulfate của Ba không tan) → xuất hiện kết tủa trắng.
Phản ứng xảy ra vì sinh ra kết tủa trắng BaSO4; NaCl tan trong dung dịch.
Cho 10 gam CaCO3 tác dụng hết với dung dịch HCl dư. Tính thể tích khí CO2 thoát ra ở đkc (25°C, 1 bar).
M(CaCO3)=100 g/mol. n(CaCO3)=10010=0,1 (mol).
CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O+CO2↑. Tỉ lệ mol CaCO3:CO2=1:1.
Thể tích khí CO2 thoát ra là 2,479 lít (ở đkc 25°C, 1 bar).
Có hai lọ mất nhãn chứa dung dịch NaCl và dung dịch Na2SO4. Đề xuất một thuốc thử để phân biệt hai dung dịch này và viết phương trình minh họa.
Dùng dung dịch BaCl2 làm thuốc thử, vì Ba2+ tạo kết tủa đặc trưng với gốc SO42−.
NaCl+BaCl2: không xảy ra phản ứng trao đổi vì cả NaCl và BaCl2 (sản phẩm giả định không đổi) đều tan, không có kết tủa hay khí — không có hiện tượng gì.
Na2SO4+BaCl2→BaSO4↓(tra˘ˊng)+2NaCl — xuất hiện kết tủa trắng.
Lọ nào xuất hiện kết tủa trắng khi nhỏ BaCl2 vào là dung dịch Na2SO4; lọ không có hiện tượng gì là dung dịch NaCl.
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.
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, BaSO4 còn được dùng để nhận biết gốc Cl−, SO42−. Luôn kiểm tra tính tan của sản phẩm giả định trước khi kết luận phản ứng có xảy ra hay không.