để điều chế khí HCl có thể dùng H2SO4 loãng và NaCl rắn không ? Giải thích
Các em còn nhớ Axit sulfuric là một axit mạnh, còn Natri clorua là một muối phải không nào?
Để giải quyết bài tập này, chúng ta sẽ đi từng bước một.
Bước 1: Phân tích các chất tham gia phản ứng
Chúng ta có hai chất là:
1. Axit sulfuric loãng (dung dịch H₂SO₄)
2. Natri clorua rắn (NaCl)
Bước 2: Xét khả năng phản ứng giữa H₂SO₄ loãng và NaCl rắn
Khi cho H₂SO₄ loãng tác dụng với NaCl rắn, theo sách giáo khoa Hóa học lớp 8 đã dạy, đây là một phản ứng của axit mạnh với muối. Phản ứng này sẽ xảy ra nếu sản phẩm tạo thành có chất kết tủa hoặc chất khí, hoặc một axit yếu hơn.
Phản ứng có thể xảy ra theo phương trình tổng quát sau:
Muối + Axit → Muối mới + Axit mới
Trong trường hợp này, nếu phản ứng xảy ra, chúng ta có thể dự đoán các sản phẩm tạo thành là Natri sulfat (Na₂SO₄) và Axit clohydric (HCl).
Phương trình hóa học có thể viết như sau:
H₂SO₄ (loãng) + 2NaCl (rắn) → Na₂SO₄ (dung dịch) + 2HCl (khí)
Bước 3: Xem xét tính chất của các sản phẩm tạo thành
* Natri sulfat (Na₂SO₄) là một muối tan trong nước, nên nó sẽ ở dạng dung dịch.
* Axit clohydric (HCl) là một axit mạnh. Ở dạng dung dịch, nó tồn tại dưới dạng ion H⁺ và Cl⁻. Tuy nhiên, chúng ta đang tìm cách “điều chế khí HCl”. Điều này có nghĩa là chúng ta muốn thu được HCl ở dạng khí.
Bước 4: Đánh giá điều kiện phản ứng và sản phẩm thu được
Khi H₂SO₄ loãng gặp NaCl rắn, phản ứng hóa học xảy ra. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải xem xét đến yếu tố nhiệt độ.
Theo sách giáo khoa Hóa học lớp 8, phản ứng này sẽ tạo ra khí HCl nếu có đun nóng. Nếu chỉ trộn H₂SO₄ loãng với NaCl rắn ở nhiệt độ thường, phản ứng sẽ chậm và lượng khí HCl sinh ra không đáng kể, hoặc có thể bị hòa tan ngay trong dung dịch H₂SO₄ dư.
Tuy nhiên, nếu chúng ta đun nóng hỗn hợp này, thì HCl sẽ thoát ra dưới dạng khí.
Do đó, để điều chế khí HCl, chúng ta hoàn toàn có thể dùng H₂SO₄ loãng và NaCl rắn, nhưng cần phải thực hiện phản ứng có đun nóng.
Giải thích:
Phản ứng giữa Axit sulfuric loãng và Natri clorua rắn là một phản ứng thế, trong đó gốc axit của axit mạnh (H₂SO₄) sẽ thay thế gốc axit của muối (NaCl) để tạo thành muối mới (Na₂SO₄) và axit mới (HCl).
Phương trình hóa học của phản ứng là:
H₂SO₄ (loãng) + 2NaCl (rắn) \(\xrightarrow{t^0}\) Na₂SO₄ (dung dịch) + 2HCl (khí)
(Ở đây, \(t^0\) ký hiệu cho nhiệt độ, nghĩa là cần đun nóng để phản ứng xảy ra và thu được khí HCl.)
Khi đun nóng, Axit clohydric (HCl) sinh ra ở dạng khí và thoát ra khỏi dung dịch, cho phép chúng ta thu được khí HCl. Nếu không đun nóng, HCl sinh ra có thể bị hòa tan trở lại trong dung dịch axit sulfuric hoặc dung dịch nước có sẵn, làm giảm hiệu quả thu hồi khí.
Kết luận:
Vậy, để điều chế khí HCl có thể dùng H₂SO₄ loãng và NaCl rắn. Tuy nhiên, để thu được hiệu quả khí HCl, phản ứng cần được thực hiện trong điều kiện đun nóng.
Các em có câu hỏi nào không? Nếu không, chúng ta sẽ chuyển sang bài tập tiếp theo nhé!
Không thể dùng \(H_2SO_4\) loãng. Phải sử dụng \(H_2SO_4\) đặc nóng và \(NaCl\) rắn khan.
\(NaCl+H_2SO_4\xrightarrow{{t^o}} NaHSO_4+HCl\)
Khí \(HCl\) tan tốt trong nước nên các chất phản ứng phải ở trạng thái khan, ít nước để có thể sinh ra chất khí \(HCl\), thoả mãn điều kiện phản ứng trao đổi.
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
không, vì NaCl rắn vào dung dịch H2SO4 loãng sẽ tan và phân li và tạo dung dịch chứa 2 chất tan thôi. Không xảy ra phản ứng trao đổi ion vì trong dung dịch nước Ka của HCl lớn hơn H2SO4 cả 2 nấc.
H+ + Cl- ↔HCl sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch, không có phân tử HCl nào được tạo ra.
Còn NaCl rắn với H2SO4 đặc xảy ra phản ứng bình thường