Chào các em! Hôm nay cô trò mình sẽ cùng nhau đi giải một bài tập quen thuộc về phản ứng giữa axit và bazơ, và chúng ta sẽ tập trung vào việc viết phương trình ion rút gọn nhé.

Đầu tiên, chúng ta cùng xem xét phản ứng được cho:
H₂SO₄ + Ca(OH)₂ —-> CaSO₄ + H₂O

Bước 1: Viết phương trình phân tử.
Phương trình phân tử của phản ứng này là:
H₂SO₄ + Ca(OH)₂ —-> CaSO₄ + 2H₂O

Bước 2: Xác định các chất điện li mạnh, chất điện li yếu và chất không điện li trong phương trình phân tử.
Trong chương trình Hóa học lớp 11, chúng ta đã học về sự điện li.
– Axit mạnh: H₂SO₄ là một axit mạnh, phân li hoàn toàn thành ion.
– Bazơ mạnh: Ca(OH)₂ là một bazơ mạnh (vì Ca là kim loại kiềm thổ), phân li hoàn toàn thành ion.
– Muối tan: CaSO₄ là một muối. Dựa vào bảng tính tan trong sách giáo khoa Hóa học lớp 11, chúng ta thấy CaSO₄ là một chất kết tủa màu trắng. Vì vậy, CaSO₄ là chất không điện li hoặc điện li rất yếu, chúng ta sẽ viết nó dưới dạng phân tử trong phương trình ion.
– Nước (H₂O): Nước là một chất điện li yếu, vì vậy chúng ta cũng giữ nguyên dạng phân tử.

Bước 3: Viết phương trình điện li của các chất điện li mạnh thành ion.
– H₂SO₄ phân li thành: 2H⁺ + SO₄²⁻
– Ca(OH)₂ phân li thành: Ca²⁺ + 2OH⁻

Bước 4: Thay thế các chất điện li mạnh trong phương trình phân tử bằng các ion tương ứng.
Từ phương trình phân tử: H₂SO₄ + Ca(OH)₂ —-> CaSO₄ + 2H₂O
Chúng ta sẽ thay thế: (2H⁺ + SO₄²⁻) + (Ca²⁺ + 2OH⁻) —-> CaSO₄ + 2H₂O
Phương trình ion đầy đủ là: 2H⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) + Ca²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) —-> CaSO₄(s) + 2H₂O(l)
(Ở đây, (aq) chỉ dung dịch, (s) chỉ chất rắn kết tủa, (l) chỉ chất lỏng).

Bước 5: Tìm các ion giống nhau ở cả hai vế của phương trình ion đầy đủ và rút gọn chúng.
Quan sát phương trình ion đầy đủ: 2H⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) + Ca²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) —-> CaSO₄(s) + 2H₂O(l)
Chúng ta thấy không có ion nào xuất hiện ở cả hai vế để có thể rút gọn. Tuy nhiên, chúng ta cần kiểm tra lại kiến thức về tính tan của CaSO₄.

Kiểm tra kết tủa CaSO₄:
Theo bảng tính tan trong sách giáo khoa Hóa học lớp 11, CaSO₄ là chất kết tủa.
Vì vậy, CaSO₄ không điện li trong dung dịch, nó tồn tại dưới dạng phân tử.

Bước 6: Viết phương trình ion rút gọn.
Vì không có ion nào giống nhau ở hai vế để rút gọn, nên phương trình ion đầy đủ cũng chính là phương trình ion rút gọn trong trường hợp này.

Phương trình ion rút gọn là:
2H⁺(aq) + 2OH⁻(aq) + Ca²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) —-> CaSO₄(s) + 2H₂O(l)

Tuy nhiên, thông thường khi viết phương trình ion rút gọn, chúng ta sẽ nhóm các ion lại để nó rõ ràng hơn.

Nếu ta xem xét phản ứng trung hòa axit – bazơ nói chung, thì ion H⁺ sẽ phản ứng với ion OH⁻ tạo thành nước. Trong trường hợp này, các ion Ca²⁺ và SO₄²⁻ không phản ứng với nhau mà tạo thành kết tủa CaSO₄.

Vậy, chúng ta có thể viết lại phương trình ion rút gọn như sau:
2H⁺(aq) + 2OH⁻(aq) —-> 2H₂O(l)
Và các ion còn lại là Ca²⁺(aq) và SO₄²⁻(aq) kết hợp lại tạo thành kết tủa CaSO₄(s).

Do đó, phương trình ion rút gọn phản ánh đúng bản chất của phản ứng là:
Ca²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) —-> CaSO₄(s)
và
H⁺(aq) + OH⁻(aq) —-> H₂O(l)

Khi viết gộp lại, chúng ta phải đảm bảo số mol các ion là chính xác theo phương trình phân tử ban đầu.

Phương trình ion rút gọn cho phản ứng H₂SO₄ + Ca(OH)₂ —-> CaSO₄ + H₂O là:
Ca²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) —-> CaSO₄(s)
và
H⁺(aq) + OH⁻(aq) —-> H₂O(l)

Tuy nhiên, nếu chỉ yêu cầu một phương trình ion rút gọn duy nhất, ta sẽ giữ nguyên các ion không tham gia phản ứng và các chất không điện li.

Trong phản ứng này:
– H⁺ và OH⁻ phản ứng với nhau tạo nước.
– Ca²⁺ và SO₄²⁻ kết hợp với nhau tạo thành kết tủa CaSO₄.

Vì vậy, không có ion nào bị triệt tiêu hoàn toàn ở hai vế.

Trả lời câu hỏi phụ: CaSO₄ có kết tủa không?
Dựa vào bảng tính tan trong sách giáo khoa Hóa học lớp 11, CaSO₄ là một chất kết tủa màu trắng.
Vậy, CaSO₄ có kết tủa.

Kết luận lại, phương trình ion rút gọn của phản ứng H₂SO₄ + Ca(OH)₂ —-> CaSO₄ + H₂O là:
Ca²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) —-> CaSO₄(s)

Và đây là hai quá trình xảy ra song song: sự tạo kết tủa và sự trung hòa axit-bazơ.
Khi trình bày một phương trình ion rút gọn, chúng ta thường tập trung vào các ion phản ứng trực tiếp hoặc các chất tạo thành.

Vậy, nếu đề bài yêu cầu viết phương trình ion rút gọn cho toàn bộ phản ứng, thì chúng ta có thể viết như sau, thể hiện cả sự tạo kết tủa và sự tạo nước:

Ca²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) —-> CaSO₄(s)

Và các ion H⁺, OH⁻ đã phản ứng tạo nước, nên chúng ta không thấy chúng ở dạng ion riêng lẻ trong phương trình rút gọn nếu chúng đã kết hợp hết.

Trong trường hợp này, do CaSO₄ là kết tủa, nên nó sẽ xuất hiện dưới dạng phân tử. Các ion H⁺ và OH⁻ sẽ phản ứng với nhau.

Phương trình ion rút gọn chính xác nhất cho phản ứng này, thể hiện rõ bản chất hóa học, là:
Ca²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) —-> CaSO₄(s)
Và chúng ta cũng cần ghi nhận rằng có sự tạo thành nước:
H⁺(aq) + OH⁻(aq) —-> H₂O(l)

Tuy nhiên, câu hỏi chỉ yêu cầu viết phương trình ion rút gọn cho toàn bộ phản ứng. Do CaSO₄ là chất kết tủa và nó không bị phân ly thành ion trong dung dịch, nên nó sẽ xuất hiện dưới dạng phân tử. Các ion H⁺ và OH⁻ sẽ kết hợp tạo thành nước.

Vậy phương trình ion rút gọn cuối cùng là:
Ca²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) —-> CaSO₄(s)