Cân bằng phản ứng sau CaCO3 + HCl → CaCl2 + CO2 + H2O

1. CaCO3 là gì? Tính chất vật lý, hoá học của CaCO3?
CaCO3 là ký hiệu hóa học của Canxi cacbonat, một hợp chất hóa học có thành phần chính gồm
canxi (Ca), cacbon (C), và oxy (O), và nó được tìm thấy phổ biến trong tự nhiên. Dưới đây là
một số tính chất vật lý và hoá học của CaCO3:
Tính chất vật lý của CaCO3:
 Trạng thái thể: Canxi cacbonat có thể tồn tại ở nhiều trạng thái thể khác nhau. Phổ biến
nhất là trạng thái rắn, còn gọi là vôi (limestone) hoặc thạch anh vôi (chalk), nhưng nó
cũng có thể tồn tại ở dạng bột (precipitated calcium carbonate) hoặc dạng tinh thể (calcite hoặc aragonite).
 Màu sắc: Màu của canxi cacbonat có thể biến đổi từ trắng đến màu xám, và phụ thuộc
vào dạng cụ thể của nó.
 Độ cứng: Canxi cacbonat có độ cứng tương đối cao và thường được sử dụng trong ngành
công nghiệp để sản xuất vật liệu xây dựng như xi măng và vôi.
 Tính chất đục: Canxi cacbonat có tính chất đục, nghĩa là nó có khả năng tán trong acid,
chẳng hạn như axit muriatic (HCl), với phản ứng sinh ra khí CO2 và giảm dần khối lượng của nó.
Tính chất hoá học của CaCO3:
 Phản ứng với acid: Canxi cacbonat phản ứng với acid strong như axit muriatic (HCl) để
tạo ra khí cacbon dioxide (CO2), nước (H2O), và các sản phẩm tan của canxi. Phản ứng
này được biểu diễn bằng phương trình sau: CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O
 Phản ứng với nhiệt: Canxi cacbonat phân rã thành canxi oxit (CaO) và CO2 khi được
nung nóng ở nhiệt độ cao:  CaCO3 -> CaO + CO2
 Sử dụng trong công nghiệp: Canxi cacbonat được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp xi
măng, sản xuất thạch anh vôi, trong sản xuất giấy, nhựa, và nhiều ứng dụng khác.
 Sự hình thành trong tự nhiên: Canxi cacbonat thường được tạo ra từ các quá trình tự
nhiên, như kết tủa từ nước biển, kết tủa từ nước nóng chảy, hoặc sự chết của các hữu cơ
nội sinh trong nước biển.
2. Cách cân bằng phản ứng CaCO3 + HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Để cân bằng phản ứng:
CaCO3 + HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Bạn cần điều chỉnh hệ số của các chất tham gia và sản phẩm để đảm bảo số mol của các nguyên
tố trên cả hai bên của phản ứng là bằng nhau. Dưới đây là cách cân bằng phản ứng trên:
1 CaCO3 + 2 HCl → 1 CaCl2 + 1 CO2 + 1 H2O
Bây giờ, số mol của canxi (Ca), cacbon (C), hydro (H), và clo (Cl) là bằng nhau cả hai bên của
phản ứng. Phản ứng đã được cân bằng.
3. Bài tập áp dụng phương trình hoá học CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O
Bài tập 1: Tính khối lượng canxi clorua (CaCl2) được tạo ra khi phản ứng 50 g canxi
cacbonat (CaCO3) với dư axit clohydric (HCl).
Đầu tiên, tính khối lượng mol của CaCO3. Khối lượng mol của CaCO3 là 100.09 g/mol.
Số mol CaCO3 = Khối lượng CaCO3 / Khối lượng mol CaCO3 = 50 g / 100.09 g/mol ≈ 0.4997 mol CaCO3.
Theo phản ứng, mỗi mol CaCO3 tạo ra một mol CaCl2, vậy lượng mol CaCl2 cũng là 0.4997 mol.
Khối lượng mol của CaCl2 là 110.98 g/mol.
Khối lượng CaCl2 = Số mol CaCl2 x Khối lượng mol CaCl2 = 0.4997 mol x 110.98 g/mol ≈ 55.47 g CaCl2.
Đáp án: Khối lượng CaCl2 được tạo ra là khoảng 55.47 gram.
Bài tập 2: Tính lượng CO2 sản xuất khi phản ứng hoàn toàn 75 g CaCO3.
Sử dụng quy tắc lượng mol và phản ứng cân bằng, biết rằng mỗi mol CaCO3 tạo ra một mol
CO2. Khối lượng mol của CO2 là 44.01 g/mol.
Số mol CO2 = Khối lượng CaCO3 / Khối lượng mol CaCO3 = 75 g / 100.09 g/mol ≈ 0.7495 mol CO2.
Khối lượng CO2 = Số mol CO2 x Khối lượng mol CO2 = 0.7495 mol x 44.01 g/mol ≈ 33.00 g CO2.
Đáp án: Lượng CO2 sản xuất là khoảng 33.00 gram.
Bài tập 3: Tính số mol HCl cần để phản ứng hoàn toàn với 25 g CaCO3.
Sử dụng quy tắc lượng mol và phản ứng cân bằng, biết rằng mỗi mol CaCO3 cần hai mol HCl.
Khối lượng mol của HCl là 36.46 g/mol.
Số mol HCl cần = Số mol CaCO3 x 2 = (25 g / 100.09 g/mol) x 2 ≈ 0.4998 mol HCl.
Đáp án: Số mol HCl cần để phản ứng hoàn toàn với 25 g CaCO3 là khoảng 0.4998 mol.
Bài tập 4: Tính lượng nước (H2O) tạo ra khi phản ứng hoàn toàn 10 mol CaCO3.
Theo phản ứng, mỗi mol CaCO3 tạo ra một mol H2O. Khối lượng mol của H2O là 18.02 g/mol.
Số mol H2O = 10 mol (do 10 mol CaCO3).
Khối lượng H2O = Số mol H2O x Khối lượng mol H2O = 10 mol x 18.02 g/mol = 180.2 g H2O.
Đáp án: Lượng nước tạo ra khi phản ứng hoàn toàn với 10 mol CaCO3 là 180.2 gram.
Bài tập 5: Tính khối lượng CaCO3 cần để tạo ra 5 mol CO2.
Sử dụng quy tắc lượng mol và phản ứng cân bằng, biết rằng mỗi mol CaCO3 tạo ra một mol
CO2. Khối lượng mol của CO2 là 44.01 g/mol. Số mol CO2 cần = 5 mol.
Khối lượng CaCO3 cần = Số mol CO2 cần x Khối lượng mol CaCO3 = 5 mol x 100.09 g/mol ≈ 500.45 g CaCO3.
Đáp án: Khối lượng CaCO3 cần để tạo ra 5 mol CO2 là khoảng 500.45 gram.
Bài tập 6: Tính lượng axit clohydric (HCl) cần để phản ứng hoàn toàn với 50 g CaCO3.
Sử dụng quy tắc lượng mol và phản ứng cân bằng, biết rằng mỗi mol CaCO3 cần hai mol HCl.
Khối lượng mol của HCl là 36.46 g/mol.
Số mol HCl cần = Số mol CaCO3 / 2 = (50 g / 100.09 g/mol) / 2 ≈ 0.2499 mol HCl.
Khối lượng HCl cần = Số mol HCl cần x Khối lượng mol HCl = 0.2499 mol x 36.46 g/mol ≈ 9.11 g HCl.
Đáp án: Lượng axit clohydric cần để phản ứng hoàn toàn với 50 g CaCO3 là khoảng 9.11 gram.
Bài tập 7: Tính số mol CaCO3 cần để phản ứng hoàn toàn với 100 ml dung dịch HCl 1M (nồng độ 1 mol/L).
Trước hết, bạn cần tính số mol HCl trong 100 ml dung dịch HCl 1M (0.1 L) bằng cách sử dụng nồng độ:
Số mol HCl = Nồng độ x Thể tích = 1 mol/L x 0.1 L = 0.1 mol HCl.
Theo phản ứng, mỗi mol CaCO3 cần hai mol HCl. Vậy, số mol CaCO3 cần:
Số mol CaCO3 cần = Số mol HCl / 2 = 0.1 mol / 2 = 0.05 mol CaCO3.
Đáp án: Số mol CaCO3 cần để phản ứng hoàn toàn với 100 ml dung dịch HCl 1M là 0.05 mol.
Bài tập 8: Tính khối lượng H2O được tạo ra khi phản ứng hoàn toàn 25 g CaCO3.
Sử dụng quy tắc lượng mol và phản ứng cân bằng, biết rằng mỗi mol CaCO3 tạo ra một mol
H2O. Khối lượng mol của H2O là 18.02 g/mol.
Số mol H2O tạo ra = Số mol CaCO3 sử dụng = Khối lượng CaCO3 / Khối lượng mol CaCO3 =
25 g / 100.09 g/mol ≈ 0.2499 mol H2O.
Khối lượng H2O được tạo ra = Số mol H2O x Khối lượng mol H2O = 0.2499 mol x 18.02 g/mol ≈ 4.50 g H2O.
Đáp án: Khối lượng H2O được tạo ra khi phản ứng hoàn toàn với 25 g CaCO3 là khoảng 4.50 gram.
Bài tập 9: Tính số mol CaCO3 cần để tạo ra 5 lit CO2 (ở điều kiện tiêu chuẩn - STP).
Ở điều kiện tiêu chuẩn (STP), một mol khí chiếm thể tích 22.4 lit. Sử dụng quy tắc lượng mol và
phản ứng cân bằng, biết rằng mỗi mol CaCO3 tạo ra một mol CO2.
Số mol CO2 cần = Thể tích CO2 / Thể tích molar ở STP = 5 lit / 22.4 lit/mol ≈ 0.2232 mol CO2.
Khối lượng mol của CaCO3 là 100.09 g/mol.
Số mol CaCO3 cần = Số mol CO2 cần = 0.2232 mol.
Đáp án: Số mol CaCO3 cần để tạo ra 5 lit CO2 ở STP là khoảng 0.2232 mol.
Bài tập 10: Tính khối lượng CaCl2 cần để tạo ra 2 mol CO2.
Sử dụng phản ứng cân bằng và quy tắc lượng mol, biết rằng mỗi mol CO2 tạo ra một mol CaCl2.
Khối lượng mol của CaCl2 là 110.98 g/mol. Số mol CO2 cần = 2 mol.
Khối lượng CaCl2 cần = Số mol CO2 cần x Khối lượng mol CaCl2 = 2 mol x 110.98 g/mol = 221.96 g CaCl2.
Đáp án: Khối lượng CaCl2 cần để tạo ra 2 mol CO2 là 221.96 gram.
Bài tập 11: Tính lượng CaCO3 cần để tạo ra 200 ml CO2 ở điều kiện tiêu chuẩn (STP).
Ở STP, một mol khí chiếm thể tích 22.4 lit. Sử dụng phản ứng cân bằng và quy tắc lượng mol,
biết rằng mỗi mol CaCO3 tạo ra một mol CO2.
Số mol CO2 cần = Thể tích CO2 / Thể tích molar ở STP = 0.2 lit / 22.4 lit/mol ≈ 0.00893 mol CO2.
Khối lượng mol của CaCO3 là 100.09 g/mol.
Số mol CaCO3 cần = Số mol CO2 cần = 0.00893 mol.
Khối lượng CaCO3 cần = Số mol CaCO3 cần x Khối lượng mol CaCO3 = 0.00893 mol x 100.09 g/mol ≈ 0.89 g CaCO3.
Đáp án: Lượng CaCO3 cần để tạo ra 200 ml CO2 ở STP là khoảng 0.89 gram.
Bài tập 12: Tính lượng nước (H2O) tạo ra khi phản ứng hoàn toàn 10 mol CaCO3.
Theo phản ứng, mỗi mol CaCO3 tạo ra một mol H2O. Khối lượng mol của H2O là 18.02 g/mol.
Số mol H2O tạo ra = 10 mol (do 10 mol CaCO3).
Khối lượng H2O tạo ra = Số mol H2O x Khối lượng mol H2O = 10 mol x 18.02 g/mol = 180.2 g H2O.
Đáp án: Lượng nước tạo ra khi phản ứng hoàn toàn với 10 mol CaCO3 là 180.2 gram.