Mg + HCl → MgCl2 + H2 | Mg ra MgCl2 | Mg ra H2
1. Phương trình phản ứng giữa Mg với HCl Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑
* Điều kiện phản ứng giữa Mg và HCl xảy ra:
Phản ứng giữa magiê (Mg) và axit hydrocloric (HCl) xảy ra ở nhiệt độ thường, tức là ở điều kiện phòng (khoảng 25 độ C).
Hiện tượng phản ứng xảy ra
Phản ứng giữa magiê (Mg) và axit hydrocloric (HCl) ở nhiệt độ thường là một phản ứng oxi-hoá
khử. Trong quá trình này, magiê (Mg) hoạt động như chất khử, trong khi axit hydrocloric (HCl) được oxi hóa.
Phản ứng xảy ra như sau: Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2
Trong phản ứng này, magiê (Mg) tác dụng với axit hydrocloric (HCl), tạo thành muối magiê
clorua (MgCl2) và khí hidro (H2). Khí hidro sẽ sinh ra dưới dạng bong bóng và thoát ra khỏi dung dịch.
Vì vậy, hiện tượng chính trong phản ứng giữa Mg và HCl ở nhiệt độ thường là sinh ra khí hidro.
2. Bản chất của chất tham gia phản ứng
2.1 Bản chất của Mg
Magie (Mg) là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn với số nguyên tử 12 và ký hiệu Mg.
Nó thuộc vào nhóm 2 (nhóm kiềm thổ) và chu kỳ 3 của bảng tuần hoàn.
Magie là một kim loại kiềm thổ nhẹ, có màu trắng bạc và có tính khử mạnh. Điều này có nghĩa là
nó dễ dàng nhường điện tử để tạo thành ion dương Mg2+ trong các phản ứng hóa học. Mg2+ là
ion có điện tích dương kép và có khả năng tương tác với các ion âm như các ion clo (Cl-) trong
axit clohiđric (HCl) để tạo thành muối magie, như clorua magie (MgCl2).
Phản ứng giữa magie và axit tạo ra khí hiđro (H2) vì magie có khả năng khử hidro từ axit. Ví dụ,
khi magie tương tác với axit sulfuric (H2SO4), phản ứng sẽ tạo ra khí hiđro và muối sulfat magie (MgSO4): Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
Magie cũng có khả năng tương tác với các axit khác như axit nitric (HNO3), axit clohiđric (HCl)
và axit axetic (CH3COOH). Trong các phản ứng này, magienhường điện tử để tạo thành ion
magie dương (Mg2+), trong khi các axit tạo thành ion âm tương ứng. Các ion magie và ion âm
của axit sau đó kết hợp với nhau để tạo thành muối magie.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng magie không phản ứng với tất cả các axit. Ví dụ, magie không phản
ứng với axit sulfuric loãng (H2SO4) hoặc axit nitric loãng (HNO3) do một lớp bảo vệ oxit magie
(MgO) bề mặt được tạo ra, ngăn chặn phản ứng tiếp tục. Tuy nhiên, nếu axit mạnh hoặc axit đậm
đặc, như axit sulfuric đậm đặc (H2SO4) hoặc axit nitric đậm đặc (HNO3), được sử dụng, thì
magie vẫn có thể phản ứng.
Tóm lại, magie là một chất khử mạnh và có khả năng tương tác với các axit để tạo thành muối magie.
2.2 Bản chất của HCl
Axit clohidric (HCl) là một axit mạnh có thành phần chính là hidro (H) và clo (Cl). Khi HCl
tương tác với kim loại đứng trước hidro trong dãy hoạt động hóa học (trừ chất bền như plumb),
nó tạo thành muối và khí hidro.
Trong phản ứng này, axit clohidric cho điện tử hidro (H+) và ion clo (Cl-). Kim loại đứng trước
hidro trong dãy hoạt động hóa học có tính khử mạnh hơn hidro, do đó nó có khả năng nhường
điện tử cho hidro trong axit. Quá trình này tạo thành ion kim loại dương và khí hidro.
Ví dụ, khi axit clohidric tác dụng với kẽm (Zn), phản ứng sẽ tạo ra muối cloua kẽm (ZnCl2) và khí hidro (H2): Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Tương tự, axit clohidric cũng có thể tác dụng với các kim loại khác như sắt (Fe), nhôm (Al),
lithium (Li), natri (Na), kali (K), và nhiều kim loại khác để tạo ra muối tương ứng và khí hidro.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng không tất cả các kim loại trong dãy hoạt động hóa học đều phản ứng
với axit clohidric. Kẽm, sắt, nhôm và các kim loại khác nằm trước hidro trong dãy hoạt động hóa
học có tính khử mạnh hơn hidro, nên chúng có khả năng tương tác với axit clohidric. Tuy nhiên,
các kim loại như đồng (Cu), bạc (Ag), và vàng (Au) không phản ứng với axit clohidric.
Tóm lại, axit clohidric tác dụng với kim loại đứng trước hidro trong dãy hoạt động hóa học để
tạo thành muối và khí hidro thông qua quá trình nhường điện tử từ kim loại cho hidro trong axit. 3. Bài tập vận dụng
Câu 1: Magie tác dụng với axit clohiđric: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑. Nếu có 12g Mg
tham gia phản ứng. Thể tích khí hiđro thu được ở đktc là A. 22,4 (lít) B. 11,2 (lít) C. 22,4 (lít) D. 11,2 (lít) Lời giải:
Để tính toán thể tích khí hiđro thu được từ phản ứng giữa 12g Mg và axit clohiđric, ta cần áp
dụng quy tắc tỉ lệ mol và sử dụng thể tích mol ở điều kiện tiêu chuẩn (ĐKTC) của khí hiđro.
Bước 1: Tính số mol của Mg
Sử dụng khối lượng mol của Mg (24,31 g/mol):
Số mol Mg = khối lượng Mg / khối lượng mol Mg = 12 g / 24,31 g/mol = 0,493 mol
Bước 2: Xác định tỉ lệ phản ứng
Theo phương trình phản ứng: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑
Ta thấy rằng 1 mol Mg tạo ra 1 mol H2.
Vì vậy, số mol H2 sẽ cũng bằng 0,493 mol.
Bước 3: Tính thể tích khí hiđro
Sử dụng thể tích molar của khí hiđro ở ĐKTC (22,4 l/mol), ta có:
Thể tích khí hiđro = số mol H2 x thể tích molar = 0,493 mol x 22,4 l/mol = 11,04 lít
Kết quả là 11,04 lít khí hiđro thu được ở ĐKTC từ phản ứng giữa 12g Mg và axit clohiđric. Gần
nhất với kết quả là đáp án D: 11,2 lít.
Câu 2: Kim loại tác dụng với dung dịch HCl và tác dụng với khí Cl2 đều thu được cùng một muối là A. Fe B. Zn C. Cu D. Ag Lời giải:
Để xác định kim loại tác dụng với dung dịch HCl và khí Cl2 để thu được cùng một muối, ta cần
xem xét phản ứng hóa học giữa các kim loại này với HCl và Cl2.
Trong trường hợp này, chỉ có kim loại kẽm (Zn) tác dụng với cả dung dịch HCl và khí Cl2 để tạo
cùng một muối, đó là clorua kẽm (ZnCl2).
Phản ứng với dung dịch HCl: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 Phản ứng với khí Cl2: Zn + Cl2 → ZnCl2
Vì vậy, đáp án chính xác là B: Zn.
Câu 3. Phản ứng nào dưới đây không phải là phản ứng thế? A. CuO + H2 → Cu + H2O B. Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
C. Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O D. Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu Lời giải:
Trong các phản ứng được liệt kê, phản ứng không phải là phản ứng thế là phản ứng C: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O.
Phản ứng thế xảy ra khi một nguyên tử hoặc nhóm chức bị thay thế bởi một nguyên tử hoặc
nhóm chức khác trong một phân tử. Trong các phản ứng A, B và D, các nguyên tử hoặc nhóm
chức bị thay thế bởi các nguyên tử khác. Ví dụ: trong phản ứng A, nguyên tử hydro của nước
(H2O) bị thay thế bởi nguyên tử hydro từ khí hydrogen (H2), tạo thành nước (H2O) và đồng (Cu).
Tuy nhiên, trong phản ứng C, không có sự thay thế nguyên tử hoặc nhóm chức xảy ra. Thay vào
đó, phản ứng C là một phản ứng trung hòa, trong đó canxi hydroxit (Ca(OH)2) tác dụng với khí
carbon dioxide (CO2) để tạo ra canxi cacbonat (CaCO3) và nước (H2O).
Vì vậy, đáp án đúng là C.
Câu 4. Dãy gồm các chất đều tác dụng được với dung dịch HCl loãng là A. KNO3, CaCO3, Fe(OH)3 B. NaHCO3, AgNO3, CuO C. FeS, BaSO4, KOH D. AgNO3, (NH4)2CO3, CuS Lời giải:
Trong dãy các chất được liệt kê, dãy B là dãy gồm các chất đều tác dụng được với dung dịch HCl loãng.
Trong dãy B, các chất NaHCO3, AgNO3 và CuO đều có khả năng tác dụng với dung dịch HCl loãng.
NaHCO3 (natri hidrocacbonat) tác dụng với HCl loãng tạo ra muối natri (NaCl), nước (H2O) và khí CO2 (cacbon dioxide).
AgNO3 (bạc nitrat) tác dụng với HCl loãng tạo ra muối bạc clorua (AgCl), nước (H2O) và khí NO2 (nitro dioxide).
CuO (đồng oxit) tác dụng với HCl loãng tạo ra muối đồng clorua (CuCl2) và nước (H2O).
Vì vậy, đáp án đúng là B.
Câu 5: Phản ứng trong đó HCl thể hiện tính khử là A. HCl + NaOH → NaCl + H2O B. 2HCl + Mg → MgCl2 + H2
C. MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
D. CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O\ Lời giải:
Trong các phản ứng đã cho, phản ứng mà HCl thể hiện tính khử là phản ứng C: MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O.
Trong phản ứng này, MnO2 (mangan dioxit) là chất oxi hóa, trong khi HCl là chất khử. HCl tác
dụng với MnO2 để khử nó thành MnCl2 (clorua mangan (II)) và Cl2 (khí clo), trong khi cung
cấp nước (H2O) trong quá trình này.