Na + HCl → NaCl + H2 | Phương trình hóa học Na ra NaCl

Na + HCl → NaCl + H2 | Phương trình hóa học Na ra NaCl
1. Phương trình hóa học Na ra NaCl
Trong quá trình phản ứng giữa Na (natri) và HCl (axit clohidric), xảy ra tạo thành NaCl (natri
clorua) và H2 (hidro), đây là một phản ứng oxi-hoá khử.
Trong phản ứng này, natri (Na) đóng vai trò là chất khử, do nó tồn tại dưới dạng cation Na+ có
khả năng nhường đi một electron. Ngược lại, axit clohidric (HCl) đóng vai trò là chất oxi hóa, vì
có khả năng nhận electron từ một chất khử. Quá trình truyền electron xảy ra khi natri và axit
clohidric phản ứng với nhau.
Chi tiết hơn, trong phản ứng này, natri (Na) nhường một electron cho ion hidro (H+) trong axit
clohidric, hình thành ion natri (Na+) và phân tử clo (Cl2). Sau đó, cặp electron này kết hợp với
ion hidro (H+) còn lại để tạo thành phân tử hidro (H2). Đồng thời, ion natri (Na+) kết hợp với ion
clo (Cl-) tạo thành muối natri clorua (NaCl).
Công thức chung của phản ứng là:
2Na + 2HCl → 2NaCl + H2
Phản ứng này chỉ xảy ra trong điều kiện đủ nhiệt độ và phần trăm dung dịch axit clohidric phù hợp.
Công thức phản ứng hóa học giữa Na và HCl có dạng: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2
Trong đó, 2 nguyên tử natri (Na) tác dụng với 2 phân tử axit clohidric (HCl), hình thành 2 phân
tử natri clorua (NaCl) và giải phóng 1 phân tử hidro (H2).
Đây là một phản ứng oxi hóa khử, trong đó natri (Na) trải qua quá trình oxi hóa từ trạng thái 0
lên +1, trong khi axit clohidric (HCl) trải qua quá trình khử từ trạng thái +1 của clo (Cl) xuống -1.
2. Cách cân bằng phương trình phản ứng Na + HCl -> NaCl + H2
Để cân bằng phương trình Na+HCl → NaCl + H2, chúng ta cần đảm bảo rằng số nguyên tử của
các nguyên tố ở cả hai bên của phương trình là bằng nhau.
Bước 1: Đếm số nguyên tử của từng nguyên tố ở cả hai bên của phương trình.
Ở bên trái, có 1 nguyên tử natri (Na) và 1 nguyên tử hidro clo (HCl). Ở bên phải, có 1 nguyên tử
natri clorua (NaCl) và 1 nguyên tử hidro (H2).
Bước 2: So sánh số nguyên tử của từng nguyên tố ở cả hai bên.
Chúng ta thấy rằng số nguyên tử natri và số nguyên tử hidro clo ở bên trái không bằng số
nguyên tử natri clorua và số nguyên tử hidro ở bên phải.
Bước 3: Cân bằng phương trình bằng cách thay đổi hệ số phía trước các chất tham gia và chất sản phẩm.
Để cân bằng số nguyên tử natri, chúng ta thêm hệ số 2 phía trước NaCl: Na + HCl → 2NaCl + H2
Sau đó, để cân bằng số nguyên tử hidro clo, chúng ta thêm hệ số 2 phía trước HCl: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2
Cuối cùng, phương trình đã được cân bằng: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2.
3. Quá trình điều chế H2 từ phản ứng giữa Na và HCl thực hiện thế nào?
Quá trình sản xuất H2 từ phản ứng giữa Na và HCl được thực hiện như sau:
- Bước đầu tiên, chuẩn bị một dung dịch axit clohidric (HCl) có nồng độ cần thiết và viên natri (Na).
- Tiếp theo, đưa natri vào dung dịch axit clohidric. Khi natri tiếp xúc với axit clohidric, phản ứng
được mô tả như sau: 2Na(s) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2(g) Trong phản ứng này, natri (Na)
phản ứng với axit clohidric (HCl) tạo ra natri clorua (NaCl) và khí hidro (H2).
- Quá trình này diễn ra do tương tác giữa hạt natri và phân tử axit clohidric, tạo ra một phản
ứng oxi-hoá khử. Natri là chất khử trong khi axit clohidric là chất oxi hóa.
- Khi phản ứng xảy ra, khí hidro (H2) được tạo thành và thoát ra dưới dạng khí, trong khi natri
clorua (NaCl) dễ dàng hòa tan vào dung dịch.
- Tiếp theo, bạn có thể thu nhặt và thu thập khí hidro thoát ra bằng cách sử dụng các thiết bị
phù hợp như ống nghiệm kín hoặc nắp chai chứa nước.
Lưu ý: Phản ứng giữa natri và axit clohidric tạo ra khí hidro là một phản ứng rất phản ứng và
phát nhiệt, do đó cần phải thực hiện cẩn thận và đảm bảo an toàn.
4. Tính chất của các chất tham gia phản ứng
4.1. Tính chất của Na
- Natri, nguyên tố phổ biến thứ 6 trong vỏ Trái Đất, xuất hiện đặc biệt nhiều trong các khoáng
vật như felspat, sodalit, và đá muối. Với tỷ lệ chiếm khoảng 2,6% theo khối lượng của vỏ Trái
Đất, nó đứng ở vị trí thứ tám trong danh sách những nguyên tố phổ biến. Natri cũng là kim loại kiềm phổ biến nhất. - Kí hiệu: Na
- Cấu hình electron: [Ne]3s1
- Số hiệu nguyên tử: 11
- Khối lượng nguyên tử: 23 g/mol
- Vị trí trong bảng tuần hoàn: Ô: 11 Nhóm: IA Chu kỳ: 3 - Đồng vị: 22Na, 23Na. - Độ âm điện: 0,93.
Tính chất vật lí:
- Natri là một kim loại kiềm, có màu trắng bạc, nhẹ, rất mềm và dễ nóng chảy.
- Khối lượng riêng của natri là 0,968 g/cm³; có nhiệt độ nóng chảy là 97,83°C và nhiệt độ sôi ở 886°C. Nhận biết:
Khi đốt cháy các hợp chất của natri, ngọn lửa xuất hiện có màu vàng, điều này là một đặc điểm
nhận biết đặc trưng của nguyên tố này.
Tính chất hóa học:
- Tính khử mạnh mẽ: Natri có khả năng chuyển thành Na+ + 1e trong quá trình oxi-hoá khử.
- Tác dụng với phi kim: Khi natri được đốt trong không khí hoặc oxi, nó tạo ra các oxit (bao gồm
oxit thường, peoxit, và supeoxit) và tạo ngọn lửa có màu vàng đặc trưng.
- Tác dụng với axit: Natri dễ dàng khử ion H+ trong dung dịch axit loãng (như HCl, H2SO4
loãng...) để tạo thành hidro tự do.
- Tác dụng với nước: Natri phản ứng mãnh liệt với nước, tạo ra dung dịch kiềm và giải phóng khí hidro.
- Tác dụng với hidro: Natri tương tác với hidro ở áp suất lớn và nhiệt độ khoảng 350 – 400°C, tạo thành natri hidrua. Ứng dụng:
- Natri là một thành phần quan trọng trong quá trình sản xuất este và các hợp chất hữu cơ.
- Clorua natri (NaCl), hay muối ăn, chứa natri, là một chất quan trọng đối với sự sống. Các ứng dụng khác:
- Trong một số hợp kim để cải thiện cấu trúc của chúng.
- Trong xà phòng, tạo thành hợp chất với axít béo.
- Được sử dụng để làm trơn bề mặt kim loại.
- Được sử dụng để tinh khiết hóa kim loại nóng chảy.
- Trong đèn hơi natri, nó cung cấp ánh sáng từ điện năng một cách hiệu quả.
- Là chất lỏng dẫn nhiệt trong một số loại lò phản ứng nguyên tử.
4.2. Tính chất của HCl
Tính chất hóa học:
Axit clohiđric, hay còn được gọi là axit muriatic (ký hiệu hóa học: HCl), khi ở dạng khí, không
màu, có mùi xốc, nặng hơn không khí và tan nhiều trong nước, tạo thành dung dịch HCl với tính axit mạnh.
Trong trạng thái lỏng, axit HCl là một dung dịch không màu, có khả năng bay hơi, nhưng không
dễ cháy. Nồng độ tối đa của axit HCl đậm đặc là 40%, làm cho dung dịch có màu hơi ngả vàng,
và có khả năng tạo thành sương mù axit trong môi trường không khí ẩm.
Tính chất hóa học của HCl:
Axit HCl thể hiện các đặc tính của một axit mạnh, bao gồm:
- Làm đổi màu quỳ tím: Khi quỳ tím được nhúng vào dung dịch axit, quỳ tím chuyển màu từ xanh sang đỏ.
- Tác dụng với kim loại đứng trước H, tạo thành muối và hidro.
- Tác dụng với oxit kim loại, tạo thành muối clorua và nước.
- Tác dụng với bazơ, tạo thành muối clorua và nước.
- Tác dụng với muối, tạo thành muối mới và axit mới.
- Tác dụng với hợp chất có tính oxi hóa, thể hiện tính khử.
Lưu ý: Axit HCl không tác dụng với kim loại đứng sau H trong dãy điện hoá và không tác dụng
với các phi kim, axit, oxit kim loại, oxit phi kim.
5. Bài tập vận dụng liên quan
Bài 1: Khi hòa tan hoàn toàn a gam Na vào 100 ml dung dịch HCl 1M, ta thu được V lít khí (đktc). Giá trị của V là: A. 1,12 lit B. 11,2 lít C. 5,6 lít D. 2,24 lít
Hướng dẫn giải: Đáp án A
Bài 2: Cho a gam Na tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được 2,24 lít khí (đktc) và m gam muối. Giá trị của m là: A. 0,585 g B. 5,85 g C. 11,7 g D. 1,17 g
Hướng dẫn giải: Đáp án C
Bài 3: Dãy nào sau đây chỉ gồm các kim loại tác dụng với dung dịch HCl: A. Cu; Na, Ag B. Na, K, Fe C. Cu, K, Na D. Na, Ag, Ca
Hướng dẫn giải: Đáp án B Phương trình phản ứng: 2Na + 2HCl -> 2NaCl + H2 2K + 2HCl -> 2KCl + H2 Fe + 2HCl -> FeCl_2 + H2