Buzz
1. Phương trình phản ứng giữa Mg và HCl
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑
* Điều kiện để phản ứng giữa Mg và HCl xảy ra:
Phản ứng giữa magiê (Mg) và axit clohidric (HCl) xảy ra ở nhiệt độ phòng, khoảng 25 độ C.
Hiện tượng xảy ra khi phản ứng
Khi magiê (Mg) phản ứng với axit clohidric (HCl) ở nhiệt độ phòng, đây là một phản ứng oxi-hoá khử. Trong phản ứng này, magiê (Mg) đóng vai trò là chất khử, còn axit clohidric (HCl) được oxi hoá.
Phản ứng được thực hiện như sau:
Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2
Trong phản ứng này, khi magiê (Mg) phản ứng với axit clohidric (HCl), tạo ra muối magiê clorua (MgCl2) và khí hidro (H2). Khí hidro xuất hiện dưới dạng bọt và thoát ra khỏi dung dịch.
Do đó, hiện tượng nổi bật trong phản ứng giữa Mg và HCl ở nhiệt độ phòng là sự giải phóng khí hidro.
2. Tính chất của các chất tham gia phản ứng
2.1 Tính chất của Mg
Magiê (Mg) là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn với số nguyên tử 12 và ký hiệu Mg. Nó nằm trong nhóm 2 (nhóm kiềm thổ) và chu kỳ 3 của bảng tuần hoàn.
Magiê là một kim loại kiềm thổ nhẹ, có màu trắng bạc và đặc tính khử mạnh. Điều này có nghĩa là nó dễ dàng nhường electron để tạo thành ion Mg2+ trong các phản ứng hóa học. Ion Mg2+ mang điện tích dương kép và có khả năng phản ứng với các ion âm như ion clorua (Cl-) trong axit clohidric (HCl) để hình thành muối magie như clorua magie (MgCl2).
Khi magiê phản ứng với axit, nó sinh ra khí hidro (H2) do khả năng khử hidro của magiê. Chẳng hạn, khi magiê tương tác với axit sulfuric (H2SO4), phản ứng tạo ra khí hidro và muối sulfat magie (MgSO4):
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
Magiê còn có thể phản ứng với các axit khác như axit nitric (HNO3), axit clohidric (HCl) và axit axetic (CH3COOH). Trong các phản ứng này, magiê nhường electron để tạo thành ion Mg2+, trong khi các axit tạo ra ion âm tương ứng. Các ion magie và ion âm sau đó kết hợp để tạo thành muối magie.
Tuy nhiên, magiê không phản ứng với tất cả các axit. Ví dụ, magie không phản ứng với axit sulfuric loãng (H2SO4) hoặc axit nitric loãng (HNO3) vì lớp oxit magiê (MgO) bề mặt tạo ra ngăn cản phản ứng. Nhưng nếu dùng axit mạnh hoặc axit đậm đặc như axit sulfuric đậm đặc (H2SO4) hoặc axit nitric đậm đặc (HNO3), magiê vẫn có thể phản ứng.
Tóm lại, magie là một chất khử mạnh mẽ và có khả năng phản ứng với các axit để hình thành muối magie.
2.2 Tính chất của HCl
Axit clohidric (HCl) là một axit mạnh, chủ yếu gồm hidro (H) và clo (Cl). Khi HCl phản ứng với kim loại có vị trí đứng trước hidro trong dãy hoạt động hóa học (ngoại trừ các chất bền như chì), nó tạo ra muối và khí hidro.
Trong phản ứng này, axit clohidric cung cấp 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, vì vậy nó nhường điện tử cho hidro trong axit. Quá trình này tạo ra ion kim loại dương và khí hidro.
Ví dụ, khi axit clohidric phản ứng với kẽm (Zn), phản ứng tạo ra muối clorua kẽm (ZnCl2) và khí hidro (H2):
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Tương tự, axit clohidric có thể phản ứng 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, không phải tất cả các kim loại trong dãy hoạt động hóa học đều phản ứng với axit clohidric. Kẽm, sắt, nhôm và các kim loại đứng trước hidro trong dãy hoạt động hóa học có tính khử mạnh hơn hidro, vì vậy chúng phản ứng với axit clohidric. Ngược lại, các kim loại như đồng (Cu), bạc (Ag), và vàng (Au) không phản ứng với axit clohidric.
Tóm lại, axit clohidric phản ứng với kim loại đứng trước hidro trong dãy hoạt động hóa học để tạo ra muối và khí hidro qua quá trình nhường điện tử từ kim loại cho hidro trong axit.
3. Bài tập ứng dụng
Câu 1: Magie phản ứng với axit clohidric theo phương trình: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑. Nếu 12g magie tham gia phản ứng, thể tích khí hidro thu được ở điều kiện tiêu chuẩn là
A. 22,4 lít
B. 11,2 lít
C. 22,4 lít
D. 11,2 lít
Lời giải:
Để xác định thể tích khí hidro thu được từ phản ứng giữa 12g magie và axit clohidric, ta cần áp dụng quy tắc tỉ lệ mol và sử dụng thể tích mol của khí hidro ở điều kiện tiêu chuẩn (ĐKTC).
Bước 1: Tính số mol của magie
Sử dụng khối lượng mol của magie (24,31 g/mol):
Số mol magie = khối lượng magie / khối lượng mol magie = 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 magie sinh ra 1 mol khí H2.
Do đó, số mol H2 cũng là 0,493 mol.
Bước 3: Tính thể tích khí hidro
Sử dụng thể tích molar của khí hidro ở ĐKTC (22,4 l/mol), ta có:
Thể tích khí hidro = 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 hidro thu được ở điều kiện tiêu chuẩn từ phản ứng giữa 12g magie và axit clohidric. Đáp án gần đúng nhất là D: 11,2 lít.
Câu 2: Kim loại nào phản ứng với dung dịch HCl và khí Cl2 đều tạo ra cùng một loại muối?
A. Fe
B. Zn
C. Cu
D. Ag
Lời đáp:
Để tìm kim loại phản ứng với dung dịch HCl và khí Cl2 để tạo ra cùng một loại muối, ta cần xem xét phản ứng hóa học giữa kim loại và HCl cũng như Cl2.
Trong tình huống này, chỉ có kim loại kẽm (Zn) phản ứng với cả dung dịch HCl và khí Cl2 để tạo ra cùng một loại muối, đó là clorua kẽm (ZnCl2).
Phản ứng với dung dịch HCl:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Phản ứng với khí Cl2:
Zn + Cl2 → ZnCl2
Do đó, 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
Giải thích:
