Hợp chất của sodium và calcium: NaOH, NaHCO3, Na2CO3, CaCO3, CaO, Ca(OH)2 và bài tập có đáp án Hóa 12

Hợp chất của sodium và calcium quan trọng gồm NaOH, NaHCO3, Na2CO3, CaCO3, CaO, Ca(OH)2, CaSO4. Bài viết nêu tính chất, điều chế, ứng dụng, phản ứng nhiệt phân, hiện tượng karst và thạch nhũ, ví dụ tính toán và bài tập có đáp án Hóa 12.

Hợp chất của sodium và calcium là gì?

Hợp chất của sodium và calcium là những hóa chất rất phổ biến trong đời sống và sản xuất: NaOH (xút), $\ce{NaHCO3}$ (baking soda), $\ce{Na2CO3}$ (soda), $\ce{CaCO3}$ (đá vôi), $\ce{CaO}$ (vôi sống), $\ce{Ca(OH)2}$ (vôi tôi) và $\ce{CaSO4}$ (thạch cao).

Hợp chất của sodium

Hợp chất	Tính chất chính	Điều chế / ứng dụng
$\ce{NaOH}$ (xút ăn da)	Base mạnh, hút ẩm, ăn da	Điện phân dung dịch $\ce{NaCl}$ có màng ngăn; sản xuất xà phòng, giấy, nhôm
$\ce{Na2CO3}$ (soda)	Muối của acid yếu, dung dịch có tính base	Phương pháp Solvay; sản xuất thủy tinh, bột giặt
$\ce{NaHCO3}$ (baking soda)	Lưỡng tính; kém bền nhiệt	Bột nở; chữa đau dạ dày do thừa acid; bình chữa cháy

$\ce{2NaHCO3 ->[t] Na2CO3 + CO2 + H2O}$
$\ce{NaHCO3 + HCl -> NaCl + CO2 + H2O}$
$\ce{NaHCO3 + NaOH -> Na2CO3 + H2O}$

Ví dụ 1

Nhiệt phân $16{,}8$ g $\ce{NaHCO3}$ ($M = 84$). Tính khối lượng $\ce{Na2CO3}$ ($M = 106$).

$n = 0{,}2$ mol nên $n_{\ce{Na2CO3}} = 0{,}1$ mol, $m = 10{,}6$ g.

Ví dụ 2

Cho $8{,}4$ g $\ce{NaHCO3}$ tác dụng $\ce{HCl}$ dư. Tính thể tích $\ce{CO2}$ (điều kiện chuẩn).

$n = 0{,}1$ mol nên $V = 2{,}479$ L.

Hợp chất của calcium

Hợp chất	Tính chất / phản ứng	Ứng dụng
$\ce{CaCO3}$	$\ce{CaCO3 ->[t] CaO + CO2}$; $\ce{CaCO3 + CO2 + H2O <=> Ca(HCO3)2}$	Đá vôi, đá hoa, xi măng, phấn
$\ce{CaO}$ (vôi sống)	$\ce{CaO + H2O -> Ca(OH)2}$ (tỏa nhiều nhiệt)	Khử chua đất, xây dựng, sản xuất xi măng
$\ce{Ca(OH)2}$ (vôi tôi)	Base mạnh, ít tan; $\ce{Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 v + H2O}$	Nhận biết $\ce{CO2}$ (nước vôi trong), xử lí nước thải
$\ce{CaSO4.2H2O}$ (thạch cao sống)	Nung thành thạch cao nung $\ce{CaSO4.H2O}$	Bó bột, đúc tượng, sản xuất xi măng

Ví dụ 3

Nung $10$ g $\ce{CaCO3}$ hoàn toàn. Tính khối lượng $\ce{CaO}$.

$n = 0{,}1$ mol nên $m_{\ce{CaO}} = 5{,}6$ g.

Ví dụ 4

Sục $\ce{CO2}$ dư vào nước vôi trong, hiện tượng thế nào?

Ban đầu có kết tủa trắng $\ce{CaCO3}$, sau đó kết tủa tan do tạo $\ce{Ca(HCO3)2}$ tan.

Xem bài: Kim loại nhóm IA

Xem bài: Kim loại nhóm IIA

Hang động và thạch nhũ

Nước mưa có hòa tan $\ce{CO2}$ làm tan đá vôi tạo $\ce{Ca(HCO3)2}$ tạo hang động; khi $\ce{Ca(HCO3)2}$ phân hủy ngược lại $\ce{Ca(HCO3)2 -> CaCO3 + CO2 + H2O}$ tạo thạch nhũ.

Những lỗi thường gặp

Bài tập thực hành

Viết phương trình điều chế NaOH từ dung dịch $\ce{NaCl}$.
Nhiệt phân $8{,}4$ g $\ce{NaHCO3}$. Tính khối lượng chất rắn thu được.
Cho $5{,}6$ g CaO tác dụng nước dư. Tính khối lượng $\ce{Ca(OH)2}$.
Nêu cách phân biệt $\ce{Na2CO3}$ và $\ce{NaHCO3}$ rắn.
Nêu ba ứng dụng của $\ce{CaCO3}$.

Đáp án

$\ce{2NaCl + 2H2O ->[dpdd, mn] 2NaOH + H2 + Cl2}$.
$n = 0{,}1$ mol nên $n_{\ce{Na2CO3}} = 0{,}05$ mol, $m = 5{,}3$ g.
$n = 0{,}1$ mol nên $m = 7{,}4$ g.
Nung nóng: $\ce{NaHCO3}$ phân hủy sinh $\ce{CO2}$ làm đục nước vôi trong, $\ce{Na2CO3}$ không bị phân hủy.
Đá xây dựng, sản xuất xi măng và vôi, làm phấn, khử chua đất.