NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O

1. Phương trình phản ứng của H2SO4 với Na2SO4:

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O

Một trong những phản ứng phổ biến trong hóa học là phản ứng trung hòa axit và bazơ. Một ví dụ điển hình về điều này là phản ứng giữa natri hydroxit (NaOH) và axit sunfuric (H2SO4). Trong phản ứng này, các ion hydroxit (OH-) từ bazơ phản ứng với các ion hydro (H+) từ axit để tạo thành nước (H2O). Các ion còn lại, natri (Na+) và sunfat (SO4 2-), tạo thành muối gọi là natri sunfat (Na2SO4).

Phương trình này cho thấy rằng một mol natri hydroxit phản ứng với một mol axit sunfuric để tạo ra một mol natri sunfat và một mol nước. Phản ứng tỏa nhiệt, có nghĩa là nó tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh. Phản ứng cũng có thể được phân loại là phản ứng chuyển vị kép, trong đó các cation và anion của hai hợp chất trao đổi vị trí để tạo thành hợp chất mới.

2. Phân tích phương trình phản ứng của H2SO4 với Na2SO4:

2.1. Điều kiện để H2SO4 phản ứng với Na2SO4:

Phản ứng NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O là phản ứng trung hòa giữa bazơ và axit tạo ra muối và nước. Điều kiện để xảy ra phản ứng này là phải có đủ NaOH và H2SO4 để phản ứng xảy ra hoàn toàn, nhiệt độ phải cao hơn nhiệt độ phòng, dung dịch phải được khuấy đều để tăng tốc độ phản ứng.

2.2. Hiện tượng nhận biết khi xảy ra phản ứng của H2SO4 với Na2SO4 là:

Cách nhận biết phản ứng NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O là phản ứng trung hòa giữa bazơ mạnh và axit mạnh.

Sau khi phản ứng kết thúc ta thu được dung dịch đồng nhất không màu, không mùi, không còn tính axit hay bazơ. Để kiểm tra độ trung tính của dung dịch ta có thể dùng giấy quỳ tím hoặc các chất chỉ thị khác. Nếu dung dịch không làm đổi màu giấy quỳ hoặc chất chỉ thị thì dung dịch đó trung tính.

Ngoài ra, chúng ta cũng có thể đo nồng độ ion H+ hoặc OH- của dung dịch bằng máy đo pH. Nếu độ pH của dung dịch là 7, dung dịch trung tính.

Hiện tượng nhận biết phản ứng này là:

Khi cho dung dịch NaOH vào dung dịch H2SO4 ta thấy dung dịch có bọt khí và tỏa nhiệt.

Khi đo pH của dung dịch sau phản ứng ta thấy pH bằng 7 chứng tỏ dung dịch trung tính.

Khi cho dung dịch BaCl2 vào dung dịch sau phản ứng thấy xuất hiện kết tủa trắng BaSO4 chứng tỏ có tạo muối natri sunfat.

2.3. Thực hiện phản ứng NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O:

Để thực hiện phản ứng NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O các bạn cần chuẩn bị các dụng cụ và hóa chất sau:

đầu tiên, ống nghiệm, bình cầu, bình định mức, ống dẫn khí, bình đựng nước vôi trong, giá đỡ, bếp điện, nhiệt kế.

Thứ hai, Dung dịch NaOH 1M, dung dịch H2SO4 1M, nước cất.

Các bước thực hiện như sau:

đầu tiên, Đong 10 mL dung dịch NaOH 1M cho vào ống nghiệm, cho vào bình tam giác chứa đầy nước và đun nóng đến 80°C.

Thứ hai, Đong 10 mL dung dịch H2SO4 1M cho vào bình định mức, thêm 100 mL nước cất và lắc đều.

Thứ ba, Nối ống dẫn khí từ ống nghiệm đựng NaOH với ống đựng nước vôi trong.

Thứ Tư, Nhỏ từ từ dung dịch H2SO4 loãng vào ống nghiệm đựng NaOH đồng thời quan sát nhiệt kế và màu của nước vôi trong.

Thứ năm, Ghi nhận xét và kết luận.

Phản ứng diễn ra như sau:

NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + nhiệt

Nước vôi trong sẽ có màu trắng sữa vì có khí CO2 thoát ra từ phản ứng giữa H2O và Ca(OH)2.

Nhiệt kế sẽ chỉ ra rằng nhiệt độ của hỗn hợp tăng lên do phản ứng thu nhiệt.

Kết luận: Phản ứng giữa NaOH và H2SO4 thu nhiệt, tạo ra muối Na2SO4 và nước. Phản ứng này cũng tạo ra CO2 khi hỗn hợp tiếp xúc với nước vôi trong.

2.4. Phương trình ion của phương trình hóa học NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O:

Phương trình ion của phương trình hóa học NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O là cách biểu diễn quá trình phản ứng bằng cách chỉ ghi những ion tham gia phản ứng và bỏ qua những ion không tham gia (phổ ion). Để viết phương trình ion ta cần biết công thức ion của các chất trong phương trình hóa học và cân bằng số mol của các ion. Phương trình ion của phương trình hóa học NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O có thể viết như sau:

NaOH → Na+ + OH-

H2SO4 → 2H+ + SO42-

Na+ + OH- + 2H+ + SO42- → Na+ + SO42- + H2O

Bỏ qua các ion không tham gia phản ứng, ta được phương trình ion rút gọn:

OH- + H+ → H2O

2.5. Cách cân bằng phương trình hóa học NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O:

Cân bằng phương trình hóa học là quá trình tìm số mol chất phản ứng và sản phẩm trong phản ứng hóa học sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở vế trái và vế phải của phương trình bằng nhau. Để cân bằng phương trình hóa học NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O, chúng ta có thể làm theo các bước sau:

Bước 1: Viết công thức phân tử của các chất phản ứng và sản phẩm, cách nhau bởi dấu cộng (+) và dấu mũi tên (→). Chúng tôi nhận được:

NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O

Bước 2: Đếm số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố ở bên trái và bên phải của phương trình. Chúng tôi nhận được:

Phía bên trái: Na: 1, O: 2, H: 3, S: 1

Đúng: Na: 2, O: 5, H: 2, S: 1

Bước 3: Chọn một nguyên tố có số nguyên tử khác nhau ở bên trái và bên phải để điều chỉnh hệ số. Ta chọn nguyên tố Na. Để có số nguyên tử Na bằng nhau ở hai vế trái và phải, hãy nhân hệ số với 2 đối với NaOH. Chúng tôi nhận được:

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O

Bước 4: Kiểm tra kỹ số nguyên tử của từng nguyên tố ở bên trái và bên phải sau khi điều chỉnh các hệ số. Chúng tôi nhận được:

Còn lại: Na: 2, O: 3, H: 4, S: 1

Đúng: Na: 2, O: 5, H: 2, S: 1

Bước 5: Lặp lại các bước 3 và 4 cho đến khi số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố ở bên trái và bên phải bằng nhau. Ta chọn nguyên tố tiếp theo là O. Để có số nguyên tử O ở vế trái và vế phải bằng nhau ta nhân hệ số 2 với H2O. Chúng tôi nhận được:

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O

Bước 6: Kiểm tra kỹ số nguyên tử của từng nguyên tố ở bên trái và bên phải sau khi điều chỉnh các hệ số. Chúng tôi nhận được:

Còn lại: Na: 2, O: 5, H: 6, S: 1

Đúng: Na: 2, O: 5, H: 6, S: 1

Bước 7: Viết kết quả cuối cùng dưới dạng phương trình đã cân bằng. Chúng tôi nhận được:

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O

2.6. Ứng dụng của phản ứng NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O:

Phản ứng này có nhiều ứng dụng công nghiệp và thực tế, ví dụ:

Sản xuất muối natri sunfat (Na2SO4)một chất làm mềm nước và được sử dụng làm nguyên liệu cho xà phòng, thuốc nhuộm và chất nổ.

Sản xuất dung dịch kiềm (NaOH)một chất có tác dụng tẩy rửa, khử trùng, làm sạch và điều chế các hợp chất hữu cơ.

Sản xuất dung dịch axit sunfuric (H2SO4)một chất đóng vai trò là chất xúc tác, chất khử và chất điện ly trong các quá trình hóa học.

Sản xuất nước (H2O)một chất đóng vai trò dung môi, chất làm lạnh và tham gia các phản ứng sinh học.

Phản ứng NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O cũng có thể dùng để xác định nồng độ của dung dịch NaOH hoặc H2SO4 bằng phương pháp chuẩn độ. Bằng cách đo thể tích dung dịch đã tiêu thụ và biết nồng độ của dung dịch chuẩn, nồng độ của dung dịch cần xác định có thể được tính theo công thức:

n(NaOH) = n(H2SO4)

C(NaOH).V(NaOH) = C(H2SO4).V(H2SO4)

Trong đó: C là nồng độ mol/lít, V là thể tích lít, n là số mol.

Vì thế, phản ứng NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O là phản ứng quan trọng và có nhiều ứng dụng trong hóa học và đời sống.

3. Bài tập liên quan:

Câu 1: Dãy chất nào sau đây đều phản ứng được với dung dịch H2SO4 loãng?

A. Cu, NaOH, BaCl2

B. Fe, KOH, NaCl

C. Al, NaOH, Na2CO3

D. Ag, KOH, BaCl2

Câu 2: Kim loại nào sau đây không phản ứng với H2SO4 đặc nguội?

A.Cừ

B. Zn

C. Ag

D. Al

Câu 3: Trung hòa 300 ml dung dịch H2SO41M bằng dung dịch NaOH 20%. Khối lượng dung dịch NaOH cần dùng là:

MỘT.100 gam

B. 130 gam

C. 150 gam

D. 120 gam

Câu 4: Cho hỗn hợp bột gồm Al, Zn, Mg và Cu vào dung dịch HCl dư, sau phản ứng thu được chất rắn T không tan. Vậy T là:

A. Al.

B. Zn.

C.Mg.

D. Cu

Câu 5: Trong các dung dịch HNO3, KCl, K2SO4, Ca(OH)2, NaHSO4, Mg(NO3)2. Dãy các chất đều phản ứng được với dung dịch Ba(HCO3)2 là:

A. HNO3, Ca(OH)2, NaHSO4, Mg(NO3)2.

B. HNO3, Ca(OH)2, NaHSO4, Na2SO4.

C. KCl, K2SO4, Ca(OH)2.

D. HNO3, KCl, K2SO4.

Câu 6: Dãy chất đều phản ứng được với dung dịch Ca(OH)2 là:

A. Ba(NO3)2, Zn(NO3)2, HCl, CO2, K2CO3.

B. Zn(NO3)2, HCl, BaCO3, KHCO3, K2CO3.

C. NaHCO3, Na2CO3, Mg(NO3)2, Ba(NO3)2.

D. NaHCO3, Na2CO3, CO2, Mg(NO3)2, HCl.

4. Hướng dẫn giải:

Câu hỏi 1:

Đáp án: C. Al, NaOH, Na2CO3

Dãy chất phản ứng được với H2SO4 loãng: Al, NaOH, Na2CO3

2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O

Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O

Câu 2:

Đáp án: D. Al

Al là kim loại bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc nguội.

Câu 3:

Đáp án: D. 120 gam

Câu 4:

Đáp án: A. Al

Cu là kim loại đứng sau H trong dãy điện hóa nên không tan trong dung dịch HCl => chất rắn T là Cu

A. 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

B. Zn + 2HCl → ZnCl2 + 3H2

C. Zn + 2HCl → ZnCl2 + 3H2

Câu 5:

Đáp án: B. HNO3, Ca(OH)2, NaHSO4, Na2SO4.

Chất phản ứng: HNO3, K2SO4, Ca(OH)2, NaHSO4

Phương trình phản ứng minh họa

2HNO3 + Ba(HCO3)2 → Ba(NO3)2 + CO2 + H2O

K2SO4 + Ba(HCO3)2 → BaSO4 + 2KHCO3

Ca(OH)2 + Ba(HCO3)2 → CaCO3 + BaCO3 + H2O

2NaHSO4 + Ba(HCO3)2 → Na2SO4 + BaSO4 + CO2 + H2O

Câu 6:

Đáp án: D. NaHCO3, Na2CO3, CO2, Mg(NO3)2, HCl.

Dãy các chất đều phản ứng được với dung dịch Ca(OH)2 là: NaHCO3, Na2CO3, CO2, Mg(NO3)2, HCl.

Minh họa phương trình phản ứng xảy ra

NaHCO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + NaOH + H2O

Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2 NaOH

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O

Mg(NO3)2 + Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + Mg(OH)2

Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O