Cân bằng phương trình hoá học Ca + Cl2 → CaCl2

1. Cân bằng phương trình hóa học Ca + Cl2 -> CaCl2

- Phản ứng giữa canxi (Ca) và clo (Cl2) để tạo ra clorua canxi (CaCl2) là một phản ứng hóa học quan trọng. 

- Miêu tả quá trình:

+ Bước 1 (Chuẩn bị): Bắt đầu với canxi (Ca) và phân tử clo (Cl2).

+ Bước 2 (Phản ứng hóa học): Canxi phản ứng với clo để tạo thành clorua canxi. Trong quá trình này, mỗi nguyên tử canxi tương tác với một phân tử clo để tạo thành hợp chất mới.

+ Bước 3 (Phản ứng hình thành): Phản ứng tạo ra clorua canxi (CaCl2), một chất rắn trắng.

- Phương trình phản ứng chi tiết: Ca + Cl2 → CaCl2 ​

Một nguyên tử canxi (Ca) từ bên trái của phản ứng tương tác với một phân tử clo (Cl2) từ bên phải. Trong quá trình này, canxi chuyển giao hai electron cho clo để tạo ra (Ca 2+), và clo chấp nhận hai electron để tạo thành (2Cl −). Các ion này kết hợp đểtạo thành clorua canxi (Ca2+ + 2Cl − → CaCl2 ), một hợp chất ionico có dạng tinh thể trắng. Phản ứng trên là một ví dụ của phản ứng oxi-hóa khử, trong đó canxi trở thành ion canxi dương (Ca2+) và clo trở thành ion clo âm (2Cl −). Phản ứng này là quan trọng trong việc sản xuất clorua canxi, một chất được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng công nghiệp và hóa học.

- Mô tả hiện tượng:

+ Trạng thái ban đầu: Canxi (Ca) là một kim loại mềm, màu bạch kim. Clo (Cl2) là một khí màu vàng-đỏ, có mùi khá đặc trưng. Thực Hiện Phản ứng: Khi canxi tương tác với clo, phản ứng xảy ra. Mô tả quá trình này có thể bao gồm sự tương tác giữa nguyên tử canxi và phân tử clo. Hiện Tượng Hình thành Clorua Canxi (CaCl2): Trong quá trình phản ứng, canxi oxi-hóa bằng cách chuyển giao electron cho clo. Canxi trở thành ion canxi dương (Ca 2+) và clo trở thành ion clo âm (2Cl −). Các ion này kết hợp để tạo ra clorua canxi (Ca 2+ +2Cl − → CaCl2), một chất rắn trắng.

+ Kết thúc: Kết quả là một chất rắn trắng, tức là clorua canxi (CaCl2). Clorua canxi này có thể tồn tại dưới dạng tinh thể hoặc bột tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phản ứng.

+ Tổng kết: Phản ứng giữa canxi và clo tạo ra clorua canxi, và hiện tượng chính là chuyển đổi từ trạng thái ban đầu của kim loại canxi và khí clo thành chất rắn clorua canxi, thường được quan sát dưới dạng một chất rắn trắng.

2. Ứng dụng của phản ứng Ca + Cl2 -> CaCl2

Phản ứng giữa canxi (Ca) và clo (Cl2) để tạo ra clorua canxi (CaCl2) có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của phản ứng này:

+ Sản xuất clorua canxi (CaCl2): Phản ứng chính tạo ra clorua canxi, một hợp chất có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và hóa học.

+ Chất tạo ẩm: CaCl2 được sử dụng làm chất tạo ẩm trong các sản phẩm hút ẩm và trong các túi chống ẩm để bảo quản thực phẩm, y học, và sản phẩm dễ bị ẩm.

+ Đường lốp ô tô: Clorua canxi được sử dụng trong sản xuất đường lốp ô tô để làm khô và ổn định cao su.

+ Nước xúc tác: CaCl2 thường được sử dụng trong quá trình xúc tác hóa học, đặc biệt là trong các phản ứng với nước.

+ Tạo nhiệt độ thấp: Clorua canxi được sử dụng trong hệ thống làm lạnh và tạo nhiệt độ thấp, đặc biệt là trong các ứng dụng y khoa và trong việc bảo quản mẫu y học.

+ Chất tạo nước muối: CaCl2 được sử dụng như chất tạo muối trong quá trình đóng tuyết đường và bảo dưỡng đường phố trong điều kiện thời tiết lạnh.

+ Quá trình khử nước: Clorua canxi có thể được sử dụng để loại bỏ nước từ các dung dịch, chẳng hạn như trong quá trình tách nước từ dung dịch khí metan.

+ Chất chống tuyết: CaCl2 được sử dụng làm chất chống tuyết trên đường cao tốc và các bề mặt khác để giảm độ trơn trượt và tăng độ an toàn.

Những ứng dụng trên chỉ là một số ví dụ, và clorua canxi còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau do tính chất đa dạng và hữu ích của nó.

3. Một số bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. Cho phản ứng: Ca +Cl2 → CaCl2. Kết luận nào sau đây đúng?

A. Mỗi nguyên tử Ca nhận 2e.

B. Mỗi nguyên tử Cl nhận 2e.

C. Mỗi phân tử Cl2 nhường 2e.

D. Mỗi nguyên tử Ca nhường 2e.

Hướng dẫn giải:

Ca → Ca2+ + 2e

Cl2 + 2e → 2Cl-

Vậy mỗi nguyên tử Ca nhường 2e và mỗi phân tử Cl2 nhận 2e.

Đáp án cần chọn là: D

Câu 2. Muối nào có thể điều chế bằng phản ứng của dung dịch muối cacbonat với dung dịch axit clohidric?

A. KNO3

B. ZnSO4

C. CaCO3

D. CaCl2

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

Muối có thể điều chế bằng phản ứng của dung dịch muối cacbonat với dung dịch axit clohidric là CaCl2.

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O

Câu 3. Cho các dung dịch sau: CaCl2, FeCl2, HCl, H2SO4, Ba(OH)2, Na2SO4, CuCl2, Pb(NO3)2, HNO3, NaNO3, Fe(NO3)2, KOH. Lần lượt tiến hành điện phân các dung dịch trên.

a. Số chất chỉ có nước điện phân là: 

A. 6 B. 7 C. 8 D. 9

b. Số chất sau khi điện phân xong có môi trường axit: 

A. 2 B. 4 C. 3 D. 5

c. Số chất điện phân xong có môi trường bazo là: 

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

Hướng dẫn giải:

a. Số chất chỉ có nước điện phân là: H2SO4, Ba(OH)2, Na2SO4, HNO3, NaNO3, KOH

-> Có 6 chất

Đáp án đúng là A

b. Số chất sau khi điện phân xong có môi trường axit là: H2SO4, Pb(NO3)2, HNO3, Fe(NO3)3

-> Có 4 chất 

Đáp án đúng là B

c.  Số chất điện phân xong có môi trường bazo là: CaCl2, Ba(OH)2, KOH

-> Có 3 chất

Đáp án đúng là C

Câu 4. Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:

1) Cl2--->Ca (ClO)2--->CaCl2--->Cl2--->O2

2) CaCl2---> NaCl--->HCl--->Cl2--->CaOCl2--->CaCO3--->CaCl2--->NaCl--->NaClO

Hướng dẫn giải:

1) 2Cl2 + 2Ca(OH)2 -> CaCl2 + Ca(OCl)2 + 2H2O

3Ca(ClO)2 -> 2CaCl2 + Ca(ClO3)2

CaCl2 -> Ca + Cl2

Cl2 + 2O3 -> 2ClO + O2

KClO4 -> KCl + 2O2

2) Na2CO3 + CaCl2 → CaCO3 + 2NaCl

H2SO4 + 2NaCl → 2HCl + Na2SO4

2HCl → Cl2 + H2

Ca(OH)2 + Cl2 → CaOCl2 + H2O

2CaOCl2 + H2O + CO2 → CaCO3 + CaCl2 + 2HClO

CaCO3 + 2HCl → H2O + CO2 + CaCl2

Na2CO3 + CaCl2 → CaCO3 + 2NaCl

H2O + NaCl → H2 + NaClO

Câu 5: Điện phân có màng ngăn điện cực trơ 2 lít dung dịch chứa 0,2 mol CuCl2 và 0,4 mol CaCl2 cho đến khi được dung dịch có pH =13 thì dừng điện phân. Xem thể tích dung dịch không đổi. Hãy cho biết thể tích khí lần lượt thu được ở hai điện cực catot, anot (đktc) là

A. 4,48 lít và 44,8 lít

B. 2,24 lít và 4,48 lít

C. 2,24 lít và 6,72 lít

D. 6,72 lít và 2,24 lít

Hướng dẫn giải:

Catot 

Cu2+ + 2e -> Cu 

n Cu2+ = 0,2 -> n e = 0,4

H2O + 2e -> 2HO- + H2

0,2 <- 0,2 <- 0,1

Tổng số mol e ở catot = 0,4 + 0,2 = 0,6 mol

Anot

2Cl- -> Cl2 + 2e

Số mol e ở anot = Số mol e ở catot = 0,6 

n Cl2 =  . n e = 0,3 mol

-> Vcatot = 22,4.0,3 = 6,72 lít; Vanot = 22,4.0,1 = 2,24 lít

Câu 6. Điện phân dung dịch NaCl, dùng điện cực trơ, có vách ngăn, thu được 200 ml dung dịch có pH = 13. Nếu tiếp tục điện phân 200 ml dung dịch này cho đến hết khí clo thoát ra ở anot thì cần thời gian 386 giây, cường độ dòng điện 2A. Hiệu suất điện phân 100%. ượng muối ăn có trong dung dịch lúc đầu là bao nhiêu gam?

A. 2,808 gam B. 1,638 gam C. 1,17 gam D. 1,404 gam

Hướng dẫn giải:

Catot

Tại pH = 13: H2O + 2e -> 2HO- + H2

0,02 <- 0,02

Anot

2Cl- -> Cl2 + 2e

0,02 <- 0,02

Điện phân hết 200 mL dung dịch pH = 13: ne trao đổi =  = 0,008 mol = nCl- .

nNaCl = 0,02 + 0,008 = 0,028 mol -> mNaCl bđ = 1,638 gam

Câu 7. Điện phân 100ml dung dịch chứa CaCl2 với điện cực trơ ,có màng ngăn, cường độ dòng điện I = 1.93A. Tính thời gian điện phân để được dung dịch pH = 12, thể tích dung dịch được xem như không thay đổi, hiệu suất điện phân là 100%.

A. 50s B. 100s C. 150s D . 200s

Hướng dẫn giải:

Vì dung dịch có pH = 12 -> Môi trường kiềm .

pH = 12 -> [H+ ] = 10^-12 -> [OH- ] = 0,01 M -> n OH- = 0,001 mol

CaCl2 -> Ca2+ + 2Cl-

Catot (-)

Ca2+ không bị điện phân

2H2O + 2e -> H2 + 2OH-

0,01 <- 0,01

Anot (+)

Cl--> Cl2 + 2e 

ne trao đổi = 0,001 mol =  -> t = 50s

=> Bạn đọc có thể tham khảo thêm bài viết Cân bằng phản ứng sau CaCO3 + HCl → CaCl2 + CO2 + H2O