Phản ứng giữa MgCO3 (Magie cacbonat) và H2SO4 loãng (Axit sunfuric loãng) là một phản ứng hóa học quan trọng và thường gặp trong các bài toán hóa học. Dưới đây là thông tin chi tiết về phản ứng này, bao gồm điều kiện, cách thực hiện, hiện tượng, ví dụ minh họa và ứng dụng.
Phương Trình Phản Ứng: MgCO3 + H2SO4 Loãng
Phương trình hóa học tổng quát cho phản ứng giữa MgCO3 và H2SO4 loãng là:
MgCO3 + H2SO4 → MgSO4 + CO2 ↑ + H2O
Phản ứng này thuộc loại phản ứng trao đổi.
Điều Kiện Phản Ứng:
- Phản ứng xảy ra ở điều kiện thường.
- Sử dụng H2SO4 ở dạng dung dịch loãng.
Cách Thực Hiện Phản Ứng:
- Cho từ từ dung dịch H2SO4 loãng vào ống nghiệm hoặc cốc chứa MgCO3.
Hiện Tượng Nhận Biết Phản Ứng:
- MgCO3 tan dần trong dung dịch.
- Có khí không màu (CO2) thoát ra, tạo bọt khí.
Ứng Dụng và Lưu Ý Quan Trọng
- Nhận biết MgCO3: Phản ứng này được sử dụng để nhận biết sự có mặt của MgCO3, vì khí CO2 thoát ra có thể được dẫn qua nước vôi trong (Ca(OH)2) làm nước vôi trong vẩn đục.
- Điều chế MgSO4: Phản ứng này cũng có thể được sử dụng để điều chế MgSO4 (muối Epsom), một hợp chất có nhiều ứng dụng trong y học và nông nghiệp.
Ví Dụ Minh Họa và Bài Tập
Ví dụ 1:
Khi nhỏ từ từ dung dịch H2SO4 loãng vào ống nghiệm chứa MgCO3, hiện tượng nào sau đây xảy ra?
A. Có khí không màu thoát ra.
B. Có khí màu nâu đỏ thoát ra.
C. Có khí không màu, mùi hắc thoát ra.
D. Thoát ra khí không màu, hóa nâu trong không khí.
Hướng dẫn giải:
Phản ứng: MgCO3 + H2SO4 → MgSO4 + CO2 ↑ + H2O
Khí CO2 là khí không màu.
Đáp án A.
Ví dụ 2:
Cho 4,2 gam MgCO3 phản ứng hoàn toàn với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng. Thể tích khí CO2 thu được ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc) là bao nhiêu?
A. 1,12 lít.
B. 2,24 lít.
C. 3,36 lít.
D. 4,48 lít.
Hướng dẫn giải:
Số mol MgCO3 = 4,2 / 84 = 0,05 mol
Theo phương trình phản ứng, số mol CO2 = số mol MgCO3 = 0,05 mol
Thể tích CO2 (đktc) = 0,05 * 22,4 = 1,12 lít
Đáp án A.
Ví dụ 3:
Hòa tan hoàn toàn 0,84 gam MgCO3 trong dung dịch H2SO4 loãng. Khối lượng muối MgSO4 thu được sau phản ứng là bao nhiêu?
A. 1,17 gam.
B. 1,48 gam.
C. 1,20 gam.
D. 1,84 gam.
Hướng dẫn giải:
Số mol MgCO3 = 0,84 / 84 = 0,01 mol
Theo phương trình phản ứng, số mol MgSO4 = số mol MgCO3 = 0,01 mol
Khối lượng MgSO4 = 0,01 * 120 = 1,20 gam
Đáp án C.
Mở Rộng Kiến Thức
Ngoài H2SO4, MgCO3 cũng phản ứng với các axit khác như HCl, HNO3,… và đều giải phóng khí CO2.
Lưu ý: Khi làm bài tập liên quan đến phản ứng giữa MgCO3 và H2SO4 loãng, cần chú ý đến việc cân bằng phương trình hóa học và tính toán số mol các chất tham gia và sản phẩm để giải quyết bài toán một cách chính xác.
