Kim loại tan dần, khí mới thoát ra
Thí nghiệm do giáo viên hướng dẫn dùng các ống nghiệm chứa riêng Fe và Zn, dung dịch HCl loãng và dụng cụ nhỏ giọt. Cần kính bảo hộ, dụng cụ sạch; không để acid bắn lên người, không đốt khí để thử.
Khi thêm HCl vào từng mẫu kim loại, xuất hiện bọt khí và phần kim loại phản ứng tan dần. Khí tạo thành là hydrogen; dung dịch chứa muối tương ứng:
$$\mathrm{Fe+2HCl\longrightarrow FeCl_2+H_2}.$$
$$\mathrm{Zn+2HCl\longrightarrow ZnCl_2+H_2}.$$
Muối trong các ví dụ gồm kim loại và gốc chloride của acid. Dấu hiệu khí phải được hiểu theo phản ứng đã cho, không chỉ thấy bọt rồi kết luận mọi trường hợp đều sinh hydrogen.
Cân bằng khi thay bằng magnesium
Magnesium tác dụng với HCl loãng tạo magnesium chloride và hydrogen. Viết các công thức đúng: Mg, HCl, $\mathrm{MgCl_2}$, $\mathrm{H_2}$.
Muối có 2 Cl nên cần 2 HCl; hai H trong lượng acid đó tạo một phân tử hydrogen:
$$\mathrm{Mg+2HCl\longrightarrow MgCl_2+H_2}.$$
Một số kim loại như Mg, Fe, Zn cũng tác dụng với sulfuric acid **loãng** tạo muối và hydrogen. Không khái quát “mọi kim loại + mọi acid đều tạo hydrogen”; nitric acid và sulfuric acid đặc không được áp dụng theo quy tắc này.
Bài luyện
Theo thí nghiệm Zn tác dụng với HCl loãng đã nêu, các sản phẩm là gì?
Phản ứng được nêu không tạo oxide của zinc.
Đúng: muối chloride và hydrogen.
Khí tạo thành là hydrogen, không phải oxygen.
Quan sát và phương trình đều có khí hydrogen.
Lời giải
$\mathrm{Zn+2HCl\longrightarrow ZnCl_2+H_2}$. Zinc thay hydrogen của acid để tạo muối zinc chloride, đồng thời giải phóng hydrogen. Đáp án B.
Bài luyện
Phương trình nào đúng cho Fe phản ứng với HCl loãng trong bài?
Số H và Cl chưa được cân bằng.
Bên trái thiếu HCl để tạo hai đơn vị muối.
Đúng: mỗi vế có 1 Fe, 2 H và 2 Cl.
Trong phản ứng này muối là iron(II) chloride; phương trình cũng chưa cân bằng Cl.
Lời giải
Fe tạo $\mathrm{FeCl_2}$ với HCl loãng trong ví dụ. Cần 2 HCl để đủ 2 Cl và tạo một $\mathrm{H_2}$: $\mathrm{Fe+2HCl\longrightarrow FeCl_2+H_2}$. Đáp án C.
Bài luyện
Theo $\mathrm{Mg+2HCl\longrightarrow MgCl_2+H_2}$, 0,02 mol Mg phản ứng hết với HCl dư tạo bao nhiêu mol hydrogen?
Đúng: tỉ lệ Mg : hydrogen là 1 : 1.
Hệ số 2 là của HCl, không phải hydrogen.
Không chia đôi vì hai chất được hỏi cùng hệ số 1.
2 là hệ số HCl, không phải lượng khí thực tế.
Lời giải
Tỉ lệ số mol Mg và $\mathrm{H_2}$ là 1 : 1. Toàn bộ 0,02 mol Mg đã phản ứng, nên tạo 0,02 mol hydrogen; HCl dư đảm bảo đủ acid. Đáp án A.
Bài luyện
Nhận xét nào đúng về quy tắc tạo muối và hydrogen khi acid tác dụng với kim loại?
Cần xét loại kim loại, acid và điều kiện.
Bọt khí hydrogen là hiện tượng của các ví dụ đã học.
Không áp dụng quy tắc này cho sulfuric acid đặc.
Đúng: giữ đúng phạm vi phản ứng đã được giới thiệu.
Lời giải
Các ví dụ Mg, Fe, Zn với HCl hoặc sulfuric acid loãng tạo muối và hydrogen. Không suy ra mọi acid và mọi kim loại đều phản ứng như vậy; nitric acid và sulfuric acid đặc không được tính theo quy tắc này. Đáp án D.