Ba + H2O → Ba(OH)2 + H2

Phản ứng Ba + H₂O tạo ra Ba(OH)₂ và H₂ bay lên thuộc loại phản ứng oxi hóa khử đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về Ba có lời giải, mời các bạn đón xem:

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂ ↑

1. Phương trình hóa học của phản ứng Ba tác dụng với H₂O

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂

2. Lập phương trình hóa học của phản ứng theo phương pháp thăng bằng electron.

Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa, từ đó xác định chất oxi hóa – khử:

$\stackrel{0}{Ba}+{\stackrel{+1}{H}}_{2}O\to \stackrel{+2}{Ba}{\left(OH\right)}_2+{\stackrel{0}{H}}_2$

Chất khử: Ba; chất oxi hóa: H₂O

Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hóa, quá trình khử

- Quá trình oxi hóa: $\stackrel{0}{Ba}\to \stackrel{+2}{Ba}+2e$

- Quá trình khử: $2\stackrel{+1}{H}+2e\to {\stackrel{0}{H}}_2$

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hóa

$\begin{array}{c}1\times \\ 1\times \end{array}\left(\begin{array}{c}\stackrel{0}{Ba}\to \stackrel{+2}{Ba}+2e\\ 2\stackrel{+1}{H}+2e\to \stackrel{0}{H_2}\end{array}\right)$

Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hóa học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂

3. Điều kiện để Ba tác dụng với H₂O

- Ba tác dụng với H₂O ở nhiệt độ thường.

4. Cách tiến hành thí nghiệm

- Cho một mẩu Ba vào cốc chứa nước.

5. Hiện tượng phản ứng

Chất rắn bari (Ba) tan dần trong nước và có khí thoát ra.

6. Mở rộng về kim loại nhóm IIA (kim loại kiềm thổ)

6.1. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử

- Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn; gồm: Beri (Be); magie (Mg); canxi (Ca); stronti ( Sr); bari (Ba); rađi (Ra) (trong đó rađi là nguyên tố phóng xạ không bền).

- Cấu hình electron của nguyên tử các nguyên tố nhóm IIA:

Be: [He]2s²; Mg: [Ne] 3s²; Ca: [Ar] 4s²; Sr: [Kr] 5s²; Ba: [Xe]6s²

⇒Các kim loại kiềm thổ đều có 2e ở lớp ngoài cùng.

6.2. Tính chất vật lý

- Các kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc, có thể dát mỏng.

- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các kim loại kiềm thổ tuy cao hơn các kim loại kiềm nhưng vẫn tương đối thấp.

- Độ cứng hơi cao hơn các kim loại kiềm nhưng vẫn tương đối mềm.

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng của các kim loại kiềm thổ không biến đổi theo một quy luật nhất định như kim loại kiềm, đó là do các kim loại kiềm thổ có cấu tạo mạng tinh thể không giống nhau.

6.3. Tính chất hóa học

- Kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh nhưng yếu hơn so với kim loại kiềm. Trong các hợp chất chúng có số oxi hóa +2.

- Tính khử tăng từ Be đến Ra:M → M²⁺ + 2e

a. Tác dụng với phi kim

Kim loại kiềm thổ khử các nguyên tử phi kim thành ion âm. Ví dụ:

2Ca + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2CaO

Mg + Cl₂ → MgCl₂

Ca + 2C $\stackrel{t^o}{\to }$CaC₂

b. Tác dụng với dung dịch axit

(*) Với axit HCl, H₂SO₄ loãng

- Kim loại kiềm thổ khử mạnh ion H⁺ trong các dung dịch axit HCl, H₂SO₄ loãng thành khí H₂

M + 2H⁺ → M²⁺ + H₂↑

Ví dụ: Mg +2HCl → MgCl₂ + H₂

(*) Với axit HNO₃, H₂SO₄ đặc

- Kim loại kiểm có thể khử $\stackrel{+5}{N},\stackrel{+6}{S}$ thành các hợp chất có mức oxi hoá thấp hơn.

Ví dụ:

Mg + 4HNO₃ đặc $\stackrel{t^o}{\to }$ Mg(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

4Mg + 5H₂SO₄ đặc $\stackrel{t^o}{\to }$ 4MgSO₄ + H₂S + 4H₂O

c. Tác dụng với nước H₂O

Ở nhiệt độ thường, Be không khử được nước, Mg khử chậm. Các kim loại còn lại khử mạnh nước giải phóng H₂. Ví dụ:

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂ ↑

7. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Trong các nhóm IIA chỉ có Be không phản ứng với H₂O ở nhiệt độ thường.

B. Có thể dùng cát để dập tắt đám cháy Mg.

C. Ca có thể đẩy Fe ra khỏi dung dịch muối

D. Trong số các kim loại kiềm thổ bền, chỉ có kim loại bari có cấu trúc mạng tinh thể lập phương tâm khối.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

A. Sai vì Trong nhóm IIA có Be và Mg không phản ứng với H₂O ở nhiệt độ thường.

B. Sai vì cát (SiO₂) có thể phản ứng với Mg ở nhiệt độ cao, do vậy dùng cát dập tắt sẽ làm đám cháy to hơn.

2Mg + SiO₂ $\stackrel{t°}{\to }$ Si + 2MgO

C. Ca không thể đẩy Fe ra khỏi dung dịch muối vì Ca phản ứng với nước trong dung dịch.

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂

D. Đúng

Câu 2: Cho các phát biểu sau:

Trong nhóm IIA của bảng tuần hoàn, đi từ Be đến Ba,

(1) bán kính nguyên tử tăng dần

(2) tính kim loại tăng dần.

(3) nhiệt độ nóng chảy giảm dần.

(4) nhiệt độ sôi giảm dần.

(5) khối lượng riêng thay đổi không theo quy luật

Trong các phát biểu trên, số phát biểu đúng là

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

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Trong nhóm IIA của bảng tuần hoàn, đi từ trên xuống dưới theo chiều tăng điện tích hạt nhân bán kính nguyên tử tăng dần, tính kim loại của các nguyên tố mạnh dần đồng thời tính phi kim yếu dần.

Kim loại kiềm thổ không có cùng cấu tạo mạng tinh thể nên tính chất vật lí (nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, khối lượng riêng,...) biến đổi không có quy luật.

→ Các phát biểu đúng là (1), (2), (5)

Câu 3: Cho 0,448 lít CO₂ hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,06M và Ba(OH)₂ 0,12M thu được m gam kết tủa. Giá trị m là

A. 1,182. B. 3,940. C. 2,364. D. 1,970

Hướng dẫn giải

Đáp án D

$n_{C{O}_2}$ = 0,02 mol; n_OH^- = 0,03 mol; $n_{B{a}^{2+}}$ = 0,012 mol

Ta có: T = $\frac{n_{O{H}^{-}}}{n_{C{O}_2}}=\mathrm{1,5}$

Vậy dung dịch sau phản ứng chứa $C{O_3}^{2-}$ (x mol) và $HC{O_3}^{-}$ (y mol)

Bảo toàn C có: x + y = $n_{C{O}_2}$ = 0,02 (1)

Bảo toàn số mol điện tích âm có: 2x + y = n_OH^- = 0,03 (2)

Từ (1) và (2) có x = y = 0,01 (mol)

Lại có:

Ba²⁺ + $C{O_3}^{2-}$ → BaCO₃↓

0,012 0,01 mol

→ n↓ = $n_{C{O_3}^{2-}}$= 0,01 mol

m = m↓ = 197.0,01 = 1,97 gam

Câu 4: Chất X tác dụng với dung dịch HCl. Khi chất X tác dụng với dung dịch Ca(OH)₂ sinh ra kết tủa. Chất X là

A. AlCl₃ B. CaCO₃ C. BaCl₂ D. Ca(HCO₃)₂

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Ca(HCO₃)₂ là chất lưỡng tính:

Ca(HCO₃)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2CO₂↑ + 2H₂O

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O

Vậy chất X là Ca(HCO₃)₂.

Câu 5: Không gặp kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ ở dạng tự do trong tự nhiên vì

A. đây là những kim loại hoạt động hóa học rất mạnh.

B. thành phần của chúng trong tự nhiên rất nhỏ.

C. đây là những kim loại điều chế được bằng phương pháp điện phân.

D. đây là những kim loại nhẹ.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Do là những kim loại hoạt động hóa học rất mạnh nên kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ tồn tại ở dạng hợp chất trong tự nhiên.

Câu 6: Từ hai muối X và Y thực hiện các phản ứng sau:

X → X₁ + CO₂ X₁ + H₂O → X₂

X₂ + Y → X + Y₁ + H₂O X₂ + 2Y → X + Y₂ + H₂O

Hai muối X, Y tương ứng là

A.CaCO₃, NaHSO₄.B.BaCO₃, Na₂CO₃.

C.CaCO₃, NaHCO₃.D.MgCO₃, NaHCO₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Nhận thấy đáp án X đều là hợp chất muối carbonate MCO₃ , X₁ là MO.
X₂ + H₂O → X₂. Do đó X₂ là M(OH)₂ (loại D vì MgO không tan trong nước)
Để X₂ + Y → X + Y₂ + H₂O và X₂ + 2Y → X + Y₂ + H₂O thì chỉ có 1 trường hợp thỏa mãn là:
Ca(OH)₂ + 2NaHCO₃ → CaCO₃ + Na₂CO₃ + H₂O
Ca(OH)₂ + NaHCO₃ → CaCO₃ + NaOH + H₂O

Câu 7:Hỗn hợp X gồm 2 kim loại A và B thuộc phân nhóm chính nhóm II, ở 2 chu kỳ liên tiếp. Cho 1,76 gam X tan hoàn toàn trong dung dịch HCl dư thu được 1,344 lít khí H₂ (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng, khối lượng muối khan thu được là

A. 6,02 gam B. 3,98 gam

C. 5,68 gam D. 6,58 gam

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Gọi công thức chung của hai kim loại là R.

Phương trình phản ứng : R + 2HCl → RCl₂ + H₂
Bảo toàn nguyên tố: n_HCl = $n_{C{l}^{-}}$ = 2$n_{H_2}$ = 0,12 mol
m_muối = m_{kim loại} + $m_{C{l}^{-}}$= 1,76 + 0,12.35,5 = 6,02 gam.

Câu 8: Cho 2,4 gam Mg vào dung dịch HCl dư đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được V lít H₂ (ở đktc). Giá trị của V là

A. 2,24 lít. B. 6,72 lít. C. 3,36 lít. D. 4,48 lít.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Bảo toàn electron:

2$n_{H_2}$ = 2n_Mg

→$n_{H_2}$ = n_Mg = 0,1 mol

V = 2,24 lít

Câu 9: Cho 3,36 lít CO₂ở đktc vào 200 ml dung dịch hỗn hợp NaOH 1M và Ba(OH)₂ 0,5M. Khối lượng kết tủa thu được sau phản ứng là:

A. 9,85 gam B. 19,7 gam C. 14,775 gam D. 1,97 gam

Hướng dẫn giải

Đáp án B

$n_{C{O}_2}$ =$\frac{\mathrm{3,36}}{\mathrm{22,4}}$= 0,15 (mol) , $n_{O{H}^{-}}$ = 0,4 (mol)

→$\frac{n_{O{H}^{-}}}{n_{C{O}_2}}=\frac{\mathrm{0,4}}{\mathrm{0,15}}$ = 2,67 → OH^- dư, sản phẩm thu được là muối trung hòa

$n_{C{O_3}^{2-}}=n_{C{O}_2}=\mathrm{0,15}mol$

$n_{B{a}^{2+}}$ = 0,2.0,5 = 0,1 mol

${n_{BaC{O}_3}}_{\downarrow }=n_{B{a}^{2+}}=\mathrm{0,1}mol$

→ ${m_{BaC{O}_3}}_{\downarrow }=\mathrm{0,1.197}=\mathrm{19,7}g$

Câu 10: Cho 0,88 gam hỗn hợp gồm một kim loại kiềm thổ và oxit của nó tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 2,85 gam muối khan. Kim loại kiềm thổ là

A. Ca. B. Mg. C. Ba. D. Sr.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Đặt công thức chung của kim loại và oxit là MO_x (0<x<1) với số mol là a

Sơ đồ phản ứng: MO_x $\stackrel{+HCl}{\to }$ MCl₂ + H₂O + H₂

m_hh = a(M + 16x) = 0,88 (1) và m_muối = a(M + 71) = 2,85 (2)

Chia từng vế của (1) cho (2) ta được:

$\frac{M+16x}{M+71}$ = $\frac{\mathrm{0,88}}{\mathrm{2,85}}$

→ 1,97M = 62,48 – 45,6x

Vì 0<x<1 nên 8,7 < M < 31,7

Vậy M là Be hoặc Mg

Dựa trên 4 đáp án đề bài cho → chọn B.

Câu 11: Trong công nghiệp, Mg được điều chế bằng cách nào dưới đây?

A. Điện phân nóng chảy MgCl₂.

B. Điện phân dung dịch MgSO₄.

C. Cho kim loại K vào dung dịch Mg(NO₃)₂.

D. Cho kim loại Fe vào dung dịch MgCl₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Kim loại kiềm thổ chỉ được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối halogenua

MgCl₂ $\stackrel{dpnc}{\to }$Mg + Cl₂

Câu 12: Cho lần lượt các kim loại. Be; Na, K, Ba, Ca, Fe, Ag vào nước. Số phản ứng xảy ra ở điều kiện thường là

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

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Chỉ có kim loại kiềm và kiềm thổ (trừ Be và Mg) phản ứng với H₂O ở điều kiện thường.

→ Các kim loại đề bài có Na, K, Ba và Ca thỏa mãn

→ Có 4 kim loại thỏa mãn

Câu 13: Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử kim loại kiềm thổ là

A. ns²np² B. ns²np¹ C. ns¹ D. ns²

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Kim loại kiềm thổ thuộc nhó IIA của bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học.

Nguyên tử các nguyên tố nhóm IIA đều có 2 electron lớp ngoài cùng và có cấu hình electron chung là ns² (n là số lớp electron)

Câu 14: Hỗn hợp X gồm Ba và Al. Cho m gam X vào nước dư, thu được 1 mol khí. Mặt khác, cho 3m gam X tác dụng hết với dung dịch Ba(OH)₂ dư, thu được 3,9 mol khí. Giá trị của m là:
A. 43,7 B. 47,75

C.53,15 D. 103,6

Hướng dẫn giải

Đáp án C

3m gam X tác dụng hết với dung dịch Ba(OH)₂ dư, thu được 3,9 mol khí

→ m gam X tác dụng hết với dung dịch Ba(OH)₂ dư, thu được 1,3 lít khí

Gọi x = n_Ba

$\begin{array}{c}Ba+2H_{2}O\to Ba{\left(OH\right)}_2+H_2\left(1\right)\\ x\to \to x\end{array}$

$\begin{array}{c}2Al+Ba{\left(OH\right)}_2+2H_{2}O\to Ba{\left(Al{O}_2\right)}_2+3H_2\left(2\right)\\ 2x\leftarrow x\to 3x\end{array}$

Do tác dụng với nước chỉ thu được 1 mol H₂ mà tác dụng với dung dịch Ba(OH)₂ dư lại tạo ra 1,3 mol H₂ nên sau khi cho hỗn hợp X tác dụng với H₂O thì Al vẫn còn dư tạo ra thêm 0,3 mol H₂

$\begin{array}{c}A{l}_{còndu}\to \frac{3}{2}{H}_2\\ \mathrm{0,2}mol\leftarrow \mathrm{0,3}mol\end{array}$

Théo phương trình (1) và (2) ta có: $n_{H_2}$ = x + 3x = 1 → x = 0,25

→ m = m_Ba + m_{Al pư} + m_{Al còn dư} = 137.x + 27.2x + 27.0,2 = 53,15g

Câu 15:Hòa tan hỗn hợp Na, Ba vào nước dư thu được 800 ml dung dịch A và 0,896 lít H₂ (đktc). Giá trị pH của dung dịch A bằng:

A. 10. B. 11. C. 12. D. 13.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

$n_{H_2}$ = 0,04 mol

Gọi R là kí hiệu chung của Na và Ba, hóa trị của chúng là x.

2R + 2xH₂O →2R(OH)_x + xH₂↑

$n_{O{H}^{-}}$ =2$n_{H_2}$= 0,08 mol

→pOH = –lg[OH^-] = –lg(0,08/0,8) = 1

→pH = 13

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

• Ba + H₂SO₄ → H₂ ↑ + BaSO₄ ↓
• Ba + 2HCl → BaCl₂ + H₂
• Ba + Cl₂ → BaCl₂
• Ba + N₂ → Ba₃N₂
• Ba + H₂ → BaH₂
• Ba + S → BaS
• Ba + F₂ → CaF₂
• Ba + 2C → BaC₂
• 2Ba + O₂ → 2BaO
• Ba + H₂S → H₂ ↑ + BaS
• 6Ba + 2NH₃ → 3BaH₂ + Ba₃N₂
• Ba + CuSO₄ + 2H₂O → Cu(OH)₂ ↓ + H₂ ↓ + BaSO₄ ↓
• 5Ba + Al₂(SO₄)₃ + 4H₂O → 4H₂ ↑ + 3BaSO₄ ↓ + 2Ba(AlO₂)₂
• 3Ba + 6H₂O + 2FeCl₃ → 3BaCl₂ + 2H₂ ↑ + 2Fe(OH)₃ ↓

---