Phương trình ion thu gọn
Ca + 2H₂O → Ca²⁺ + 2OH⁻ + H₂
Hướng dẫn các bước cân bằng
- Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố thay đổi:
Ca⁰ + H₂⁺¹O → Ca⁺²(OH)₂ + H₂⁰ - Bước 2: Viết các quá trình nhường và nhận electron:
Quá trình oxi hóa: Ca⁰ → Ca⁺² + 2e (nhường 2e)
Quá trình khử: 2H⁺¹ + 2e → H₂⁰ (nhận 2e) - Bước 3: Thăng bằng electron: Tỷ lệ số electron nhường : nhận là 2 : 2 = 1 : 1. Hệ số của Ca và H₂ đều là 1.
- Bước 4: Đặt hệ số vào phương trình và kiểm tra: Đặt hệ số 1 trước Ca, 1 trước Ca(OH)₂ và 1 trước H₂. Đếm số nguyên tử Hydro ở vế phải là 4, do đó đặt hệ số 2 trước H₂O. Phương trình hoàn toàn được cân bằng: Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂.
1. Điều kiện phản ứng
Phản ứng xảy ra ngay ở điều kiện thường khi cho kim loại Canxi tiếp xúc với nước.
2. Hiện tượng sau phản ứng
Kim loại Canxi (Ca) tan dần trong nước và có sủi bọt khí không màu, không mùi thoát ra (khí Hydro). Dung dịch sau phản ứng xuất hiện vẩn đục màu trắng do Canxi hidroxit (Ca(OH)₂) sinh ra ít tan trong nước. Nếu nhỏ thêm vài giọt phenolphtalein, dung dịch sẽ chuyển sang màu hồng đậm.
3. Quá trình phản ứng
- Cơ chế oxi hóa - khử: Đây là phản ứng thế và cũng là phản ứng oxi hóa - khử đặc trưng của kim loại nhóm IIA (kiềm thổ) với nước. Trong quá trình này, Canxi đóng vai trò là chất khử, còn nước đóng vai trò là chất oxi hóa.
- Sự thay đổi số oxi hóa: Nguyên tử Canxi (Ca⁰) nhường 2 electron để tạo thành ion Canxi (Ca²⁺) có cấu hình electron bền vững của khí hiếm Argon. Các ion Hydro (H⁺) trong phân tử nước nhận electron từ Canxi để chuyển thành nguyên tử Hydro tự do, sau đó hai nguyên tử Hydro kết hợp lại tạo thành phân tử khí Hydro (H₂⁰).
- Sự bẻ gãy và hình thành liên kết: Liên kết cộng hóa trị phân cực O-H trong phân tử nước bị bẻ gãy. Các ion OH⁻ giải phóng kết hợp với ion Ca²⁺ thông qua liên kết ion mạnh mẽ để tạo thành hợp chất ít tan Ca(OH)₂.
Mẹo nhớ nhanh bài học: Canxi gặp nước sủi tăm, Khí bay rào rạt hóa kiềm hóa hồng. Nhớ rằng kiềm thổ tan nhanh, Canxi, Bari, Stronti, và liti kiềm.
4. Thông thư chi tiết các chất tham gia phản ứng (Reactants)
| Công thức | Tên gọi | Trạng thái & Tính chất vật lý | Tính chất hóa học cốt lõi |
|---|---|---|---|
| Ca | Canxi | Chất rắn, màu xám bạc hoặc trắng bạc sáng. | Kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh, dễ dàng tác dụng với phi kim, axit và nước ở nhiệt độ thường. |
| H₂O | Nước | Chất lỏng, không màu, không mùi, không vị. | Là dung môi phân cực mạnh, đóng vai trò chất oxi hóa yếu khi tác dụng với các kim loại mạnh. |
5. Thông tin chi tiết các chất sản phẩm sau phản ứng (Products)
| Công thức | Tên gọi | Trạng thái & Màu sắc | Cách nhận biết trong phòng thí nghiệm |
|---|---|---|---|
| Ca(OH)₂ | Canxi hidroxit (Vôi tôi) | Chất rắn ít tan, tạo dung dịch vẩn đục màu trắng (nước vôi trong). | Làm quỳ tím hóa xanh hoặc phenolphtalein hóa hồng. Khi sục khí CO₂ vào dung dịch thấy xuất hiện kết tủa trắng CaCO₃ làm đục nước vôi. |
| H₂ | Khí Hydro | Khí không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí rất nhiều. | Thu khí bằng phương pháp đẩy nước hoặc đẩy không khí (úp ngược ống nghiệm). Đốt cháy khí này tạo ngọn lửa màu xanh nhạt kèm tiếng nổ nhẹ 'bộp'. |
Bài tập vận dụng kiểm tra kiến thức liên quan
Cho một mẩu Canxi kim loại vào ống nghiệm chứa nước cất có nhỏ sẵn vài giọt dung dịch phenolphtalein. Phát biểu nào sau đây mô tả đúng nhất hiện tượng xảy ra?
A
Mẩu Canxi không tan, dung dịch không đổi màu và không có khí thoát ra.
B
Mẩu Canxi tan dần, có khí không màu thoát ra, dung dịch chuyển sang màu hồng.
C
Mẩu Canxi tan rất chậm, dung dịch chuyển sang màu xanh lục đậm.
D
Mẩu Canxi tan mãnh liệt kèm tiếng nổ lớn, tỏa nhiều nhiệt và dung dịch hóa xanh.
Lời giải chi tiết:
Khi cho Canxi vào nước, phản ứng xảy ra ngay ở nhiệt độ thường giải phóng khí Hydro (hiện tượng sủi bọt khí không màu). Đồng thời, sản phẩm Ca(OH)2 sinh ra là một bazơ mạnh, làm cho chất chỉ thị phenolphtalein chuyển từ không màu sang màu hồng đặc trưng. Do đó phương án B là chính xác nhất.
Thu Thủy
Cử nhân Hóa học Đại học Khoa học Tự nhiên. Có 5 năm kinh nghiệm giảng dạy và số hóa tài liệu giáo dục môn Hóa học.
Cập nhật: 16/06/2026
Đã kiểm duyệt chuyên môn
Miễn trừ trách nhiệm (Disclaimer): Toàn bộ thông số hóa học, điều kiện phản ứng và hiện tượng được tham chiếu từ cơ sở dữ liệu danh pháp IUPAC và sách giáo khoa Hóa học chuẩn. Dữ liệu mang tính chất tham khảo phục vụ học thuật. Chúng tôi khuyến cáo người dùng không tự ý thực hành các phản ứng sinh nhiệt, tạo khí độc hoặc chất nổ tại nhà khi không có thiết bị bảo hộ và sự giám sát của chuyên gia.