1. Phương trình phản ứng NH3 + AlCl3 + H2O → Al(OH)3 + NH4C
NH3 + AlCl3 + H2O → Al(OH)3 + NH4Cl là phản ứng amoniac tác dụng với dung dịch muối của nhiều kim loại tạo thành kết tủa hiđroxit, cụ thể dung dịch muối của kim loại ở đây là AlCl3, sau phản ứng thu được kết tủa trắng Al(OH)3. Mời các bạn tham khảo chi tiết nội dung. Ngàoi ra, phản ứng hóa học giữa NH3, AlCl3 và H2O tạo ra kết tủa Al(OH)3 và NH4Cl là một quá trình hấp dẫn trong hóa học. Đây là một ví dụ về sự tương tác giữa amoniac và muối kim loại trong ngữ cảnh dung dịch. Quá trình này không chỉ mang tính lý thú mà còn giúp ta hiểu rõ hơn về khả năng phản ứng của các hợp chất hóa học.
Phương trình hoá học trên được cân bằng như sau:
2NH3 + AlCl3 + 3H2O → Al(OH)3 ↓ + 3NH4Cl
Để cân bằng phương trình hóa học NH3 + AlCl3 + H2O → Al(OH)3 + NH4Cl, chúng ta cần làm theo các bước sau:
Bước 1: Đếm số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong từng phần tử trước và sau phản ứng. Trước phản ứng:
- NH3: 1 nguyên tử N, 3 nguyên tử H
- AlCl3: 1 nguyên tử Al, 3 nguyên tử Cl
- H2O: 2 nguyên tử H, 1 nguyên tử O Sau phản ứng:
- Al(OH)3: 1 nguyên tử Al, 3 nguyên tử O, 3 nguyên tử H
- NH4Cl: 1 nguyên tử N, 4 nguyên tử H, 1 nguyên tử Cl
Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố trên hai phía của phản ứng bằng cách thêm các hệ số phù hợp trước các chất. Trước phản ứng:
- NH3: 1 nguyên tử N, 3 nguyên tử H
- AlCl3: 1 nguyên tử Al, 3 nguyên tử Cl
- H2O: 2 nguyên tử H, 1 nguyên tử O Sau phản ứng:
- Al(OH)3: 1 nguyên tử Al, 3 nguyên tử O, 3 nguyên tử H
- NH4Cl: 1 nguyên tử N, 4 nguyên tử H, 1 nguyên tử Cl
Bước 3: Kiểm tra lại phản ứng để đảm bảo số nguyên tử của mỗi nguyên tố đã cân bằng. Sau khi cân bằng phản ứng, ta có phương trình hóa học như sau: NH3 + AlCl3 + 3H2O → Al(OH)3 + NH4Cl Phương trình đã được cân bằng với các hệ số như trên.
- Điều kiện phản ứng NH3 tác dụng với AlCl3: thực hiện phản ứng ở nhiệt động thường
- Phương trình ion rút gọn NH3 + AlCl3: Khi được thể hiện dưới dạng phương trình ion rút gọn: Al3+ + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3NH4+
- Các bước tiến hành phản ứng NH3 tác dụng với dung dịch AlCl3: sục khí NH3 tới dư vào dung dịch AlCl3
- Hiện tượng phải ứng xảy ra khi sục khí NH3 tới dư vào dung dịch AlCl3: dung dịch amoniac tác dụng với dung dịch muối nhôm clorua tạo thành kết tủa nhôm hidroxit có màu trắng Al(OH)3 cụ thể như sau: Khi sục khí NH3 vào dung dịch AlCl3, ta quan sát được một số hiện tượng phản ứng xảy ra. Ban đầu, dung dịch sẽ có màu vàng nhạt và có thể thấy khói mỏng bay lơ lửng trên bề mặt dung dịch. Sau đó, khi thêm dần khí NH3 vào, màu vàng sẽ biến mất và dung dịch sẽ dần chuyển sang màu trắng sữa. Các phản ứng xảy ra trong quá trình này là do sự tác dụng giữa các chất hóa học trong dung dịch. Trong dung dịch AlCl3, các ion Al3+ và Cl- sẽ tương tác với nhau và tạo thành mạng tinh thể ion. Khi sục khí NH3 vào dung dịch, các phân tử NH3 sẽ phân cực và tạo thành các phức hợp với các ion Al3+ trong dung dịch. Cụ thể, phức hợp [Al(OH2)6]3+ sẽ tạo thành và làm tăng pH của dung dịch. Cùng lúc đó, phức hợp [AlCl(OH2)5]2+ cũng được tạo thành và làm giảm pH. Trong điều kiện thích hợp, hai phức hợp này sẽ phân ly và tạo thành kết tủa nhôm hiđroxit có màu trắng Al(OH)3.
2. Ứng dụng của phương trình hoá học NH3 + AlCl3 + H2O → Al(OH)3 + NH4C vào đời sống
Khi sục khí NH3 vào dung dịch AlCl3, sẽ tạo ra các phức hợp ion có tác dụng làm tăng pH của dung dịch, gây phản ứng tạo kết tủa nhôm hiđroxit màu trắng Al(OH)3. Hiện tượng này là quan trọng trong quá trình sản xuất Al(OH)3 và có ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.
Như: kiểm soát ô nhiễm, sản xuất kim loại,sản xuất acid nitric; một số alkalies như tro soda. Thuốc nhuộm, chất cọ rửa bông, len và lụa. Dược phẩm như thuốc sulfa, vitamin và mỹ phẩm. Ngành công nghiệp dầu khí sử dụng amoniac trung hòa các thành phần acid của dầu thô, bảo vệ thiết bị không bị ăn mòn. Sử dụng trong ngành công nghiệp khai thác các kim loại như đồng, niken và molipđen từ quặng. Ứng dụng trong cả quá trình amoniac-soda (cũng được gọi là quá trình Solvay), một phương pháp được sử dụng rộng rãi để sản xuất tro soda. Ứng dụng trong quá trình Ostwald, một phương pháp chuyển đổi thành axit nitric. Các ứng dụng amoniac yếu được sử dụng rộng rãi chất tẩy rửa chuyên dụng và gia dụng ...
3. Bài tập vận dụng liên quan phương trình hoá học NH3 + AlCl3 + H2O → Al(OH)3 + NH4C
Câu 1: Thực hiện thí nghiệm sục khí NH3 tới dư vào dung dịch AlCl3 sau phản ứng có hiện tượng
A. Thu được dung dịch trong suốt
B. Xuất hiện kết tủa trắng
C. Xuất hiện kết tủa nâu đỏ
D. Xuất hiện khí có mùi khai
Đáp án B Dẫn NH3 vào dung dịch AlCl3 có phản ứng hóa học sau: AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3NH4Cl Vì NH3 là bazo yếu nên không thể hòa tan được hidroxit Al(OH)3 Sau phản ứng có kết tủa keo trắng không tan
Câu 2: Dung dịch NH3 có thể hòa tan được Zn(OH)2 là do:
A. Do Zn(OH)2 là một bazo ít tan
B. Do Zn(OH)2 có khả năng tạo thành phức chất tan
C. Do Zn(OH)2 là một bazo lưỡng tính
D. Do NH3 là một hợp chất có cực và là một bazo yếu
Đáp án B: Do Zn(OH)2 có khả năng tạo thành phức chất tan: Zn(NH3)4(OH)2 tan
Câu 3: Khi dẫn khí NH3 vào bình chứa Cl2 thì phản ứng tạo ra khói trắng. Hợp chất tạo thành có công thức là? Xem Thêm: Phản ứng BaCl2 + NaHSO4 → BaSO4 + Na2SO4 + HCl? Cơ chế và ứng dụng
A. N2
B. NH3
C. NH4Cl
D. HCl
Đáp án C 2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl NH3 khí + HCl khí → NH4Cl (khói trắng)
Câu 4: Phương pháp sử dụng hóa chất
A. Dung dịch Ca(OH)2
B. Dung dịch KOH
C. Dung dịch Na2SO4
D. Dung dịch HCl
Để phân biệt các dung dịch trên, ta sử dụng dung dịch Ca(OH)2 và nhận ra được các đáp án sau:
Mẫu thử xuất hiện khí mùi khai NH3, hóa chất ban đầu là NH4Cl: 2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2NH3 ↑ + 2H2O.
Mẫu thử xuất hiện kết tủa trắng Mg(OH)2, hóa chất ban đầu là Mg(NO3)2: Mg(NO3)2 + Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + Mg(OH)2 .
Mẫu thử xuất hiện kết tủa trắng Al(OH)3 sau kết tủa tan Ba(AlO2)2, hóa chất ban đầu là Al(NO3)3: 2Al(OH)3 + Ba(OH)2 → Ba(AlO2)2 + 4H2O.
Mẫu thử xuất hiện kết tủa trắng BaCO3 và khí mùi khai NH3, hóa chất ban đầu là Al(NO3)3.
Mẫu thử không có hiện tượng gì, hóa chất ban đầu là NaCl
Câu 5: Cho 4 lít N2 và 14 lít H2 vào bình kín rồi nung nóng với xúc tác thích hợp để phản ứng xảy ra, sau phản ứng thu được 16,4 lít hỗn hợp khí (các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Thể tích khí amoniac thu được là
A. 1,60 lít.
B. 16,40 lít.
C. 8,00 lít.
D. 9,33 lít.
Lời giải chi tiết:
Trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất thì tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol
Gọi thể tích khí N2 đã phản ứng là x lít Phương trình hóa học: N2 + 3H2 2NH3
Ban đầu: 4 14 Phản ứng: x 3x 2x Sau phản ứng: (4 – x) (14 – 3x) 2x
Tổng thể tích sau phản ứng là 16,4 lít nên (4 – x) + (14 - 3x) + 2x = 16,4 → x = 0,8 lít → VNH3 = 0,8 . 2 = 1,6 lít
Chọn A.
Câu 6: Hỗn hợp khí A gồm N2 và H2 (có tỉ lệ mol 1:3). Đun nóng A một thời gian trong bình kín, thu được hỗn hợp B có tỉ khối dA/B = 0,925. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH3 là
A. 25%.
B. 15%.
C. 10%.
D. 5%.
Lời giải chi tiết:
Gọi số mol của N2 và H2 lần lượt là 1 và 3 mol
Bảo toàn khối lượng: → nB= 3,7 mol
So sánh: → hiệu suất tính theo N2 hoặc H2
Gọi số mol N2 phản ứng là x mol
Phương trình hóa học: N2 + 3H2 2NH3
Ban đầu: 1 3 Phản ứng: x 3x 2x Sau phản ứng: (1 – x) (3 – 3x) 2x
Ta có: (1 – x) + (3 – 3x) + 2x = 3,7 → x = 0,15 → H = . 100% = 15%
Chọn B.
Câu 7: Trong một bình kín chứa 10 lít nitơ và 10 lít hiđro ở nhiệt độ 0oC và 10 atm. Sau phản ứng tổng hợp NH3, lại đưa bình về 0oC. Biết rằng có 60% hiđro tham gia phản ứng, áp suất trong bình sau phản ứng là
A. 10 atm.
B. 8 atm.
C. 9 atm.
D. 8,5 atm.
Lời giải chi tiết:
So sánh: hiệu suất tính theo H2 VH2 (phan ung)= 10 . = 6 lít
Phương trình hóa học: N2 + 3H2 2NH3
Ban đầu: 10 10
Phản ứng: 2 6 4
Sau phản ứng: 8 4 4
→ Vì trước và sau phản ứng nhiệt độ không thay đổi nên: → p2 = 8atm
Chọn B.
Quá bạn đọc có thể tham khảo thêm bài viết có liên quan của chúng tôi: Bài tập cân bằng phương trình hoá học lớp 8 có đáp án .
