Chào các em học sinh yêu quý của cô! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau giải quyết một số bài tập Hóa học lớp 11 rất thú vị về phản ứng của amoniac và bari với các dung dịch muối. Cô sẽ hướng dẫn các em từng bước một, bám sát kiến thức trong Sách giáo khoa nhé.

Trước hết, chúng ta cần nhớ lại một vài tính chất quan trọng của amoniac (NH3) và bari (Ba).

Amoniac là một bazơ yếu, khi tan trong nước tạo thành dung dịch amoniac có tính bazơ. Dung dịch này có thể phản ứng với các ion kim loại tạo kết tủa hiđroxit. Tuy nhiên, với một số ion kim loại như Al^3+ và Zn^2+, kết tủa hiđroxit sinh ra lại có thể tan được trong dung dịch amoniac dư do tạo thành các phức chất tan.

Bari là một kim loại kiềm thổ mạnh. Khi cho bari vào nước, nó sẽ phản ứng với nước tạo thành bari hiđroxit (Ba(OH)2), một bazơ mạnh, và khí hiđro. Dung dịch bari hiđroxit này có tính bazơ mạnh và có thể phản ứng với các muối tạo thành kết tủa hoặc khí.

Bây giờ, chúng ta cùng đi vào từng câu hỏi cụ thể.

a, Cho từ từ NH3 đến dư vào lần lượt các dd AlCl3, ZnSO4, Cu(NO3)2

Chúng ta sẽ xét từng dung dịch một.

1. Cho từ từ NH3 đến dư vào dung dịch AlCl3:

* Hiện tượng: Ban đầu, xuất hiện kết tủa màu trắng. Khi tiếp tục cho NH3 vào đến dư, kết tủa này không tan.
* Giải thích:
Amoniac (NH3) tan trong nước tạo thành dung dịch amoniac (NH4OH) có tính bazơ.
Phản ứng của NH3 với nước:
NH3 + H2O ⇌ NH4OH
Ion nhôm (Al^3+) trong dung dịch AlCl3 sẽ phản ứng với ion hiđroxit (OH-) sinh ra từ NH4OH để tạo thành kết tủa nhôm hiđroxit (Al(OH)3).
Phản ứng:
AlCl3 → Al^3+ + 3Cl-
NH4OH ⇌ NH4+ + OH-
Phản ứng tạo kết tủa:
Al^3+ + 3OH- → Al(OH)3↓ (kết tủa màu trắng)
Do NH3 là bazơ yếu, nồng độ OH- tạo ra không đủ lớn để hòa tan kết tủa Al(OH)3. Nhôm hiđroxit là một hiđroxit lưỡng tính nhưng chỉ tan trong axit mạnh hoặc bazơ mạnh. Dung dịch amoniac chỉ có tính bazơ yếu nên không đủ khả năng hòa tan Al(OH)3.
Vì vậy, khi cho NH3 đến dư vào dung dịch AlCl3, kết tủa Al(OH)3 sẽ không tan.

2. Cho từ từ NH3 đến dư vào dung dịch ZnSO4:

* Hiện tượng: Ban đầu, xuất hiện kết tủa màu trắng keo. Khi tiếp tục cho NH3 vào đến dư, kết tủa này tan dần tạo thành dung dịch trong suốt.
* Giải thích:
Ion kẽm (Zn^2+) trong dung dịch ZnSO4 sẽ phản ứng với ion hiđroxit (OH-) từ NH4OH để tạo thành kết tủa kẽm hiđroxit (Zn(OH)2).
Phản ứng:
ZnSO4 → Zn^2+ + SO4^2-
Phản ứng tạo kết tủa:
Zn^2+ + 2OH- → Zn(OH)2↓ (kết tủa màu trắng keo)
Kẽm hiđroxit là một hiđroxit lưỡng tính, có khả năng tan trong cả axit và bazơ mạnh. Tuy nhiên, trong trường hợp này, nó còn có thể tan trong dung dịch amoniac dư do tạo thành phức chất amoniac tan.
Phản ứng tạo phức chất tan:
Zn(OH)2 + 4NH3 → [Zn(NH3)4](OH)2 (dung dịch phức chất tan, thường được viết dưới dạng ion phức: Zn^2+ + 4NH3 → [Zn(NH3)4]^2+)
Do đó, khi cho NH3 đến dư vào dung dịch ZnSO4, kết tủa Zn(OH)2 sẽ tan.

3. Cho từ từ NH3 đến dư vào dung dịch Cu(NO3)2:

* Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa màu xanh lam. Khi tiếp tục cho NH3 vào đến dư, kết tủa này không tan.
* Giải thích:
Ion đồng(II) (Cu^2+) trong dung dịch Cu(NO3)2 sẽ phản ứng với ion hiđroxit (OH-) từ NH4OH để tạo thành kết tủa đồng(II) hiđroxit (Cu(OH)2).
Phản ứng:
Cu(NO3)2 → Cu^2+ + 2NO3-
Phản ứng tạo kết tủa:
Cu^2+ + 2OH- → Cu(OH)2↓ (kết tủa màu xanh lam)
Đồng(II) hiđroxit (Cu(OH)2) là một bazơ không tan và không có tính lưỡng tính. Nó không phản ứng với dung dịch amoniac. Mặc dù có thể hình thành phức chất đồng(II) amoniac tan ([Cu(NH3)4]^2+), nhưng điều này chỉ xảy ra khi đã có sẵn một lượng NH3 đủ lớn và nồng độ OH- thấp, hoặc khi phản ứng theo một con đường khác. Trong trường hợp cho từ từ NH3 vào, phản ứng tạo kết tủa hiđroxit là chủ yếu và kết tủa này không tan trong NH3 dư.
Vì vậy, khi cho NH3 đến dư vào dung dịch Cu(NO3)2, kết tủa Cu(OH)2 sẽ không tan.

b, Cho Ba đến dư vào các dd NH4Cl, NH4(SO4)2, NaNO3, MgCl2, FeCl2, AlCl3

Chúng ta sẽ xem xét từng dung dịch một khi cho bari kim loại dư vào. Lưu ý rằng khi bari phản ứng với nước sẽ tạo ra bari hiđroxit (Ba(OH)2) là một bazơ mạnh.

1. Cho Ba đến dư vào dung dịch NH4Cl:

* Hiện tượng: Kim loại bari tan dần, có khí không màu thoát ra, có thể thấy vẩn đục nhẹ do có thể sinh ra kết tủa hoặc do sự có mặt của ion OH- làm thay đổi môi trường.
* Giải thích:
Bari phản ứng với nước tạo ra bari hiđroxit và khí hiđro.
Phản ứng:
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑
Bari hiđroxit (Ba(OH)2) là một bazơ mạnh. Nó sẽ phản ứng với amoni clorua (NH4Cl) là một muối của bazơ yếu và axit mạnh.
Phản ứng:
NH4Cl → NH4+ + Cl-
Ba(OH)2 → Ba^2+ + 2OH-
Phản ứng trao đổi ion:
2NH4+ + 2OH- → 2NH3↑ + 2H2O
Hoặc viết gọn lại:
2NH4Cl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
Khí thoát ra là amoniac (NH3). Do bari dư, Ba(OH)2 sinh ra sẽ dư.

2. Cho Ba đến dư vào dung dịch (NH4)2SO4:

* Hiện tượng: Kim loại bari tan dần, có khí không màu thoát ra, có thể thấy vẩn đục hoặc kết tủa trắng.
* Giải thích:
Bari phản ứng với nước tạo ra bari hiđroxit và khí hiđro.
Phản ứng:
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑
Bari hiđroxit (Ba(OH)2) sẽ phản ứng với amoni sunfat ((NH4)2SO4) là một muối của bazơ yếu và axit mạnh, và đồng thời có thể phản ứng với ion sunfat (SO4^2-) để tạo kết tủa bari sunfat (BaSO4).
Phản ứng trao đổi ion với ion amoni:
2NH4+ + 2OH- → 2NH3↑ + 2H2O
Phản ứng trao đổi ion với ion sunfat:
Ba^2+ + SO4^2- → BaSO4↓ (kết tủa trắng)
Phương trình tổng quát:
(NH4)2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4↓ + 2NH3↑ + 2H2O
Do bari dư, cả hai phản ứng đều xảy ra. Khí thoát ra là amoniac (NH3), và kết tủa trắng là bari sunfat (BaSO4).

3. Cho Ba đến dư vào dung dịch NaNO3:

* Hiện tượng: Không có hiện tượng gì xảy ra. Kim loại bari sẽ phản ứng với nước tạo ra dung dịch Ba(OH)2, nhưng dung dịch Ba(OH)2 không phản ứng với NaNO3.
* Giải thích:
Bari phản ứng với nước tạo ra bari hiđroxit và khí hiđro.
Phản ứng:
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑
Natri nitrat (NaNO3) là một muối tan, gồm ion Na+ và NO3-.
Dung dịch bari hiđroxit (Ba(OH)2) là một bazơ mạnh.
Khi trộn Ba(OH)2 với NaNO3, các ion có mặt là Ba^2+, OH-, Na+, NO3-.
Để có phản ứng trao đổi ion, cần có sự hình thành chất kết tủa, chất khí hoặc chất điện li yếu.
Các cặp ion có thể kết hợp là: Ba^2+ với NO3- tạo Ba(NO3)2 (tan); Na+ với OH- tạo NaOH (tan).
Do không có kết tủa, khí hay chất điện li yếu được tạo thành, nên không có phản ứng xảy ra giữa Ba(OH)2 và NaNO3.

4. Cho Ba đến dư vào dung dịch MgCl2:

* Hiện tượng: Kim loại bari tan dần, có vẩn đục màu trắng do kết tủa magie hiđroxit.
* Giải thích:
Bari phản ứng với nước tạo ra bari hiđroxit và khí hiđro.
Phản ứng:
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑
Bari hiđroxit (Ba(OH)2) là một bazơ mạnh. Magie clorua (MgCl2) là một muối của kim loại kiềm thổ.
Phản ứng trao đổi ion giữa MgCl2 và Ba(OH)2:
MgCl2 → Mg^2+ + 2Cl-
Ba(OH)2 → Ba^2+ + 2OH-
Phản ứng tạo kết tủa:
Mg^2+ + 2OH- → Mg(OH)2↓ (kết tủa màu trắng)
Phương trình ion rút gọn:
Mg^2+ + 2OH- → Mg(OH)2↓
Phương trình đầy đủ:
MgCl2 + Ba(OH)2 → Mg(OH)2↓ + BaCl2
Do bari dư, lượng Ba(OH)2 sinh ra đủ để kết tủa hết ion Mg^2+.

5. Cho Ba đến dư vào dung dịch FeCl2:

* Hiện tượng: Kim loại bari tan dần, có vẩn đục màu trắng xanh của kết tủa sắt(II) hiđroxit. Tuy nhiên, sắt(II) hiđroxit có thể bị oxi hóa bởi oxi trong không khí tạo thành sắt(III) hiđroxit có màu nâu đỏ.
* Giải thích:
Bari phản ứng với nước tạo ra bari hiđroxit và khí hiđro.
Phản ứng:
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑
Bari hiđroxit (Ba(OH)2) là một bazơ mạnh. Sắt(II) clorua (FeCl2) là một muối của kim loại chuyển tiếp.
Phản ứng trao đổi ion giữa FeCl2 và Ba(OH)2:
FeCl2 → Fe^2+ + 2Cl-
Ba(OH)2 → Ba^2+ + 2OH-
Phản ứng tạo kết tủa:
Fe^2+ + 2OH- → Fe(OH)2↓ (kết tủa màu trắng xanh)
Phương trình ion rút gọn:
Fe^2+ + 2OH- → Fe(OH)2↓
Phương trình đầy đủ:
2FeCl2 + 2Ba(OH)2 → 2Fe(OH)2↓ + 2BaCl2
Sắt(II) hiđroxit là một chất có tính khử, nó có thể bị oxi hóa bởi oxi trong không khí tạo thành sắt(III) hiđroxit.
Phản ứng oxi hóa:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓ (kết tủa màu nâu đỏ)
Do đó, ban đầu có thể thấy kết tủa màu trắng xanh, sau đó chuyển sang màu nâu đỏ nếu có oxi.

6. Cho Ba đến dư vào dung dịch AlCl3:

* Hiện tượng: Kim loại bari tan dần, có vẩn đục màu trắng do kết tủa nhôm hiđroxit. Tuy nhiên, khi tiếp tục cho bari dư vào, kết tủa này không tan.
* Giải thích:
Bari phản ứng với nước tạo ra bari hiđroxit và khí hiđro.
Phản ứng:
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑
Bari hiđroxit (Ba(OH)2) là một bazơ mạnh. Nhôm clorua (AlCl3) là một muối của kim loại kiềm thổ.
Phản ứng trao đổi ion giữa AlCl3 và Ba(OH)2:
AlCl3 → Al^3+ + 3Cl-
Ba(OH)2 → Ba^2+ + 2OH-
Khi cho từ từ Ba(OH)2 vào, sẽ xảy ra phản ứng tạo kết tủa:
Al^3+ + 3OH- → Al(OH)3↓ (kết tủa màu trắng)
Phương trình ion rút gọn:
Al^3+ + 3OH- → Al(OH)3↓
Phương trình đầy đủ (tỉ lệ mol 2:3):
2AlCl3 + 3Ba(OH)2 → 2Al(OH)3↓ + 3BaCl2
Tuy nhiên, nhôm hiđroxit là một hiđroxit lưỡng tính. Nếu lượng bari dư, nghĩa là lượng Ba(OH)2 sinh ra cũng dư và tiếp tục phản ứng với Al(OH)3.
Phản ứng hòa tan kết tủa trong bazơ mạnh:
Al(OH)3 + OH- → [Al(OH)4]-
Hoặc viết dưới dạng ion phức:
Al(OH)3 + OH- → [Al(OH)4]^-
Hay:
Al^3+ + 4OH- → [Al(OH)4]^-
Trong trường hợp này, bari dư sẽ tạo ra dung dịch Ba(OH)2 dư, cung cấp OH-. Do đó, kết tủa Al(OH)3 sẽ tan ra tạo thành dung dịch muối natri aluminat (nếu dùng NaOH) hoặc bari aluminat (trong trường hợp này là muối tan của Al với Ba(OH)2).
Do đó, hiện tượng là ban đầu có kết tủa trắng, sau đó kết tủa tan hết.
Phương trình tổng quát khi bari dư:
2AlCl3 + 3Ba(OH)2 → 2[Al(OH)4]^- + 2Ba^2+ + 3BaCl2
Thực tế, ion aluminat thường được viết là [Al(OH)4]- hoặc [AlO2]- trong môi trường kiềm.
Phản ứng tổng thể:
2AlCl3 + 3Ba + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3BaCl2 + 3H2↑
Nếu Ba dư, thì:
Al(OH)3 + Ba(OH)2 (dư) → Không phản ứng tiếp theo, Al(OH)3 không tan trong Ba(OH)2 (bazơ mạnh) như NaOH hoặc KOH.
Cô xin đính chính lại một chút về trường hợp AlCl3. Nhôm hiđroxit lưỡng tính, nhưng nó chỉ tan trong dung dịch kiềm mạnh như NaOH, KOH. Dung dịch Ba(OH)2 là một bazơ mạnh, và nó sẽ phản ứng với AlCl3 tạo ra Al(OH)3. Nếu Ba dư, thì Ba(OH)2 dư cũng sẽ có mặt trong dung dịch. Tuy nhiên, Al(OH)3 không tan trong dung dịch Ba(OH)2.
Vì vậy, hiện tượng đúng là: Kim loại bari tan dần, có kết tủa màu trắng xuất hiện, và kết tủa này không tan trong lượng bari dư.

Cô hy vọng bài giảng chi tiết này giúp các em hiểu rõ hơn về các phản ứng. Nếu có bất kỳ câu hỏi nào, đừng ngần ngại hỏi cô nhé!