Chào em, cô rất vui khi nhận được câu hỏi của em. Đây là một bài tập rất hay và điển hình trong chương Nitơ – Photpho của Hóa học 11, giúp chúng ta củng cố kiến thức về tính bazơ của amoniac.

Cô sẽ hướng dẫn em giải chi tiết bài tập này nhé.

BƯỚC 1: PHÂN TÍCH CÁC CHẤT THAM GIA PHẢN ỨNG

Chúng ta có 3 chất ban đầu:
– \(NH_3\) (Amoniac): Theo kiến thức đã học, amoniac là một bazơ yếu.
– \(H_2O\) (Nước): Là dung môi, và cũng là chất phản ứng với \(NH_3\).
– \(Mg(NO_3)_2\) (Magie nitrat): Là một muối tan trong nước. Khi tan, nó phân li hoàn toàn thành ion \(Mg^{2+}\) và ion \(NO_3^-\).

BƯỚC 2: XÉT BẢN CHẤT CỦA PHẢN ỨNG

Khi chúng ta cho amoniac (\(NH_3\)) vào nước, một phần nhỏ \(NH_3\) sẽ phản ứng với nước để tạo ra một môi trường bazơ. Đây là một phản ứng thuận nghịch:

\[ NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^- \]

Phản ứng này tạo ra các ion hiđroxit (\(OH^-\)), làm cho dung dịch có tính bazơ.

Tiếp theo, trong dung dịch có sẵn các ion \(Mg^{2+}\) từ sự phân li của muối \(Mg(NO_3)_2\).

\[ Mg(NO_3)_2 \rightarrow Mg^{2+} + 2NO_3^- \]

Lúc này, ion \(Mg^{2+}\) sẽ ngay lập tức phản ứng với ion \(OH^-\) vừa được tạo ra từ phản ứng của \(NH_3\) và nước.

\[ Mg^{2+} + 2OH^- \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow \]

Sản phẩm \(Mg(OH)_2\) (Magie hiđroxit) là một chất không tan, có dạng kết tủa màu trắng.

BƯỚC 3: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH PHÂN TỬ ĐẦY ĐỦ VÀ CÂN BẰNG

Bây giờ, chúng ta sẽ gộp tất cả các quá trình trên thành một phương trình hóa học duy nhất ở dạng phân tử.

1. Viết các chất tham gia và sản phẩm:

Các chất tham gia: \(NH_3\), \(H_2O\), \(Mg(NO_3)_2\).

Các sản phẩm:
– Kết tủa \(Mg(OH)_2\).
– Các ion còn lại trong dung dịch là \(NH_4^+\) và \(NO_3^-\). Chúng sẽ kết hợp với nhau tạo thành muối tan \(NH_4NO_3\) (Amoni nitrat).

Phương trình sơ bộ: \(NH_3 + H_2O + Mg(NO_3)_2 \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + NH_4NO_3\)

2. Cân bằng phương trình:

– Ta thấy bên vế trái có 1 nguyên tử \(Mg\) trong \(Mg(NO_3)_2\) và vế phải có 1 nguyên tử \(Mg\) trong \(Mg(OH)_2\). Nhóm \(Mg\) đã cân bằng.
– Vế trái có 2 nhóm \((NO_3)\) trong \(Mg(NO_3)_2\). Để cân bằng, ta cần đặt hệ số 2 trước \(NH_4NO_3\) ở vế phải.

\(NH_3 + H_2O + Mg(NO_3)_2 \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + 2NH_4NO_3\)
– Bây giờ vế phải có 2 nguyên tử \(N\) trong \(2NH_4NO_3\), nên ta cần đặt hệ số 2 trước \(NH_3\) ở vế trái.

\(2NH_3 + H_2O + Mg(NO_3)_2 \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + 2NH_4NO_3\)
– Cuối cùng, ta cân bằng nguyên tố \(H\) và \(O\):

Vế trái: \(H\) có \(2 \times 3 + 2 = 8\); \(O\) có \(1\) (trong \(H_2O\)) \(+ 3 \times 2 = 7\).

Vế phải: \(H\) có \(2 + 2 \times 4 = 10\); \(O\) có \(2 + 2 \times 3 = 8\).

Phương trình chưa cân bằng. Ta thấy cần thêm 2\(H\) và 1\(O\) ở vế trái. Điều này tương ứng với 1 phân tử \(H_2O\). Vậy ta thử đặt hệ số 2 trước \(H_2O\).

\(2NH_3 + 2H_2O + Mg(NO_3)_2 \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + 2NH_4NO_3\)
– Kiểm tra lại:

Vế trái: \(Mg\)(1), \(N\)(2), \(H\)(\(2 \times 3 + 2 \times 2 = 10\)), \(O\)(\(2 + 3 \times 2 = 8\)).

Vế phải: \(Mg\)(1), \(N\)(2), \(H\)(\(2 + 2 \times 4 = 10\)), \(O\)(\(2 + 2 \times 3 = 8\)).

Phương trình đã được cân bằng chính xác.

KẾT LUẬN

Vậy, phương trình hóa học hoàn chỉnh của phản ứng là:

\[ 2NH_3 + 2H_2O + Mg(NO_3)_2 \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + 2NH_4NO_3 \]

Hiện tượng quan sát được khi thực hiện thí nghiệm này là sự xuất hiện của kết tủa màu trắng.

Hy vọng phần giải thích chi tiết này sẽ giúp em hiểu rõ bản chất của phản ứng. Chúc em học tốt nhé