Viết các phương trình hóa học xảy ra trong các thí nghiệm sau
a)Nhỏ dung dịch N…
a)Nhỏ dung dịch Na2S vào dung dịch MgCl2
b)sục khí H2S từ từ đến dư vào dung dịch FeCl3
c)nhỏ dung dịch Na2CO3 đến dư vào dung dịch Fe2(SO4)3
d) nhỏ dung dịch Na2S đến dư vào dung dịch AlCl3
e)Nhỏ dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch AlCl3
f)Cho uree vào dung dihcj Ba(OH)2
g)hòa tan hỗn hợp gồm Cu và Fe2O3 vào dung dịch HCl dư
h)sục khí CO2 từ từ đến dư vào dung dịch hỗn hợp Ba(OH)2 và KOH
i)nhỏ dung dịch NH3 dư vào các dd CuCl2;ZnSO4;AgNO3
Chúng ta sẽ đi từng câu một và phân tích thật kỹ để hiểu bản chất của từng phản ứng.
a) Nhỏ dung dịch Na2S vào dung dịch MgCl2
Bước 1: Xác định các chất tham gia phản ứng.
Chất tham gia là dung dịch natri sulfua (Na2S) và dung dịch magie clorua (MgCl2).
Bước 2: Viết công thức hóa học của các chất.
Na2S là một muối tan, phân ly ra ion Na+ và S2-.
MgCl2 là một muối tan, phân ly ra ion Mg2+ và Cl-.
Bước 3: Xét khả năng xảy ra phản ứng trao đổi ion.
Phản ứng trao đổi ion xảy ra nếu có ít nhất một trong các điều kiện sau:
– Sản phẩm tạo thành là chất kết tủa.
– Sản phẩm tạo thành là chất khí.
– Sản phẩm tạo thành là nước.
Ta xét các ion có thể kết hợp với nhau:
– Ion Na+ kết hợp với ion Cl- tạo thành NaCl. NaCl là một muối tan, không có kết tủa, khí hay nước.
– Ion Mg2+ kết hợp với ion S2- tạo thành MgS. Tuy nhiên, MgS là một hợp chất không bền trong nước, nó sẽ thủy phân tạo ra Mg(OH)2 (kết tủa) và H2S (khí). Do đó, phản ứng thực tế sẽ tạo ra kết tủa Mg(OH)2.
Hoặc ta có thể hiểu đơn giản hơn: Magie hiđroxit Mg(OH)2 là chất kết tủa màu trắng.
Bước 4: Viết phương trình hóa học của phản ứng.
Phản ứng giữa ion Mg2+ và S2- sẽ tạo ra kết tủa Mg(OH)2.
Phương trình ion rút gọn: Mg2+ + S2- + 2H2O → Mg(OH)2↓ + H2S↑
Để viết phương trình phân tử, ta cần cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.
Na2S + MgCl2 → Mg(OH)2↓ + H2S↑ + NaCl
Ta thấy, S2- khi phản ứng với nước sẽ tạo thành H2S. Ion Mg2+ sẽ kết hợp với OH- để tạo thành Mg(OH)2.
Phương trình cân bằng: Na2S + 2H2O + MgCl2 → Mg(OH)2↓ + H2S↑ + 2NaCl
Hoặc có thể viết trực tiếp theo phản ứng trao đổi ion tạo kết tủa và khí:
Na2S + MgCl2 → MgS + 2NaCl. MgS không bền trong nước, thủy phân tạo Mg(OH)2 và H2S.
Do đó, phản ứng thực tế là:
Na2S + MgCl2 + 2H2O → Mg(OH)2↓ + H2S↑ + 2NaCl
b) Sục khí H2S từ từ đến dư vào dung dịch FeCl3
Bước 1: Xác định các chất tham gia phản ứng.
Chất tham gia là khí hiđro sulfua (H2S) và dung dịch sắt(III) clorua (FeCl3).
Bước 2: Xác định tính chất của các chất.
– H2S là một khí có tính khử.
– FeCl3 là một dung dịch muối của kim loại có nhiều hóa trị, ion Fe3+ có tính oxi hóa mạnh.
Bước 3: Xét khả năng xảy ra phản ứng oxi hóa – khử.
Khi cho chất khử (H2S) tác dụng với chất oxi hóa (Fe3+), phản ứng oxi hóa – khử có thể xảy ra.
Ion Fe3+ có thể bị khử xuống Fe2+.
Ion S2- trong H2S có thể bị oxi hóa lên S.
Bước 4: Viết phương trình hóa học của phản ứng.
Fe3+ + S2- → Fe2+ + S
Cân bằng: 2Fe3+ + S2- → 2Fe2+ + S
Phương trình ion rút gọn: 2Fe3+ + S2- → 2Fe2+ + S↓
Phương trình phân tử:
2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S↓ + 2HCl
Lưu ý: Vì H2S sục “từ từ đến dư”, nên phản ứng xảy ra hoàn toàn theo phương trình trên. Nếu H2S thiếu, có thể còn Fe3+ dư.
c) Nhỏ dung dịch Na2CO3 đến dư vào dung dịch Fe2(SO4)3
Bước 1: Xác định các chất tham gia phản ứng.
Chất tham gia là dung dịch natri cacbonat (Na2CO3) và dung dịch sắt(III) sunfat (Fe2(SO4)3).
Bước 2: Xét khả năng xảy ra phản ứng trao đổi ion.
Na2CO3 phân ly ra Na+ và CO32-.
Fe2(SO4)3 phân ly ra Fe3+ và SO42-.
Xét các ion có thể kết hợp:
– Na+ và SO42- tạo thành Na2SO4 (muối tan).
– Fe3+ và CO32- tạo thành Fe2(CO3)3. Tuy nhiên, sắt(III) cacbonat là một muối không bền trong nước, nó sẽ bị thủy phân mạnh tạo ra kết tủa sắt(III) hiđroxit Fe(OH)3 và khí cacbon đioxit CO2.
Bước 3: Viết phương trình hóa học của phản ứng.
Phản ứng xảy ra theo phương trình:
2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O → 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑
Vì Na2CO3 “đến dư”, nên phản ứng thủy phân tạo kết tủa xảy ra hoàn toàn.
Phương trình phân tử:
Fe2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑ + 3Na2SO4
d) Nhỏ dung dịch Na2S đến dư vào dung dịch AlCl3
Bước 1: Xác định các chất tham gia phản ứng.
Chất tham gia là dung dịch natri sulfua (Na2S) và dung dịch nhôm clorua (AlCl3).
Bước 2: Xét khả năng xảy ra phản ứng trao đổi ion.
Na2S phân ly ra Na+ và S2-.
AlCl3 phân ly ra Al3+ và Cl-.
Xét các ion có thể kết hợp:
– Na+ và Cl- tạo thành NaCl (muối tan).
– Al3+ và S2- tạo thành Al2S3. Tuy nhiên, nhôm sulfua là một muối không bền trong nước, nó sẽ bị thủy phân mạnh tạo ra kết tủa nhôm hiđroxit Al(OH)3 và khí hiđro sulfua H2S.
Bước 3: Viết phương trình hóa học của phản ứng.
Phản ứng xảy ra theo phương trình thủy phân:
2Al3+ + 3S2- + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑
Vì Na2S “đến dư”, nên phản ứng thủy phân tạo kết tủa xảy ra hoàn toàn.
Phương trình phân tử:
2AlCl3 + 3Na2S + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑ + 6NaCl
e) Nhỏ dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch AlCl3
Bước 1: Xác định các chất tham gia phản ứng.
Chất tham gia là dung dịch amoniac (NH3) và dung dịch nhôm clorua (AlCl3).
Bước 2: Xét khả năng xảy ra phản ứng.
Amoniac (NH3) khi tan trong nước tạo thành dung dịch amoniac, có tính bazơ yếu do tạo ra ion OH-.
NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-
Ion Al3+ trong dung dịch AlCl3 sẽ phản ứng với ion OH- tạo thành kết tủa nhôm hiđroxit Al(OH)3.
Al3+ + 3OH– → Al(OH)3↓
Vì NH3 “đến dư”, nghĩa là có đủ OH- để phản ứng hết với Al3+. Nhôm hiđroxit Al(OH)3 là một hiđroxit lưỡng tính, nhưng nó không tan trong dung dịch bazơ yếu như NH3. Do đó, kết tủa Al(OH)3 sẽ không bị hòa tan thêm.
Bước 3: Viết phương trình hóa học của phản ứng.
Phương trình ion rút gọn: Al3+ + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4+
Phương trình phân tử:
AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4Cl
f) Cho uree vào dung dịch Ba(OH)2
Bước 1: Xác định các chất tham gia phản ứng.
Chất tham gia là uree (CO(NH2)2) và dung dịch bari hiđroxit (Ba(OH)2).
Bước 2: Xét khả năng xảy ra phản ứng.
Uree là một hợp chất hữu cơ, có chứa nhóm amino (-NH2). Khi đun nóng trong dung dịch bazơ mạnh như Ba(OH)2, uree sẽ bị thủy phân.
Bước 3: Viết phương trình hóa học của phản ứng.
Phản ứng thủy phân uree trong môi trường bazơ tạo ra muối cacbonat và amoniac.
CO(NH2)2 + 2H2O → (NH4)2CO3 + H2O (Đây là phương trình thủy phân trong môi trường trung tính, không xảy ra ngay ở nhiệt độ thường)
Trong dung dịch bazơ (Ba(OH)2), phản ứng xảy ra mạnh hơn và theo chiều sau:
CO(NH2)2 + 2H2O –(Ba(OH)2)–> CO32- + 2NH3↑ + 2H2O
(Các em lưu ý, phản ứng này thường xảy ra khi đun nóng, tuy nhiên trong bài tập không nói rõ nhiệt độ, ta cứ viết theo phương trình thủy phân trong môi trường kiềm).
Khi cho dung dịch Ba(OH)2 tác dụng với sản phẩm thủy phân là (NH4)2CO3:
Ba(OH)2 + (NH4)2CO3 → BaCO3↓ + 2NH3↑ + 2H2O
Kết hợp lại, phương trình tổng thể:
CO(NH2)2 + Ba(OH)2 –(nhiệt độ)–> BaCO3↓ + 2NH3↑ + 2H2O
(Nếu bài tập không đề cập đến nhiệt độ thì có thể coi phản ứng xảy ra)
Hoặc đơn giản hơn, ta xem xét phản ứng của NH3 bay ra với Ba(OH)2.
CO(NH2)2 + 2H2O + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + 2NH3↑ + 2H2O
CO(NH2)2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + 2NH3↑
g) Hòa tan hỗn hợp gồm Cu và Fe2O3 vào dung dịch HCl dư
Bước 1: Xác định các chất tham gia phản ứng.
Chất tham gia là hỗn hợp Cu và Fe2O3, tác dụng với dung dịch HCl dư.
Bước 2: Xét tính chất của các chất và khả năng phản ứng.
– Cu (đồng) là kim loại đứng sau H trong dãy hoạt động hóa học, do đó Cu không phản ứng với dung dịch HCl.
– Fe2O3 (sắt(III) oxit) là một oxit bazơ, nó sẽ phản ứng với axit HCl.
– HCl là dung dịch axit.
Bước 3: Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.
Chỉ có Fe2O3 phản ứng với HCl. Đây là phản ứng giữa oxit bazơ và axit.
Fe2O3 + HCl → FeCl3 + H2O
Cân bằng phương trình:
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O
Trong hỗn hợp này, Cu không phản ứng với HCl. Do đó, Cu sẽ còn lại sau phản ứng.
h) Sục khí CO2 từ từ đến dư vào dung dịch hỗn hợp Ba(OH)2 và KOH
Bước 1: Xác định các chất tham gia phản ứng.
Chất tham gia là khí CO2 và dung dịch hỗn hợp Ba(OH)2 và KOH.
Bước 2: Xét khả năng xảy ra phản ứng.
CO2 là một oxit axit. Nó có thể tác dụng với dung dịch bazơ.
Ba(OH)2 là bazơ mạnh.
KOH là bazơ mạnh.
Khi sục CO2 “từ từ”, nó sẽ phản ứng với cả hai bazơ theo tỉ lệ 1:1 tạo muối cacbonat.
Vì CO2 sục “đến dư”, nên phản ứng có thể tiếp tục tạo muối axit.
Bước 3: Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.
* Giai đoạn 1: Phản ứng tạo muối cacbonat
CO2 tác dụng với Ba(OH)2:
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O
CO2 tác dụng với KOH:
CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O
Do hỗn hợp có cả hai bazơ, CO2 sẽ phản ứng với cả hai. Tuy nhiên, thứ tự phản ứng với ion OH- là như nhau. Ta có thể viết gộp:
CO2 + 2OH– → CO32- + H2O
Trong đó, OH– đến từ cả Ba(OH)2 và KOH.
* Giai đoạn 2: Phản ứng tạo muối axit (khi CO2 dư)
BaCO3 là kết tủa không tan trong dung dịch bazơ yếu, nhưng nó có thể phản ứng với axit mạnh hoặc với CO2 trong nước tạo muối axit. Tuy nhiên, BaCO3 không tan trong dung dịch KOH và Ba(OH)2 dư.
Phản ứng chính xảy ra là CO2 tiếp tục tác dụng với K2CO3 (nếu còn K2CO3) hoặc với OH- còn dư (nếu có).
Khi CO2 “đến dư”, nó sẽ phản ứng với K2CO3 để tạo muối axit kali hidrocacbonat:
K2CO3 + CO2 + H2O → 2KHCO3
Nếu Ba(OH)2 còn dư sau phản ứng với CO2 tạo BaCO3, thì CO2 sẽ phản ứng với Ba(OH)2 để tạo ra bari hidrocacbonat (muối tan):
Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2
Tuy nhiên, do CO2 sục “từ từ đến dư” vào hỗn hợp, phản ứng xảy ra theo các bước. Đầu tiên là phản ứng tạo cacbonat, sau đó nếu CO2 dư thì tạo hidrocacbonat.
Vì BaCO3 là chất kết tủa, nó sẽ phản ứng chậm hơn hoặc có thể không phản ứng với CO2 trong dung dịch một cách rõ rệt như K2CO3.
Do đó, ta xét hai trường hợp có thể xảy ra với các chất ban đầu:
Phản ứng 1: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O
Phản ứng 2: CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O
Vì CO2 “dư”, nó có thể phản ứng tiếp:
Phản ứng 3: K2CO3 + CO2 + H2O → 2KHCO3
Còn đối với BaCO3, trong dung dịch kiềm dư, nó ít phản ứng. Nhưng nếu Ba(OH)2 phản ứng hết, chỉ còn KOH phản ứng, và CO2 dư, thì BaCO3 kết tủa vẫn còn đó.
Nếu xét toàn bộ quá trình với CO2 dư:
Trong dung dịch có Ba(OH)2 và KOH. Ion OH- là trung tâm phản ứng.
CO2 + 2OH– → CO32- + H2O
Nếu CO2 tiếp tục dư:
CO2 + CO32- + H2O → 2HCO3–
Áp dụng vào các chất cụ thể:
* Ban đầu: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O
* Sau đó: CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O
* Khi CO2 dư: K2CO3 + CO2 + H2O → 2KHCO3
* Và có thể: BaCO3 + CO2 + H2O → Ba(HCO3)2 (phản ứng này xảy ra khi CO2 đủ mạnh, và thường xảy ra khi nhiệt độ không quá cao)
Vì đề bài không cho biết tỉ lệ mol ban đầu, và yêu cầu “từ từ đến dư”, nên ta xét các phản ứng tạo cacbonat và hidrocacbonat.
Các phương trình hóa học xảy ra là:
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O
CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O
K2CO3 + CO2 + H2O → 2KHCO3
BaCO3 + CO2 + H2O → Ba(HCO3)2 (Phản ứng này xảy ra nếu BaCO3 tan được trong nước có CO2)
Tuy nhiên, để đơn giản hóa, ta có thể coi phản ứng tạo cacbonat xảy ra trước, sau đó là phản ứng tạo hidrocacbonat.
Với CO2 dư, cả hai bazơ đều có thể tạo thành muối hidrocacbonat.
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O (nếu CO2 thiếu hoặc tỉ lệ mol vừa đủ)
CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O (nếu CO2 thiếu hoặc tỉ lệ mol vừa đủ)
Khi CO2 “dư”, thì:
CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2
CO2 + K2CO3 + H2O → 2KHCO3
Do đó, các phương trình chính xảy ra là:
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O
CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O
CO2 + K2CO3 + H2O → 2KHCO3
CO2 + BaCO3 + H2O → Ba(HCO3)2
i) Nhỏ dung dịch NH3 dư vào các dd CuCl2; ZnSO4; AgNO3
Bước 1: Xác định các chất tham gia phản ứng.
Chất tham gia là dung dịch NH3 dư và các dung dịch CuCl2, ZnSO4, AgNO3.
Bước 2: Xét khả năng xảy ra phản ứng của từng muối với NH3.
Amoniac (NH3) tan trong nước tạo ra ion OH-. Ion OH- có thể phản ứng với các ion kim loại tạo thành kết tủa hiđroxit. Một số ion kim loại có thể tạo phức với NH3.
* Với CuCl2:
Ion Cu2+ phản ứng với ion OH- tạo kết tủa Cu(OH)2 màu xanh lam.
Cu2+ + 2OH– → Cu(OH)2↓
Vì NH3 dư, nó sẽ tạo phức với Cu(OH)2. Cu(OH)2 tan trong dung dịch NH3 dư tạo phức đồng(II) amminơ có màu xanh thẫm.
Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2
Phương trình ion rút gọn: Cu2+ + 4NH3 + 2H2O → [Cu(NH3)4]2+ + 2OH– (Lưu ý: Phản ứng này tạo phức tan, nhưng trong điều kiện NH3 dư, ta xét đến sự tạo phức)
Phương trình phân tử:
CuCl2 + 2NH3 + 2H2O → Cu(OH)2↓ + 2NH4Cl
Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2 (phức tan)
Hoặc viết gộp theo phản ứng tạo phức:
CuCl2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4]Cl2 (phức tan) (Đây là phương trình tạo phức tan trực tiếp trong dung dịch NH3 dư)
* Với ZnSO4:
Ion Zn2+ phản ứng với ion OH- tạo kết tủa Zn(OH)2 màu trắng.
Zn2+ + 2OH– → Zn(OH)2↓
Kẽm hiđroxit Zn(OH)2 là một hiđroxit lưỡng tính, nó có thể tan trong dung dịch NH3 dư để tạo phức kẽm amminơ.
Zn(OH)2 + 4NH3 → [Zn(NH3)4](OH)2
Phương trình ion rút gọn: Zn2+ + 4NH3 + 2H2O → [Zn(NH3)4]2+ + 2OH–
Phương trình phân tử:
ZnSO4 + 2NH3 + 2H2O → Zn(OH)2↓ + (NH4)2SO4
Zn(OH)2 + 4NH3 → [Zn(NH3)4](OH)2 (phức tan)
Hoặc viết gộp theo phản ứng tạo phức:
ZnSO4 + 4NH3 → [Zn(NH3)4]SO4 (phức tan)
* Với AgNO3:
Ion Ag+ phản ứng với ion OH- tạo kết tủa bạc(I) oxit Ag2O màu nâu đen (hoặc AgOH không bền phân hủy thành Ag2O và H2O).
2Ag+ + 2OH– → Ag2O↓ + H2O
Bạc(I) oxit Ag2O tan trong dung dịch NH3 dư tạo phức bạc(I) amminơ không màu.
Ag2O + 4NH3 + H2O → 2[Ag(NH3)2]OH
Phương trình ion rút gọn: Ag+ + 2NH3 → [Ag(NH3)2]+ (phức tan)
Phương trình phân tử:
2AgNO3 + 2NH3 + H2O → Ag2O↓ + 2NH4NO3
Ag2O + 4NH3 + H2O → 2[Ag(NH3)2]OH (phức tan)
Hoặc viết gộp theo phản ứng tạo phức:
AgNO3 + 2NH3 → [Ag(NH3)2]NO3 (phức tan)
Các em thấy đó, với mỗi loại muối, phản ứng với amoniac có thể khác nhau tùy thuộc vào tính chất của ion kim loại. Việc nắm vững tính chất hóa học của các ion và các loại hợp chất là chìa khóa để giải quyết những bài tập này.
Các em về nhà xem lại bài và chuẩn bị cho bài học tiếp theo nhé!
\(\begin{array}{l}
a)Na_2S+MgCl_2+2H_2O\to Mg(OH)_2+H_2S+2NaCl\\
b)H_2S+2FeCl_3\to S+2FeCl_2+2HCl\\
c)3Na_2CO_3+Fe_2(SO_4)_3+3H_2O\to 3Na_2SO_4+2Fe(OH)_3+3CO_2\\
d)2Na_2S+2AlCl_3+6H_2O\to 2Al(OH)_3+3H_2S+6NaCl\\
e)3NH_3+AlCl_3+3H_2O\to Al(OH)_3+3NH_4Cl\\
f)\\
(NH_2)_2CO+2H_2O\to (NH_4)_2CO_3\\
(NH_4)_2CO_3+Ba(OH)_2\to BaCO_3+2NH_3+2H_2O\\
g)\\
Fe_2O_3+6HCl\to 2FeCl_3+3H_2O\\
Cu+2FeCl_3\to 2FeCl_2+CuCl_2\\
h)\\
CO_2+Ba(OH)_2\to BaCO_3+H_2O\\
CO_2+KOH\to KHCO_3\\
CO_2+BaCO_3+H_2O\to Ba(HCO_3)_2\\
i)\\
2NH_3+CuCl_2+2H_2O\to Cu(OH)_2+2NH_4Cl\\
Cu(OH)_2+4NH_3\to [Cu(NH_3)_4](OH)_2\\
2NH_3+ZnSO_4+2H_2O\to Zn(OH)_2+(NH_4)_2SO_4\\
Zn(OH)_2+4NH_3\to [Zn(NH_3)_4](OH)_2\\
NH_3+AgNO_3+H_2O\to AgOH+NH_4NO_3\\
AgOH+2NH_3\to [Ag(NH_3)_2]OH
\end{array}\)