Trả lời nhanh
NH3 ra NH4Cl trong hai trường hợp. Với axit HCl: NH3 + HCl → NH4Cl (phản ứng axit – bazơ, không đổi số oxi hoá). Với khí clo: 8NH3 + 3Cl2 → N2 + 6NH4Cl (phản ứng oxi hoá – khử, NH3 dư vừa làm chất khử vừa làm bazơ).
1. Phản ứng NH3 + HCl → NH4Cl
Phương trình: NH3 + HCl → NH4Cl
- Điều kiện: nhiệt độ thường, khí NH3 gặp khí HCl (hoặc hơi axit HCl đặc).
- Hiện tượng: xuất hiện khói trắng là các hạt NH4Cl rắn nhỏ li ti lơ lửng trong không khí.
- Bản chất: NH3 là bazơ yếu, nguyên tử N còn một cặp electron chưa liên kết nên nhận H+ của HCl, tạo ion NH4+ bằng liên kết cho – nhận.
Phương trình ion: NH3 + H+ → NH4+. Đây không phải phản ứng oxi hoá – khử vì số oxi hoá của N vẫn là −3 trước và sau phản ứng.
Mẹo nhớ: hai lọ đựng HCl đặc và NH3 đặc mở nút đặt gần nhau sẽ thấy “khói” trắng giữa hai miệng lọ. Đây là cách quen thuộc để nhận biết khí NH3 hoặc HCl.
2. Phản ứng NH3 + Cl2 → N2 + NH4Cl
Phương trình cân bằng: 8NH3 + 3Cl2 → N2 + 6NH4Cl
- Điều kiện: nhiệt độ thường, NH3 dư so với Cl2.
- Hiện tượng: màu vàng lục của khí Cl2 mất dần, có khói trắng NH4Cl, thoát ra khí N2 không màu.
Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron
- Xác định số oxi hoá: N−3H3 + Cl20 → N20 + N−3H4Cl−1.
- Quá trình oxi hoá: 2N−3 → N20 + 6e.
- Quá trình khử: Cl20 + 2e → 2Cl−1.
- Nhân quá trình khử với 3 để số electron nhận bằng số electron nhường (6e): cần 1 N2 và 3 Cl2, tạo 6 Cl− tức 6 NH4Cl.
- Hệ số 6 NH4Cl cần 6 NH3 làm môi trường, cộng 2 NH3 bị oxi hoá thành N2: tổng 8NH3.
Kiểm tra: N có 8 = 2 + 6; H có 24 = 24; Cl có 6 = 6. Phương trình đã cân bằng.
Vì sao chỉ 2 trong 8 phân tử NH3 bị oxi hoá?
Cl2 oxi hoá NH3 theo phương trình 2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl. HCl sinh ra gặp ngay NH3 còn dư nên tạo muối: 6NH3 + 6HCl → 6NH4Cl. Cộng hai phương trình ta được 8NH3 + 3Cl2 → N2 + 6NH4Cl.
Nếu Cl2 dư, NH3 không đủ để giữ HCl, sản phẩm viết theo dạng 2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl.
3. Bảng so sánh nhanh
| Tiêu chí | NH3 + HCl | NH3 + Cl2 (NH3 dư) |
|---|---|---|
| Loại phản ứng | Axit – bazơ, hoá hợp | Oxi hoá – khử |
| Vai trò NH3 | Bazơ (nhận H+) | Chất khử và bazơ |
| Sản phẩm | NH4Cl | N2 và NH4Cl |
| Hiện tượng | Khói trắng | Mất màu vàng lục, khói trắng, có khí không màu |
| Tỉ lệ mol | 1 : 1 | 8 : 3 |
4. Lỗi sai thường gặp
- Viết NH3 + Cl2 → NH4Cl mà quên sản phẩm N2: sai vì không bảo toàn electron.
- Cân bằng thành 2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl rồi cho rằng đó là đáp án khi đề yêu cầu tạo NH4Cl. Em cần chú ý “NH3 dư”.
- Nghĩ NH4Cl là chất khí. NH4Cl là muối rắn, “khói” chính là hạt rắn nhỏ.
- Tính số mol NH3 bị oxi hoá bằng cả 8 mol; thực tế chỉ có 2 mol trong 8 mol bị oxi hoá.
5. Bài tập vận dụng
Ví dụ. Cho 0,8 mol NH3 phản ứng vừa đủ với Cl2 theo phương trình 8NH3 + 3Cl2 → N2 + 6NH4Cl. Tính khối lượng NH4Cl tạo thành.
Giải: n(NH4Cl) = 0,8 × 6/8 = 0,6 mol. Khối lượng = 0,6 × 53,5 = 32,1 g.
Bài 1. Cho 3,4 g NH3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl dư. Tính khối lượng muối thu được.
Đáp án: n(NH3) = 3,4/17 = 0,2 mol, nên n(NH4Cl) = 0,2 mol, khối lượng 0,2 × 53,5 = 10,7 g.
Bài 2. Cần bao nhiêu lít khí Cl2 (đktc) để phản ứng vừa đủ với 0,16 mol NH3 theo phản ứng tạo N2 và NH4Cl? Thu được bao nhiêu mol N2?
Đáp án: n(Cl2) = 0,16 × 3/8 = 0,06 mol, thể tích 0,06 × 22,4 = 1,344 lít. n(N2) = 0,16/8 = 0,02 mol.
Bài 3. Trong phản ứng 8NH3 + 3Cl2 → N2 + 6NH4Cl, tỉ lệ số phân tử NH3 đóng vai trò chất khử so với tổng số phân tử NH3 tham gia là bao nhiêu?
Đáp án: 2/8 = 1/4, tức 25%.
Câu hỏi thường gặp
NH3 tác dụng với HCl tạo ra chất gì?
Tạo muối amoni clorua NH4Cl theo phương trình NH3 + HCl → NH4Cl. Hiện tượng là có khói trắng xuất hiện.
Phương trình NH3 + Cl2 → N2 + NH4Cl cân bằng như thế nào?
8NH3 + 3Cl2 → N2 + 6NH4Cl. Trong 8 phân tử NH3 chỉ có 2 phân tử bị oxi hoá thành N2, 6 phân tử còn lại kết hợp với HCl sinh ra để tạo NH4Cl.
Khi Cl2 dư thì NH3 phản ứng ra sản phẩm gì?
Khi Cl2 dư, không còn đủ NH3 giữ HCl nên phản ứng được viết là 2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl.
Phản ứng NH3 + HCl có phải phản ứng oxi hoá – khử không?
Không. Số oxi hoá của N (−3), H (+1), Cl (−1) không đổi, đây là phản ứng axit – bazơ kiểu hoá hợp.