Trả lời nhanh
Phương trình: 2AlCl3 + 3Ba(OH)2 → 2Al(OH)3↓ + 3BaCl2. Hiện tượng là xuất hiện kết tủa keo trắng Al(OH)3. Nếu Ba(OH)2 dư, Al(OH)3 lưỡng tính nên tan dần thành muối bari aluminat (tetrahidroxoaluminat) và dung dịch trở lại trong suốt.
Phương trình phản ứng AlCl3 + Ba(OH)2
Đây là phản ứng trao đổi giữa muối nhôm và bazơ tan. Ba(OH)2 là bazơ mạnh nên cung cấp nhiều ion OH–, đủ để kết tủa ion Al3+.
Phương trình phân tử: 2AlCl3 + 3Ba(OH)2 → 2Al(OH)3↓ + 3BaCl2
Phương trình ion rút gọn: Al3+ + 3OH– → Al(OH)3↓
Kiểm tra cân bằng: vế trái có 2 Al, 6 Cl, 3 Ba, 6 O, 6 H; vế phải có 2 Al, 6 O, 6 H (trong 2Al(OH)3) cùng 3 Ba, 6 Cl (trong 3BaCl2). Hai vế bằng nhau.
Điều kiện và hiện tượng
- Điều kiện: phản ứng xảy ra ngay ở nhiệt độ thường, trong dung dịch nước.
- Hiện tượng: nhỏ từ từ Ba(OH)2 vào dung dịch AlCl3 thấy xuất hiện kết tủa keo màu trắng, lượng kết tủa tăng dần.
- Nếu tiếp tục cho dư Ba(OH)2, kết tủa tan dần đến hết, dung dịch trong suốt.
Khi Ba(OH)2 dư: kết tủa bị hòa tan
Al(OH)3 là hiđroxit lưỡng tính, tan được trong dung dịch bazơ mạnh:
2Al(OH)3 + Ba(OH)2 → Ba[Al(OH)4]2 (hay viết Ba(AlO2)2 + 4H2O)
Dạng ion: Al(OH)3 + OH– → [Al(OH)4]–
Gộp hai giai đoạn, khi Ba(OH)2 dư nhiều:
2AlCl3 + 4Ba(OH)2 → Ba(AlO2)2 + 3BaCl2 + 4H2O
Kiểm tra: vế trái 2 Al, 6 Cl, 4 Ba, 8 O, 8 H; vế phải 2 Al, 4 Ba (1 + 3), 6 Cl, 8 O (4 + 4), 8 H. Cân bằng đúng.
Xét tỉ lệ để biết có kết tủa hay không
Đặt T = nOH– : nAl3+. Lưu ý mỗi mol Ba(OH)2 cho 2 mol OH–.
| Giá trị T | Tỉ lệ n(Ba(OH)2) : n(AlCl3) | Kết quả |
|---|---|---|
| T < 3 | < 1,5 | Al3+ dư, kết tủa n = nOH– : 3 |
| T = 3 | = 1,5 | Kết tủa cực đại, vừa đủ |
| 3 < T < 4 | từ 1,5 đến 2 | Kết tủa tan một phần |
| T ≥ 4 | ≥ 2 | Không còn kết tủa |
Với T trong khoảng 3 đến 4, số mol kết tủa còn lại tính bằng: nAl(OH)3 = 4nAl3+ − nOH–.
Mẹo nhớ và lỗi hay gặp
- Mẹo: “3 để kết tủa, thêm 1 để tan” – cần 3 OH– cho mỗi Al3+ để kết tủa hết, thêm 1 OH– nữa để hòa tan hoàn toàn.
- Lỗi 1: quên Ba(OH)2 có 2 nhóm OH nên tính nhầm nOH– bằng số mol Ba(OH)2.
- Lỗi 2: viết kết tủa là BaCl2. BaCl2 là muối tan; chất kết tủa là Al(OH)3.
- Lỗi 3: thứ tự cho chất. Cho AlCl3 vào Ba(OH)2 dư thì lúc đầu chưa có kết tủa bền (kết tủa vừa sinh ra đã tan), sau đó mới xuất hiện kết tủa lâu dần.
Các cách khác để điều chế Al(OH)3 từ AlCl3
- Dùng dung dịch NH3 (bazơ yếu, không hòa tan kết tủa): AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4Cl
- Dùng NaOH vừa đủ: AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl
- Dùng muối aluminat: AlCl3 + 3NaAlO2 + 6H2O → 4Al(OH)3↓ + 3NaCl
Muốn thu Al(OH)3 tối đa mà không sợ dư bazơ, người ta thường chọn NH3.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Cho 150 mL dung dịch Ba(OH)2 0,2M vào 200 mL dung dịch AlCl3 0,1M. Tính khối lượng kết tủa (Al = 27, O = 16, H = 1).
Giải: nBa(OH)2 = 0,03 mol nên nOH– = 0,06 mol; nAl3+ = 0,02 mol. T = 3, phản ứng vừa đủ, nAl(OH)3 = 0,02 mol. Khối lượng = 0,02 × 78 = 1,56 g.
Bài 2. Cho 0,035 mol Ba(OH)2 vào dung dịch chứa 0,02 mol AlCl3. Tính khối lượng kết tủa.
Giải: nOH– = 0,07 mol; T = 3,5 thuộc khoảng 3 đến 4. n kết tủa = 4 × 0,02 − 0,07 = 0,01 mol. Khối lượng = 0,01 × 78 = 0,78 g.
Bài 3. Cho 0,0075 mol Ba(OH)2 vào dung dịch chứa 0,01 mol AlCl3. Tính khối lượng kết tủa.
Giải: nOH– = 0,015 mol, T = 1,5 < 3 nên Al3+ dư. n kết tủa = 0,015 : 3 = 0,005 mol. Khối lượng = 0,005 × 78 = 0,39 g.
Câu hỏi thường gặp
Hiện tượng khi cho Ba(OH)2 vào dung dịch AlCl3 là gì?
Xuất hiện kết tủa keo trắng Al(OH)3. Nếu tiếp tục thêm Ba(OH)2 dư, kết tủa tan dần và dung dịch trở nên trong suốt.
Vì sao Ba(OH)2 dư làm tan kết tủa Al(OH)3?
Al(OH)3 là hiđroxit lưỡng tính, phản ứng được với bazơ mạnh tạo muối aluminat tan: Al(OH)3 + OH- → [Al(OH)4]-.
Cần tỉ lệ mol bao nhiêu để thu kết tủa lớn nhất?
Cần n(Ba(OH)2) : n(AlCl3) = 3 : 2 = 1,5, tức n(OH-) : n(Al3+) = 3.
Muốn điều chế Al(OH)3 từ AlCl3 mà không bị tan thì dùng chất nào?
Dùng dung dịch NH3, vì NH3 là bazơ yếu, không hòa tan Al(OH)3 khi dư.