Al2S3 + HCl → AlCl3 + H2S: Cân bằng và hiện tượng

Trả lời nhanh

Phương trình đúng là Al₂S₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂S↑. Đây là phản ứng trao đổi xảy ra ở nhiệt độ thường: chất rắn Al₂S₃ tan dần, có khí H₂S mùi trứng thối thoát ra. Phản ứng xảy ra được vì sinh ra chất khí và H₂S là axit rất yếu.

Phương trình phản ứng Al₂S₃ + HCl

Al₂S₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂S↑

Điều kiện: nhiệt độ thường, dùng dung dịch HCl.
Loại phản ứng: trao đổi (không có sự thay đổi số oxi hoá).
Phương trình ion thu gọn: Al₂S₃ + 6H⁺ → 2Al³⁺ + 3H₂S↑

Cách cân bằng nhanh

Al₂S₃ có 2 Al nên vế phải cần 2AlCl₃.
Al₂S₃ có 3 S nên vế phải cần 3H₂S.
Vế phải có 6 Cl và 6 H, vậy vế trái cần 6HCl.

Kiểm tra lại: mỗi vế có 2 Al, 3 S, 6 H, 6 Cl. Phương trình đã cân bằng.

Mẹo nhớ: với muối sunfua của kim loại hoá trị n tác dụng với axit, số mol HCl cần dùng luôn bằng 2 lần số mol S²⁻. Ở đây có 3 ion S²⁻ nên cần 6 HCl.

Hiện tượng nhận biết

Chất rắn Al₂S₃ (màu vàng nhạt hoặc xám) tan dần trong dung dịch axit.
Có khí không màu, mùi trứng thối thoát ra. Đó là H₂S, một khí độc.
Dung dịch thu được trong suốt, chứa AlCl₃.

Vì sao phản ứng xảy ra?

Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch xảy ra khi tạo thành chất kết tủa, chất khí hoặc chất điện li yếu. Ở đây tạo ra khí H₂S, nên phản ứng xảy ra và đi đến cùng. Ngoài ra, H₂S là axit yếu hơn HCl rất nhiều, nên HCl “đẩy” được gốc S²⁻ ra khỏi muối.

Cần chú ý: Al₂S₃ không tồn tại được trong nước. Nó bị thuỷ phân hoàn toàn:

Al₂S₃ + 6H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑

Khi có HCl, kết tủa Al(OH)₃ bị hoà tan ngay (Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O). Cộng hai quá trình lại, ta vẫn có kết quả như phương trình ở trên, và dung dịch không còn kết tủa nếu HCl đủ hoặc dư.

Điều chế Al₂S₃ để làm phản ứng

Al₂S₃ chỉ điều chế bằng phương pháp khô, không thể điều chế trong dung dịch nước:

2Al + 3S → Al₂S₃ (đun nóng, phản ứng toả nhiều nhiệt)

Lỗi sai thường gặp

Viết sản phẩm là Al₂Cl₃: sai. Nhôm hoá trị III nên clorua là AlCl₃.
Quên mũi tên khí ↑ cho H₂S hoặc ghi nhầm có kết tủa đen. Kết tủa đen chỉ xuất hiện khi H₂S gặp muối như CuSO₄, Pb(NO₃)₂.
Coi là phản ứng oxi hoá – khử: số oxi hoá Al (+3), S (−2), H (+1), Cl (−1) đều không đổi.
Nhầm với kim loại + axit: Al + HCl mới cho khí H₂, còn Al₂S₃ + HCl cho khí H₂S.

Bài tập vận dụng (có đáp án)

Bài 1. Cho 15 gam Al₂S₃ tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl 2M vừa đủ. Tính thể tích khí H₂S (đkc, 24,79 L/mol), thể tích dung dịch HCl và khối lượng AlCl₃ tạo thành.

Giải: M(Al₂S₃) = 2·27 + 3·32 = 150 g/mol, nên n = 15/150 = 0,1 mol.

n(H₂S) = 3·0,1 = 0,3 mol, V = 0,3 · 24,79 ≈ 7,44 L.
n(HCl) = 6·0,1 = 0,6 mol, V(dd HCl) = 0,6/2 = 0,3 L = 300 mL.
n(AlCl₃) = 0,2 mol, m = 0,2 · 133,5 = 26,7 g.

Bài 2. Cho 0,05 mol Al₂S₃ vào dung dịch chứa 0,2 mol HCl (bỏ qua sự thuỷ phân và sự tan của H₂S). Tính số mol khí thu được.

Giải: Cần 0,05 · 6 = 0,3 mol HCl mới đủ, mà chỉ có 0,2 mol nên HCl hết, Al₂S₃ dư. Tính theo HCl: n(H₂S) = 0,2 · 3/6 = 0,1 mol.

Bài 3. Viết phương trình ion thu gọn khi cho Al₂S₃ vào dung dịch H₂SO₄ loãng.

Đáp án: Al₂S₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂S↑. Phương trình ion thu gọn vẫn là Al₂S₃ + 6H⁺ → 2Al³⁺ + 3H₂S↑.

Lưu ý an toàn

H₂S rất độc, hít nhiều có thể gây ngạt. Nếu làm thí nghiệm, chỉ dùng lượng nhỏ, làm trong tủ hút hoặc nơi thông thoáng và có sự hướng dẫn của giáo viên.

Câu hỏi thường gặp

Al2S3 tác dụng với HCl tạo ra sản phẩm gì?

Tạo muối nhôm clorua AlCl3 và khí hiđro sunfua H2S theo phương trình Al2S3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2S↑.

Al2S3 + HCl có phải phản ứng oxi hoá – khử không?

Không. Số oxi hoá của Al (+3), S (−2), H (+1), Cl (−1) đều không thay đổi nên đây là phản ứng trao đổi.

Vì sao Al2S3 không tồn tại trong dung dịch nước?

Vì Al2S3 bị thuỷ phân hoàn toàn tạo kết tủa Al(OH)3 và khí H2S: Al2S3 + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑.

Làm sao nhận biết khí sinh ra khi cho Al2S3 vào HCl?

Khí có mùi trứng thối; dẫn qua dung dịch CuSO4 hoặc Pb(NO3)2 sẽ thấy xuất hiện kết tủa màu đen (CuS hoặc PbS).