Trả lời nhanh
NH4NO3 ra NH3 khi tác dụng với dung dịch kiềm, ví dụ: NH4NO3 + NaOH → NaNO3 + NH3↑ + H2O (đun nóng nhẹ). Bản chất là ion NH4+ nhường proton cho OH– tạo NH3 và nước. Khí NH3 có mùi khai, làm quỳ tím ẩm hóa xanh.
Phương trình hóa học NH4NO3 + NaOH
NH4NO3 + NaOH → NaNO3 + NH3↑ + H2O
- Điều kiện: dung dịch NaOH (đặc hoặc loãng), đun nóng nhẹ để khí NH3 thoát ra nhanh.
- Loại phản ứng: trao đổi ion, không có sự thay đổi số oxi hóa.
- Cân bằng: mỗi nguyên tố đã cân bằng với hệ số 1 – 1 – 1 – 1 – 1 (N: 2 = 1 + 1; H: 4 + 1 = 3 + 2; O: 3 + 1 = 3 + 1).
Hiện tượng nhận biết
- Có khí không màu thoát ra, mùi khai đặc trưng.
- Đưa mẩu giấy quỳ tím ẩm vào miệng ống nghiệm: quỳ chuyển sang màu xanh (NH3 tan vào nước tạo môi trường bazơ yếu).
- Đưa đũa thủy tinh tẩm dung dịch HCl đặc lại gần miệng ống: xuất hiện khói trắng NH4Cl.
Phương trình khói trắng: NH3 + HCl → NH4Cl.
Phương trình ion – vì sao NH4NO3 ra được NH3?
Viết dạng ion đầy đủ: NH4+ + NO3– + Na+ + OH– → Na+ + NO3– + NH3↑ + H2O.
Lược bỏ ion không tham gia (Na+, NO3–) ta được phương trình ion thu gọn:
NH4+ + OH– → NH3↑ + H2O
Ion NH4+ là axit yếu, OH– là bazơ mạnh nên OH– “giật” H+ của NH4+. NH3 sinh ra ít tan trong dung dịch kiềm nóng và bay đi, nên phản ứng xảy ra hoàn toàn. Vì thế, mọi muối amoni đều cho cùng phương trình ion thu gọn này khi gặp kiềm.
Mẹo nhớ
Muối amoni + kiềm → muối mới + NH3 + H2O. Gốc axit đi theo kim loại của kiềm: gốc NO3– đi với Na+ thành NaNO3. Nếu dùng Ca(OH)2, nhớ nhân đôi hệ số muối amoni: 2NH4NO3 + Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + 2NH3↑ + 2H2O.
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm với phản ứng nhiệt phân. Đun NH4NO3 khan (khoảng 200 – 260 °C) không tạo NH3 mà tạo N2O: NH4NO3 → N2O + 2H2O. Muốn có NH3 phải có kiềm.
- Quên mũi tên ↑ cho NH3 khi viết phương trình.
- Thu NH3 sai cách. NH3 nhẹ hơn không khí và tan rất nhiều trong nước, nên thu bằng cách đẩy không khí, úp ngược bình, không thu qua nước.
- Dùng chung phân đạm amoni với vôi bón ruộng. Trộn NH4NO3 với vôi (Ca(OH)2) làm mất đạm vì NH3 bay đi.
Ứng dụng: nhận biết ion amoni
Phản ứng này là cách chuẩn để nhận biết ion NH4+: cho mẫu thử tác dụng với dung dịch kiềm, đun nhẹ, có khí mùi khai làm quỳ tím ẩm hóa xanh thì mẫu chứa NH4+.
| Mẫu thử | Thêm Ba(OH)2, đun nhẹ |
|---|---|
| NaNO3 | Không hiện tượng |
| NH4NO3 | Chỉ có khí mùi khai |
| (NH4)2SO4 | Khí mùi khai và kết tủa trắng BaSO4 |
Bài luyện tập có đáp án
Bài 1. Đun nóng 8,0 gam NH4NO3 với lượng dư dung dịch NaOH. Tính thể tích khí NH3 thu được ở điều kiện chuẩn (25 °C, 1 bar; 1 mol khí chiếm 24,79 lít). Cho M(NH4NO3) = 80 g/mol.
Giải: n(NH4NO3) = 8,0 : 80 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(NH3) = 0,1 mol, nên V = 0,1 × 24,79 = 2,479 lít. (Nếu đề dùng đktc 22,4 L/mol thì V = 2,24 lít.)
Bài 2. Chỉ dùng một thuốc thử, phân biệt ba dung dịch: NaNO3, NH4NO3, (NH4)2SO4.
Giải: Dùng dung dịch Ba(OH)2, đun nhẹ. Không hiện tượng là NaNO3; chỉ có khí mùi khai là NH4NO3; vừa có khí vừa có kết tủa trắng là (NH4)2SO4. Phương trình: (NH4)2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4↓ + 2NH3↑ + 2H2O.
Bài 3. Hòa tan hoàn toàn 0,2 mol NH4NO3 vào dung dịch chứa 0,15 mol NaOH, đun nóng. Tính số mol NH3 thoát ra.
Giải: NH4NO3 dư, NaOH hết (tỉ lệ 1 : 1). Vậy n(NH3) = n(NaOH) = 0,15 mol.
Câu hỏi thường gặp
NH4NO3 có tự phân hủy ra NH3 không?
Ở điều kiện thường, NH4NO3 bền. Khi đun nóng mạnh (khoảng 200 – 260 °C) nó nhiệt phân thành N2O và H2O, không tạo NH3. Muốn thu NH3 phải cho tác dụng với dung dịch kiềm.
Phương trình ion thu gọn của NH4NO3 và NaOH là gì?
NH4+ + OH- → NH3↑ + H2O. Ion Na+ và NO3- không tham gia phản ứng nên được lược bỏ.
Làm sao nhận ra khí NH3 sinh ra?
NH3 có mùi khai, làm quỳ tím ẩm hóa xanh và tạo khói trắng NH4Cl khi gặp đũa thủy tinh tẩm HCl đặc.
NH4NO3 tác dụng với Ca(OH)2 có ra NH3 không?
Có. 2NH4NO3 + Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + 2NH3↑ + 2H2O khi đun nóng. Vì vậy không nên trộn phân đạm amoni với vôi.