Trả lời nhanh
Zn(OH)2 (kẽm hiđroxit, M = 99 g/mol) là chất rắn màu trắng, không tan trong nước. Đây là hiđroxit lưỡng tính: tan được trong dung dịch axit mạnh, dung dịch kiềm mạnh và dung dịch NH3 dư (tạo phức tan). Điều chế bằng cách cho muối Zn2+ tác dụng với dung dịch kiềm vừa đủ.
Zn(OH)2 là gì? Tính chất vật lí
Kẽm hiđroxit là hợp chất của kẽm (hoá trị II) với nhóm hiđroxit OH–. Trong phòng thí nghiệm, ta thường gặp nó dưới dạng kết tủa trắng, dạng keo, xuất hiện khi nhỏ kiềm vào dung dịch muối kẽm.
- Công thức: Zn(OH)2; khối lượng mol: 65 + 2·(16 + 1) = 99 g/mol.
- Trạng thái: chất rắn, màu trắng.
- Độ tan: gần như không tan trong nước.
- Bị nhiệt phân khi đun nóng thành oxit tương ứng.
Tính chất hoá học của Zn(OH)2
1. Tính lưỡng tính
Zn(OH)2 vừa tác dụng được với axit (thể hiện tính bazơ), vừa tác dụng được với kiềm mạnh (thể hiện tính axit). Đây là điểm quan trọng nhất cần nhớ khi làm bài tập.
| Tác dụng với | Phương trình | Hiện tượng |
|---|---|---|
| Axit HCl | Zn(OH)2 + 2HCl → ZnCl2 + 2H2O | Kết tủa trắng tan, dung dịch trong suốt |
| Axit H2SO4 | Zn(OH)2 + H2SO4 → ZnSO4 + 2H2O | Kết tủa tan |
| Kiềm NaOH | Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O (hoặc Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4]) |
Kết tủa tan, thu được dung dịch không màu |
2. Tạo phức với dung dịch NH3
Zn(OH)2 tan trong dung dịch amoniac dư nhờ tạo phức amin tan:
Zn(OH)2 + 4NH3 → [Zn(NH3)4](OH)2
Đây là điểm khác biệt với Mg(OH)2 và Al(OH)3: Mg(OH)2 không tan trong NH3, Al(OH)3 cũng không tan. Vì thế NH3 dư có thể giúp phân biệt Zn(OH)2 với Al(OH)3.
3. Phản ứng nhiệt phân
Zn(OH)2 →(t°) ZnO + H2O
Chất rắn trắng ZnO tạo thành; hơi nước thoát ra.
Cách điều chế Zn(OH)2
Cho dung dịch muối kẽm tác dụng với dung dịch kiềm, thêm kiềm từ từ và vừa đủ:
- ZnSO4 + 2NaOH → Zn(OH)2↓ + Na2SO4
- ZnCl2 + 2KOH → Zn(OH)2↓ + 2KCl
Phương trình ion thu gọn: Zn2+ + 2OH– → Zn(OH)2↓
Lưu ý: nếu cho kiềm dư, kết tủa vừa tạo sẽ tan lại: Zn(OH)2 + 2OH– → [Zn(OH)4]2–. Với dung dịch NH3 cũng vậy, dư NH3 thì kết tủa tan. Muốn thu kết tủa tối đa, cần đúng tỉ lệ nOH– : nZn2+ = 2 : 1.
Ứng dụng của Zn(OH)2
Kẽm hiđroxit ít được dùng trực tiếp trong đời sống, chủ yếu có vai trò trung gian và trong phân tích:
- Điều chế ZnO (nhiệt phân) và các muối kẽm bằng cách cho tác dụng với axit.
- Nhận biết ion Zn2+: kết tủa trắng tan trong kiềm dư và trong NH3 dư.
- Minh hoạ tính lưỡng tính của hiđroxit trong dạy học và thí nghiệm hoá học.
Mẹo nhớ và lỗi sai thường gặp
- Mẹo: nhóm “lưỡng tính” hay gặp là Al(OH)3, Zn(OH)2, Cr(OH)3, Be(OH)2, Pb(OH)2, Sn(OH)2. Trong số đó Zn(OH)2 còn tan thêm trong NH3 dư.
- Lỗi 1: viết Zn(OH)2 tan trong nước. Thực tế nó là kết tủa.
- Lỗi 2: quên rằng kiềm dư làm tan kết tủa nên tính sai lượng kết tủa.
- Lỗi 3: cân bằng thiếu: phản ứng với NaOH phải có 2 mol NaOH cho 1 mol Zn(OH)2.
Bài tập luyện tập
Bài 1. Cho 100 mL dung dịch ZnSO4 0,1M tác dụng với dung dịch NaOH 0,25M. (a) Cần bao nhiêu mL NaOH để thu kết tủa lớn nhất và khối lượng kết tủa đó? (b) Cần tổng cộng bao nhiêu mL NaOH để kết tủa tan hoàn toàn (theo phương trình tạo [Zn(OH)4]2–)?
Đáp án. n(Zn2+) = 0,01 mol.
(a) Cần 0,02 mol NaOH → V = 0,02 : 0,25 = 0,08 L = 80 mL; m = 0,01 × 99 = 0,99 g.
(b) Tan hết cần thêm 0,02 mol NaOH, tổng 0,04 mol → V = 0,16 L = 160 mL.
Bài 2. Chỉ dùng một thuốc thử, phân biệt hai kết tủa trắng Zn(OH)2 và Mg(OH)2.
Đáp án. Dùng dung dịch NaOH dư (hoặc NH3 dư): kết tủa tan là Zn(OH)2, kết tủa không tan là Mg(OH)2.
Bài 3. Nhiệt phân hoàn toàn 9,9 g Zn(OH)2. Tính khối lượng chất rắn thu được.
Đáp án. n(Zn(OH)2) = 9,9 : 99 = 0,1 mol → n(ZnO) = 0,1 mol → m = 0,1 × 81 = 8,1 g (khối lượng giảm 1,8 g, đúng bằng khối lượng nước 0,1 mol).
Câu hỏi thường gặp
Zn(OH)2 có tan trong nước không?
Không. Zn(OH)2 là chất rắn màu trắng, gần như không tan trong nước; nó chỉ tan khi gặp axit, kiềm mạnh hoặc dung dịch NH3 dư.
Vì sao Zn(OH)2 là hiđroxit lưỡng tính?
Vì nó phản ứng được với cả axit (tạo muối kẽm và nước) lẫn kiềm mạnh (tạo muối kẽmat hoặc phức hiđroxo), nên vừa thể hiện tính bazơ vừa thể hiện tính axit.
Điều chế Zn(OH)2 bằng NH3 có được không?
Có thể thu được kết tủa khi NH3 ít, nhưng nếu NH3 dư thì Zn(OH)2 tan do tạo phức [Zn(NH3)4](OH)2. Vì vậy thường dùng dung dịch kiềm vừa đủ và cho từ từ.
Nhiệt phân Zn(OH)2 thu được gì?
Thu được kẽm oxit ZnO và hơi nước: Zn(OH)2 → ZnO + H2O khi đun nóng.