Trả lời nhanh
Phương trình đúng là 2NH4NO3 + Ba(OH)2 → Ba(NO3)2 + 2NH3↑ + 2H2O (đun nóng nhẹ). Đây là phản ứng trao đổi giữa muối amoni và bazơ kiềm: ion NH4+ nhận OH– tạo NH3 và H2O. Hiện tượng là có khí mùi khai thoát ra, làm quỳ tím ẩm hoá xanh.
Phương trình hoá học
Phương trình phân tử đã cân bằng:
2NH4NO3 + Ba(OH)2 → Ba(NO3)2 + 2NH3↑ + 2H2O
- Điều kiện: đun nóng (dung dịch đậm đặc thì chỉ cần đun nhẹ).
- Loại phản ứng: trao đổi, không có sự thay đổi số oxi hoá.
- Hiện tượng: có khí không màu, mùi khai (NH3) bay ra; đặt mẩu quỳ tím ẩm ở miệng ống nghiệm thấy quỳ chuyển xanh. Không xuất hiện kết tủa vì Ba(NO3)2 tan tốt.
Cách cân bằng nhanh
- Ba(OH)2 có 2 nhóm OH, nên cần 2 ion NH4+ để trung hoà: đặt hệ số 2 trước NH4NO3.
- 2 NH4+ cho 2 NH3; 2 OH– cùng 2 H+ tách ra tạo 2 H2O.
- Kiểm tra nhóm NO3: vế trái 2, vế phải 2 (trong Ba(NO3)2). Nguyên tử H: vế trái 8 + 2 = 10, vế phải 6 + 4 = 10. Đã cân bằng.
Phương trình ion
Phương trình ion đầy đủ:
2NH4+ + 2NO3– + Ba2+ + 2OH– → Ba2+ + 2NO3– + 2NH3↑ + 2H2O
Phương trình ion thu gọn (rút gọn hệ số chung):
NH4+ + OH– → NH3↑ + H2O
Đây chính là phản ứng đặc trưng của mọi muối amoni với dung dịch kiềm. Vì vậy NH4Cl, (NH4)2SO4, NH4NO3… đều cho cùng hiện tượng khí mùi khai.
Vì sao phản ứng xảy ra?
Ion NH4+ là axit yếu liên hợp của bazơ NH3. Khi gặp OH– (bazơ mạnh), nó nhường H+ tạo NH3. NH3 tan trong nước nhưng độ tan giảm mạnh khi đun nóng, nên khí thoát ra khỏi dung dịch và kéo cân bằng về phía sản phẩm. Phản ứng trao đổi này xảy ra được vì có chất khí tạo thành.
Ứng dụng: nhận biết ion amoni
Muốn nhận biết ion NH4+, ta cho mẫu thử tác dụng với dung dịch NaOH hoặc Ba(OH)2 rồi đun nhẹ. Nếu có khí mùi khai làm quỳ tím ẩm hoá xanh thì mẫu chứa NH4+.
Dùng Ba(OH)2 có lợi thế riêng: phân biệt được muối amoni chứa gốc sunfat. Ví dụ:
(NH4)2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4↓ + 2NH3↑ + 2H2O
| Mẫu thử | Thêm Ba(OH)2, đun nhẹ |
|---|---|
| NH4NO3 | Chỉ có khí mùi khai |
| (NH4)2SO4 | Khí mùi khai + kết tủa trắng BaSO4 |
| NaNO3 | Không hiện tượng |
Lỗi sai thường gặp
- Quên hệ số 2: viết NH4NO3 + Ba(OH)2 → … sẽ không cân bằng số nhóm OH và NO3.
- Viết sản phẩm là NH4OH: NH4OH không bền, nên viết NH3 + H2O.
- Nhầm với phản ứng nhiệt phân: nhiệt phân NH4NO3 tạo N2O hoặc N2, khác hẳn phản ứng với kiềm.
- Cho là có kết tủa: Ba(NO3)2 tan, dung dịch sau phản ứng không có kết tủa.
Mẹo nhớ: muối amoni + kiềm → muối mới + NH3↑ + H2O.
Bài tập vận dụng
Bài 1. Đun nóng 0,1 mol NH4NO3 với lượng dư Ba(OH)2. Tính thể tích NH3 ở điều kiện chuẩn (25 °C, 1 bar; 1 mol khí chiếm 24,79 L).
Giải: theo phương trình, n(NH3) = n(NH4NO3) = 0,1 mol. V = 0,1 × 24,79 = 2,479 L. (Nếu đề dùng đktc 0 °C, 1 atm thì V = 2,24 L.)
Bài 2. Trộn 0,2 mol NH4NO3 với 0,2 mol Ba(OH)2 rồi đun nóng đến khi phản ứng xong. Tính khối lượng NH3 và Ba(NO3)2 thu được.
Giải: tỉ lệ phản ứng 2 : 1, nên 0,2 mol NH4NO3 chỉ cần 0,1 mol Ba(OH)2; Ba(OH)2 dư 0,1 mol. NH4NO3 hết, nên n(NH3) = 0,2 mol, m = 0,2 × 17 = 3,4 g. n(Ba(NO3)2) = 0,1 mol, M = 261 g/mol, m = 26,1 g.
Bài 3. Chỉ dùng một thuốc thử, hãy phân biệt ba dung dịch: NH4NO3, (NH4)2SO4, NaNO3.
Giải: dùng dung dịch Ba(OH)2, đun nhẹ. Mẫu có khí mùi khai và kết tủa trắng là (NH4)2SO4. Mẫu chỉ có khí mùi khai là NH4NO3. Mẫu không hiện tượng là NaNO3.
Cùng chuyên đề: Bài nằm trong mục lục Các phương trình hóa học thường gặp: tổng hợp hơn 300 phản ứng có cân bằng. Bài sau: C + HNO3 → CO2 + NO2 + H2O: Cân bằng phương trình, hiện tượng, bài tập.
Câu hỏi thường gặp
NH4NO3 tác dụng Ba(OH)2 có kết tủa không?
Không. Sản phẩm gồm Ba(NO3)2 tan trong nước, khí NH3 và H2O nên dung dịch không có kết tủa. Chỉ thấy khí mùi khai thoát ra khi đun nóng.
Phương trình ion thu gọn của NH4NO3 và Ba(OH)2 là gì?
NH4+ + OH– → NH3↑ + H2O. Ba2+ và NO3– không tham gia nên được lược bỏ khi rút gọn.
Vì sao phải đun nóng khi cho muối amoni tác dụng với kiềm?
Đun nóng làm giảm độ tan của NH3 trong nước, giúp khí thoát ra hoàn toàn và dễ nhận biết bằng mùi khai hoặc quỳ tím ẩm.
Làm sao nhận biết khí NH3 sinh ra?
Khí NH3 có mùi khai đặc trưng, làm quỳ tím ẩm hoá xanh và tạo khói trắng NH4Cl khi gặp khí HCl đặc.