Trả lời nhanh
Phương trình: AlCl3 + 3KOH → Al(OH)3↓ + 3KCl. Hiện tượng là xuất hiện kết tủa keo trắng. Vì Al(OH)3 là hiđroxit lưỡng tính nên nếu tiếp tục cho KOH dư, kết tủa tan dần tạo dung dịch trong suốt: Al(OH)3 + KOH → KAlO2 + 2H2O.
Phương trình phản ứng AlCl3 + KOH
Phản ứng chính (KOH vừa đủ hoặc thiếu):
AlCl3 + 3KOH → Al(OH)3↓ + 3KCl
Phương trình ion thu gọn: Al3+ + 3OH− → Al(OH)3↓
Đây là phản ứng trao đổi trong dung dịch. Sản phẩm có chất kết tủa (Al(OH)3 không tan trong nước) nên phản ứng xảy ra được.
Điều kiện và hiện tượng
- Điều kiện: xảy ra ở nhiệt độ thường, hai chất đều ở dạng dung dịch.
- Hiện tượng: xuất hiện kết tủa keo màu trắng. Kết tủa tăng dần khi nhỏ thêm KOH.
- Nếu nhỏ tiếp KOH dư: kết tủa tan dần, cuối cùng thu được dung dịch trong suốt.
Khi KOH dư: kết tủa bị hoà tan
Al(OH)3 vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với bazơ mạnh nên gọi là lưỡng tính. Với KOH dư:
Al(OH)3 + KOH → KAlO2 + 2H2O
Có thể viết ở dạng phức: Al(OH)3 + KOH → K[Al(OH)4]. Hai cách viết đều được chấp nhận ở THPT.
Gộp hai giai đoạn (cần tối thiểu 4 mol KOH cho 1 mol AlCl3 để tan hết):
AlCl3 + 4KOH → KAlO2 + 3KCl + 2H2O
Bảng xét theo tỉ lệ T = nKOH : nAlCl3
| Tỉ lệ T | Sản phẩm | Kết luận |
|---|---|---|
| T < 3 | Al(OH)3, KCl; AlCl3 còn dư | KOH hết, n↓ = nKOH : 3 |
| T = 3 | Al(OH)3, KCl | Kết tủa cực đại, vừa đủ |
| 3 < T < 4 | Al(OH)3 (một phần), KAlO2, KCl | Kết tủa đã bị tan một phần |
| T ≥ 4 | KAlO2, KCl (và KOH dư nếu T > 4) | Kết tủa tan hoàn toàn |
Cách giải nhanh bài toán Al3+ + OH−
Gọi số mol kết tủa Al(OH)3 là n↓. Có hai trường hợp:
- Trường hợp 1 (OH− thiếu, kết tủa chưa tan): nOH− = 3n↓
- Trường hợp 2 (OH− nhiều, kết tủa đã tan một phần): nOH− = 4nAl3+ − n↓
Mẹo nhớ: “Ba cho kết tủa, bốn trừ kết tủa”. Khi đề cho lượng kết tủa nhỏ hơn cực đại mà hỏi lượng KOH, hãy nhớ rằng thường có hai đáp số.
Bài luyện tập có đáp án (ví dụ tự đặt)
Bài 1. Cho 0,03 mol KOH vào dung dịch chứa 0,02 mol AlCl3. Tính khối lượng kết tủa.
Giải: T = 0,03 : 0,02 = 1,5 < 3 nên KOH hết, AlCl3 dư. nAl(OH)3 = 0,03 : 3 = 0,01 mol. Khối lượng = 0,01 × 78 = 0,78 g.
Bài 2. Cho 0,05 mol KOH vào dung dịch chứa 0,01 mol AlCl3. Hiện tượng gì xảy ra? Dung dịch sau phản ứng có những chất tan nào?
Giải: T = 5 > 4 nên kết tủa tan hết. 0,01 mol AlCl3 dùng 0,04 mol KOH tạo 0,01 mol KAlO2 và 0,03 mol KCl. KOH dư 0,01 mol. Dung dịch trong suốt, chứa KAlO2, KCl và KOH dư.
Bài 3. Cho KOH vào dung dịch chứa 0,1 mol AlCl3, thu được 0,06 mol kết tủa. Tính số mol KOH đã dùng.
Giải: Kết tủa (0,06) nhỏ hơn cực đại (0,1) nên có hai khả năng.
- TH1: KOH thiếu → nKOH = 3 × 0,06 = 0,18 mol.
- TH2: kết tủa đã tan một phần → nKOH = 4 × 0,1 − 0,06 = 0,34 mol.
Kiểm tra TH2: 0,3 mol KOH tạo 0,1 mol kết tủa, còn 0,04 mol KOH hoà tan 0,04 mol kết tủa, còn lại 0,06 mol. Đúng.
Lỗi sai thường gặp
- Viết sản phẩm là Al2O3 hoặc Al: sai, đây là phản ứng trao đổi nên sản phẩm là Al(OH)3 và KCl.
- Quên điều kiện KOH dư làm tan kết tủa, dẫn đến trả lời “kết tủa không đổi”.
- Thứ tự nhỏ giọt: nhỏ KOH vào AlCl3 thì có kết tủa ngay; nhỏ AlCl3 vào KOH dư thì ban đầu kết tủa tan nhanh, chỉ khi KOH hết kết tủa mới bền.
- Quên đánh mũi tên ↓ cho Al(OH)3 khi viết phương trình.
Ứng dụng: nhận biết ion Al3+
Dung dịch kiềm (KOH, NaOH) được dùng để nhận ra ion Al3+: có kết tủa keo trắng, tan trong kiềm dư. Điểm này giúp phân biệt với Mg2+ (kết tủa trắng Mg(OH)2 không tan trong kiềm dư).
Câu hỏi thường gặp
AlCl3 tác dụng với KOH tạo ra chất gì?
Tạo kết tủa keo trắng Al(OH)3 và muối KCl theo phương trình AlCl3 + 3KOH → Al(OH)3↓ + 3KCl. Nếu KOH dư, Al(OH)3 tiếp tục tan tạo KAlO2 (hoặc K[Al(OH)4]).
Vì sao cho KOH dư thì kết tủa Al(OH)3 tan?
Vì Al(OH)3 là hiđroxit lưỡng tính, phản ứng được với bazơ mạnh: Al(OH)3 + KOH → KAlO2 + 2H2O, tạo muối tan trong nước.
Cần bao nhiêu mol KOH để 1 mol AlCl3 tạo kết tủa cực đại và để kết tủa tan hoàn toàn?
Kết tủa cực đại cần 3 mol KOH (tỉ lệ 1:3). Kết tủa tan hoàn toàn cần tối thiểu 4 mol KOH (tỉ lệ 1:4).
Phản ứng AlCl3 + KOH có phải phản ứng oxi hoá khử không?
Không. Số oxi hoá của các nguyên tố không thay đổi, đây là phản ứng trao đổi ion trong dung dịch.