Phản ứng hóa học trên có tên gọi là phản ứng trung hòa NaAlO2 bằng CO2 và H2O. Trong quá trình này, sản phẩm Al(OH)3 và Na2CO3 được tạo thành. Nói cách khác, các chất đầu vào bao gồm NaAlO2, CO2 và H2O tương tác với nhau để tạo ra các chất khác như Al(OH)3 và Na2CO3.
Mục lục bài viết
1. Phương trình phản ứng khi Sục CO2 vào NaAlO2:
1.1. Cân bằng phương trình phản ứng:
Phản ứng giữa khí CO2 và dung dịch NaAlO2 là một trong những phản ứng hóa học cơ bản trong lĩnh vực hóa học. Khi sục khí CO2 vào dung dịch NaAlO2, phản ứng xảy ra theo phương trình sau:
CO2 + 2NaAlO2 + 3H2O → 2Al(OH)3 + Na2CO3
– Trong đó, khí CO2 phản ứng với hai phân tử NaAlO2 và ba phân tử nước, tạo thành hai phân tử Al(OH)3 và một phân tử Na2CO3. Phản ứng này có tính chất trung hòa, khiến cho dung dịch trở nên trung tính hơn. Công thức phân tử của NaAlO2 là Na2O.Al2O3, nó có tính axit không mạnh và có khả năng tương tác với một số bazơ để tạo thành muối.
1.2. Điều kiện để phản ứng khí CO2 sục vào NaAlO2:
Phản ứng giữa CO2 và NaAlO2 có thể xảy ra ở nhiệt độ thường. Điều này rất thuận lợi cho việc thực hiện phản ứng mà không cần sử dụng đến nhiệt độ cao hay thiết bị đặc biệt. Ngoài ra, việc sử dụng nhiệt độ thường còn giúp giảm thiểu các tác động tiêu cực đến môi trường. Điều kiện nhiệt độ này được coi là điều kiện lý tưởng cho phản ứng này vì đây là nhiệt độ phổ biến và dễ dàng kiểm soát.
2. Hiện tượng sục khí CO2 dư vào dung dịch NaAlO2:
Nếu sục khí CO2 đến dư vào dung dịch NaAlO2 sau khi phản ứng đã xảy ra, ta sẽ thấy xuất hiện kết tủa keo trắng. Điều này cho thấy phản ứng CO2 đã không phản ứng tiếp với Al(OH)3. Nguyên nhân là do oxit axit không phản ứng với bazơ không tan. Việc tạo thành kết tủa này có thể giúp cho quá trình phản ứng được kiểm soát hơn và cho phản ứng tiếp diễn trong một khoảng thời gian dài hơn. Ngoài ra, việc kiểm soát quá trình phản ứng này còn có thể giúp cho quá trình sản xuất các sản phẩm hóa học chất lượng hơn và giảm thiểu tác động đến môi trường.
Kết tủa sau phản ứng có thể được thu thập và sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất các sản phẩm hóa học khác. Ngoài ra, việc xử lý kết tủa này cũng có thể giúp giảm thiểu sự gây ô nhiễm đến môi trường. Các ứng dụng của kết tủa NaAlO2 cũng rất đa dạng, nó có thể được sử dụng trong lĩnh vực sản xuất giấy, trong sản xuất vật liệu xây dựng, trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm, và nhiều lĩnh vực khác.
3. Bài tập vận dụng liên quan và lời giải:
Câu 1. Sục khí CO2 đến dư vào dung dịch NaAlO2 hiện tượng xảy ra là
A. Không có hiện tượng gì.
B. có kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa lại tan.
C. có kết tủa keo trắng.
D. dung dịch vẫn trong suốt.
Hướng dẫn giải
Đáp án C
Sục khí CO2 đến dư vào dung dịch NaAlO2, ta sẽ quan sát được hiện tượng sau đây. CO2 sẽ phản ứng với NaAlO2 tạo thành hợp chất Al2O3 và NaHCO3. Trong đó, Al2O3 là chất rắn trắng được tạo thành trong quá trình phản ứng, còn NaHCO3 là chất bột trắng được tạo thành và hòa tan trong dung dịch nước. Điều này xảy ra do CO2 được hoà tan trong dung dịch NaAlO2 tạo thành axit cacbonic, làm tăng nồng độ điện tích dương của dung dịch và gây ra hiện tượng kết tủa Al2O3. Tuy nhiên, do NaHCO3 là chất hòa tan, nó sẽ không kết tủa trong dung dịch mà sẽ tồn tại dưới dạng ion Na+ và HCO3-.
Câu 2. Sục khí CO2 vào dung dịch NaAlO2
A. Không có hiện tượng gì
B. Dung dịch vẩn đục
C. Dung dịch trong suốt sau bị vẩn đục
D. Dung dịch có màu trong suốt
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Có kết tủa keo trắng không tan.
NaAlO2 + CO2 + 2H2O → Al(OH)3↓ + NaHCO3.
Câu 3. Dãy nào dưới đây gồm các chất vừa tác dụng với dung dịch axit HCl vừa tác dụng với dung dịch kiềm NaOH?
A. AlCl3 và Al2(SO4)3.
B. Al(NO3)3 và Al(OH)3.
C. Al2(SO4)3 và Al2O3.
D. Al(OH)3 và Al2O3.
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Câu 4. Khi cho từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch NaAlO2. Hiên tượng quan sát được là
A. xuất hiện kết tủa keo trắng
B. lúc đầu xuất hiện kết tủa keo trắng sau đó kết tủa tan hết.
C. không có hiện tượng gì xảy ra
D. xuất hiện kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa bị hoà tan một phần.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Khi cho từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch NaAlO2, quan sát được một loạt các hiện tượng hóa học đa dạng, đặc biệt là sự tạo thành các chất phức tạp. Điều này có thể được giải thích bằng cách xem xét cơ chế phản ứng giữa CO2 và NaAlO2. Trong quá trình này, CO2 sẽ tương tác với ion Al3+ trong dung dịch NaAlO2, tạo ra các phức chất với các đặc tính vật lý và hóa học khác nhau. Việc nghiên cứu các phức chất này có thể đem lại những kiến thức quý giá về tính chất của các hợp chất hóa học, đồng thời cũng giúp tăng cường hiểu biết về các ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực khác nhau như y học, công nghệ và môi trường.
Câu 5. Cho các thí nghiệm sau
(1) Cho Ba vào dung dịch chứa phèn chua
(2) Cho FeCl2 vào dung dịch AgNO3
(3) Cho Ca(OH)2 vào Mg(HCO3)2
(4) Sục khí NH3 vào dung dịch hỗn hợp CuCl2 và AlCl3
(5) Cho một miếng nhôm vào dung dịch NaOH dư rồi sục khí CO2 vào
Tổng số thí nghiệm có khả năng tạo kết tủa là:
A. 2
B. 5
C. 3
D. 4
Hướng dẫn giải
Đáp án B
(1) tạo kết tủa BaSO4 có thể có thêm Al(OH)3
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑
Ba2+ + SO42- → BaSO4↓ + H2O
Al3+ + 3OH- → Al(OH)3↓
(2) tạo kết tủa AgCl và Ag
FeCl2 + 2AgNO3 → 2AgCl↓ + Fe(NO3)2
Fe(NO3)2 + AgNO3 → Ag↓ + Fe(NO3)3
(3) tạo kết tủa CaCO3 và MgCO3
Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2 → CaCO3↓ + MgCO3↓ + 2H2O
(4) tạo Al(OH)3 có thể có Cu(OH)2
NH3 + H2O + AlCl3 → Al(OH)3↓ + NH4Cl
NH3 + H2O + CuCl2 → Cu(OH)2↓ + NH4Cl
4NH3 + Cu(OH)2 → Cu(NH3)4(OH)2 phức tan
(5) tạo kết tủa Al(OH)3 không tan trong CO2
Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 3/2H2↑
Câu 6. Nhận định nào sau đây không đúng khi nhắc về kim loại kiềm?
A. Đều có cấu tạo mạng tinh thể giống nhau: lập phương tâm khối
B. Kim loại kiềm là những nguyên tố mà nguyên tử có 1 e ở phân lớp p
C. Kim loại kiềm fễ bị oxi hóa
D. Năng lượng ion hóa thứ nhất của các nguyên tử kim loại kiềm thấp hơn so với các nguyên tố khác trong cùng chu kì
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Câu 7. Sục từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch hỗn hợp chứa Ca(OH)2 và NaAlO2. Khối lượng kết tủa thu được sau phản ứng được biểu diễn trên đồ thị sau:
Giá trị của m và x là
A. 66,3 và 1,31.
B. 66,3 và 1,13.
C. 39,0 và 1,31.
D. 39,0 và 1,13.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
mAl(OH)3 = 27,3 gam => nAl(OH)3 = nAlO2- = 0,35 mol
Thứ tự phản ứng:
(1) CO2 + 2H2O + AlO2- → Al(OH)3 + HCO3-
(2) CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
(3) CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2
Tại nCO2 = 0,74 mol thì cả Al(OH)3 và CaCO3 đạt giá trị lớn nhất, phản ứng (2) vừa kết thúc:
nCO2= nAlO2- + nCa(OH)2 => 0,74 = 0,35 + nCa(OH)2 => nCa(OH)2 = 0,39 mol
=> m = mCaCO3+ mAl(OH)3 = 0,39.100 + 0,35.78 = 66,3 gam
– Tại nCO2 = x: CaCO3 bị hòa tan hết, phản ứng (3) vừa kết thúc
x = nCO2 = nAlO2- + 2nCa(OH)2 = 0,35 + 2.0,39 = 1,13 mol
Câu 8. Cho các chất: Al(OH)3; NaAlO2; Al2O3; Zn(OH)2; Mg(OH)2; ZnO; SO2; NaHCO3; K2HPO4; KHS; KHSO3; Na2ZnO2; AgNO3 và Fe(OH)3. Có mấy chất trong dãy có tính chất lưỡng tính:
A. 7
B. 8
C. 9
D. 10
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Trong danh sách các chất gồm Al(OH)3; NaAlO2; Al2O3; Zn(OH)2; Mg(OH)2; ZnO; SO2; NaHCO3; K2HPO4; KHS; KHSO3; Na2ZnO2; AgNO3 và Fe(OH)3, ta có thể tìm ra một số chất có tính chất lưỡng tính, một tính chất đặc biệt cho thấy chúng có khả năng đồng thời tham gia vào các phản ứng hóa học với cả axit và bazơ khi được hòa tan trong nước.
Các chất có tính chất lưỡng tính bao gồm: Al(OH)3, Zn(OH)2, Mg(OH)2, NaHCO3, K2HPO4, KHS, và Fe(OH)3. Điều này có nghĩa là khi chúng ta hòa tan các chất này vào nước, chúng có thể tương tác với axit và bazơ để tạo thành phản ứng hóa học.
Ví dụ, Al(OH)3 là một trong những chất có tính chất lưỡng tính, được sử dụng trong sản xuất thuốc và mỹ phẩm. Nó có thể được sử dụng làm chất chống acid trong các sản phẩm khác nhau, bao gồm cả nước giặt và sữa tắm. Trong khi đó, Zn(OH)2 thường được sử dụng làm chất bảo vệ da trong các sản phẩm chăm sóc da.
Với tính chất lưỡng tính của chúng, các chất này có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ sản xuất thuốc, mỹ phẩm đến các sản phẩm hóa chất công nghiệp. Việc hiểu rõ tính chất của các chất hóa học này sẽ giúp cho chúng ta sử dụng chúng đúng cách và đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng.
