Phản ứng giữa AlCl3 (nhôm clorua) với Na2CO3 (natri cacbonat) và H2O (nước) là một phản ứng hóa học quan trọng, thường gặp trong các bài tập hóa học và có ứng dụng trong thực tế. Phản ứng này tạo ra kết tủa Al(OH)3 (nhôm hidroxit) và khí CO2 (cacbon đioxit). Dưới đây là phương trình phản ứng chi tiết, cùng với các điều kiện thực hiện và ví dụ minh họa.
Phương Trình Phản Ứng AlCl3 + Na2CO3 + H2O
Phương trình phản ứng hóa học đã được cân bằng như sau:
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3 ↓ + 6NaCl + 3CO2 ↑
Trong đó:
- AlCl3 là nhôm clorua
- Na2CO3 là natri cacbonat
- H2O là nước
- Al(OH)3 là nhôm hidroxit (kết tủa)
- NaCl là natri clorua
- CO2 là cacbon đioxit (khí)
Điều kiện phản ứng:
Phản ứng xảy ra ở điều kiện thường. Không cần điều kiện đặc biệt nào về nhiệt độ hoặc áp suất.
Cách thực hiện:
- Chuẩn bị dung dịch AlCl3 và dung dịch Na2CO3.
- Từ từ thêm dung dịch Na2CO3 vào dung dịch AlCl3.
Hiện tượng:
- Xuất hiện kết tủa keo trắng Al(OH)3.
- Có khí CO2 không màu thoát ra, tạo thành bọt khí.
Giải Thích Chi Tiết Phản Ứng
Phản ứng này thực chất là một phản ứng trao đổi ion, trong đó ion Al3+ từ AlCl3 phản ứng với nước (H2O) tạo thành Al(OH)3 kết tủa và H+, đồng thời ion CO32- từ Na2CO3 phản ứng với H+ tạo thành khí CO2 và H2O.
Phản ứng thủy phân của ion Al3+ trong dung dịch AlCl3:
Al3+ + 3H2O ⇌ Al(OH)3 + 3H+
Ion CO32- trung hòa ion H+ tạo ra:
CO32- + 2H+ ⇌ H2O + CO2
Ví Dụ Minh Họa và Bài Tập
Ví dụ 1: Xác Định Số Phương Trình Phản Ứng
Cho AlCl3 tác dụng lần lượt với các dung dịch: NH3, Na2CO3, Ba(OH)2. Hỏi có bao nhiêu phương trình phản ứng có thể xảy ra?
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
Hướng dẫn giải
Chọn B.
Các phương trình phản ứng:
- AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3NH4Cl
- 2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3 + 6NaCl + 3CO2 ↑
- 2AlCl3 + 3Ba(OH)2 → 2Al(OH)3 + 3BaCl2
- 2Al(OH)3 + Ba(OH)2 → Ba(AlO2)2 + 4H2O
Ví dụ 2: Nhận Biết Hiện Tượng
Cho từ từ đến dư dung dịch Na2CO3 vào dung dịch AlCl3, hiện tượng quan sát được là:
A. Có kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa tan.
B. Có kết tủa keo trắng và có khí bay ra.
C. Tạo kết tủa keo trắng sau chuyển thành kết tủa đỏ nâu.
D. Không có hiện tượng gì.
Hướng dẫn giải
Chọn B.
Giải thích: Khi cho Na2CO3 vào AlCl3, sẽ xuất hiện kết tủa Al(OH)3 và khí CO2 bay ra.
Ví dụ 3: Tính Thể Tích Khí CO2
Cho từ từ dung dịch Na2CO3 vào dung dịch AlCl3, thu được V lít khí không màu (đktc) và 7,8 gam kết tủa. Tính giá trị của V.
A. 1,12 lít.
B. 4,48 lít.
C. 2,24 lít.
D. 3,36 lít.
Hướng dẫn giải
Chọn D.
Kết tủa thu được là Al(OH)3.
Số mol Al(OH)3 = 7.8 / 78 = 0,1 mol
Phương trình phản ứng: 2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3 + 6NaCl + 3CO2 ↑
Theo phương trình, số mol CO2 = số mol Al(OH)3 * (3/2) = 0,15 mol
Vậy, thể tích CO2 = 0,15 * 22,4 = 3,36 lít
Ứng Dụng Của Phản Ứng
- Trong phòng thí nghiệm: Phản ứng này thường được sử dụng để điều chế Al(OH)3, một chất lưỡng tính có nhiều ứng dụng trong hóa học.
- Trong xử lý nước: AlCl3 được sử dụng như một chất keo tụ trong xử lý nước thải. Khi thêm Na2CO3, nó tạo ra Al(OH)3, giúp kết tủa các chất bẩn và làm sạch nước.
Hy vọng bài viết này cung cấp đầy đủ thông tin về phản ứng Alcl3 + Na2co3 + H2o, giúp bạn hiểu rõ hơn về phản ứng này và áp dụng vào giải các bài tập liên quan.
