NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4

Phản ứng NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄

1. Phương trình phản ứng NH₃ và H₂SO₄

2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄

2. Điều kiện phản ứng xảy ra

Nhiệt độ thường.

3. Bản chất của NH₃ (Amoniac) trong phản ứng

NH₃ mang dầy đủ tính chất hoá học của một bazo yếu tác dụng với axit tạo thành muối amoni.

4. Tính chất hóa học của NH₃

Amoniac có tính bazơ yếu

Amoniac do tính bazơ nên dung dịch amoniac làm cho quỳ tím hóa xanh còn dung dịch phenolphlatein từ màu chuyển thành hồng.

Do đó để phát hiện amoniac, người ta dùng quỳ tím ẩm để nhận biết.

Nguyên nhân: do cặp e chưa tham gia liên kết ở nguyên tử N

Ba(OH)₂ > NaOH > NH₃ > Mg(OH)₂ > Al(OH)₃

a) Amoniac phản ứng với nước

NH₃ + H₂O ⇔ NH₄⁺ + OH^–

b) Amoniac phản ứng với Axit → Muối Amoni

Thí dụ:

NH₃ (khí) + HCl (khí) → NH₄Cl (khói trắng)

NH₃ + H₂SO₄ → NH₄HSO₄

2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄

c) Amoniac tác dụng với dung dịch muối của các kim loại mà hidroxit không tan → bazơ và muối

NH₃ + Muối (dung dịch) → Bazơ + Muối mới

Thí dụ

2NH₃+ MgCl₂ + 2H₂O → Mg(OH)₂ + 2NH₄Cl

3NH₃ + AlCl₃+ 3H₂O →Al(OH)₃↓ + 3NH₄Cl

* Chú ý: Với muối của Cu²⁺, Ag⁺ và Zn²⁺ có kết tủa sau đó kết tủa tan do tạo phức chất tan

Cu(NH₃)₄(OH)₂; Ag(NH₃)₂OH; Zn(NH₃)₄(OH)₂.

Thí dụ:

ZnSO₄+ 2NH₃+ 2H₂O → Zn(OH)₂↓ + (NH₄)₂SO₄

Zn(OH)₂ + 4NH₃ → [Zn(NH₃)₃](OH)₂

Amoniac có tính khử mạnh

Nguyên nhân: do N trong NH₃ có mức oxi hóa thấp nhất -3

a) Amoniac tác dụng với O₂

4NH₃ + 3O₂ 2N₂↑ + 6H₂O

4NH₃ + 5O₂ 4NO↑ + 6H₂O

b) Amoniac tác dụng với Cl₂

2NH₃ + 3Cl₂ N₂↑ + 6HCl

8NH₃ + 3Cl₂ → N₂↑ + 6NH₄Cl

c) Amoniac tác dụng với oxit của kim loại

Thí dụ:

3CuO + 2NH₃ Cu + 3H₂O + N₂↑

Khả năng tạo phức

Dung dịch amoniac có khả năng hòa tan hiđroxit hay muối ít tan của một số kim loại, tạo thành các dung dịch phức chất.

Ví dụ:

* Với Cu(OH)₂:

Cu(OH)₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄](OH)₂ (màu xanh thẫm)

* Với AgCl:

AgCl + 2NH₃ → [Ag(NH₃)₂]Cl

Sự tạo thành các ion phức là do sự kết hợp các phân tử NH₃ bằng các electron chưa sử dụng của nguyên tử nitơ với ion kim loại.

5. Tính chất vật lý của NH3

Amoniac là một chất khí không màu. Amoniac hóa lỏng nhìn giống nước, không màu, có mùi hôi hăng nồng đặc trưng. NH3 là chất dễ hóa lỏng bởi amoniac có độ phân cực lớn do NH3 có cặp electron tự do và liên kết N-H bị phân cực. Nó nhẹ hơn không khí, mật độ của amoniac gấp 0,589 lần không khí.

Dung dịch Amoniac là dung môi hòa tan tốt.

Tại áp suất tiêu chuẩn 1 atm, khối lượng của một phân tử NH3 là: 0.769 kg/m3 với tỷ lệ giãn nở thể tích 850 – 1000 lần

Khối lượng riêng của NH3 là : 681 kg/m3 (ở nhiệt độ -33°C)

NH3 có độ hòa tan trong nước: 47% ở 0°C (89,9 g/100ml); 31% ở 25 °C; 18% ở 50°C;

Dung dịch NH3 có tính bazơ nên có độ pH > 12

Điểm sôi của dung dịch NH3 là 33,34 °C, điểm nóng chảy của NH3 là -77,7 °C, nhiệt độ tự cháy của NH3 khí là 650°C

6. Tính chất hoá học của H₂SO₄

6.1. H₂SO₄ loãng

Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như:

• Axit sunfuric H₂SO₄ làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ.
• Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) tạo thành muối sunfat.

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

• Tác dụng với oxit bazo tạo thành muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) và nước .

FeO + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂O

• Axit sunfuric tác dụng với bazo tạo thành muối mới và nước.

H₂SO₄ + NaOH → NaHSO₄ + H₂O

H₂SO₄­ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

• H2SO4 tác dụng với muối tạo thành muối mới (trong đó kim loại vẫn giữ nguyên hóa trị) và axit mới.

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

H₂SO₄ + 2KHCO₃ → K₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂

6.2. H₂SO₄ đặc

Axit sunfuric đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh với tính chất hóa học nổi bật như:

• Tác dụng với kim loại: Khi cho mảnh Cu vào trong H₂SO₄ tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí bay ra với mùi sốc.

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

• Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim + H₂O + SO₂.

C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2H₂O + 2SO₂ (nhiệt độ)

2P + 5H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 5SO₂ + 2H₂O

• Tác dụng với các chất khử khác.

2FeO + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O

• H₂SO₄ còn có tính háo nước đặc trưng như đưa H₂SO₄ vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào với phương trình hóa học như sau.

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂SO₄ → 12C + H₂SO₄.11H₂O

7. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. Có thể thu được nitơ từ phản ứng nào trong các phản ứng dưới đây?

A. Đun nóng dung dịch bão hòa natri nitrit với amoni clorua.

B. Nhiệt phân AgCl.

C. Cho bột Cu vào dung dịch HNO₃ đặc nóng.

D. Cho muối NH₄NO₃ vào dung dịch kiềm.

Lời giải:

Đáp án A

Có thể thu được nitơ từ phản ứng đun nóng dung dịch bão hòa natri nitrit với amoni clorua

2NH₄Cl + NaNO₃→ N₂ + NaCl + 2H₂O

Câu 2. Trong phòng thí nghiệm có thể điều chế nitơ bằng phương pháp nào sau đây

A. nhiệt phân atri nitrit

B. Đun hỗn hợp NaNO₂ và NH₄Cl

C. thủy phân Mg₃N₂

D. phân hủy khí amoniac

Lời giải:

Đáp án B

Trong phòng thí nghiệm có thể điều chế nitơ bằng phương pháp đun hỗn hợp NaNO₂ và NH₄Cl

NaNO₂ + NH₄Cl → N₂ + 2H₂O + NaCl

Câu 3. Khi nhiệt phân, nhóm các muối nitrat cho sản phẩm kim loại, khí NO₂, O₂ là

A. Cu(NO₃)₂, Pb(NO₃)₂.

B. Ca(NO₃)₂, Hg(NO₃)₂, AgNO₃.

C. Zn(NO₃)₂, AgNO₃, NaNO₃.

D. Hg(NO₃)₂, AgNO₃.

Lời giải:

Đáp án D

Nếu muối nitrat của kim loại sau Cu → kim loại + NO₂ + O₂

Hg(NO₃₎₂ → Hg + 2NO₂ + O₂

AgNO₃ → Ag + NO₂ + 1/2O₂

Câu 4. Cho 17,4 gam muối FeCO₃ tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO₃ được hỗn hợp khí CO₂, NO và dung dịch X. Khi thêm dung dịch HCl (dư) vào dung dịch X, thì dung dịch thu được hòa tan tối đa bao nhiêu bột đồng kim loại, biết rằng có khí NO bay ra?

A. 14,4 gam.

B. 48 gam.

C. 16 gam.

D. 32 gam.

Lời giải:

Đáp án B

n_FeCO3 = 0,15 mol ⇒ Fe(NO₃)₃ = 0,15 mol ⇒ n_NO3– = 0,45 mol

3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^– → Cu²⁺ + 2NO + 4H₂O

n_Cu = 3/2. n_NO3– = 0,675 mol

Cu + 2Fe³⁺ → Cu²⁺ + 2Fe²⁺

n_Cu = 1/2. n_Fe3+ = 0,075

⇒ ∑n_Cu = 0,075 ⇒ m_Cu = 48 gam

Câu 5. Nhiệt phân hoàn toàn AgNO₃ thu được sản phẩm là

A. Ag, NO₂, O₂

B. Ag₂O, NO₂, O₂

C. AgNO₂, O₂

D. Ag, Ag₂O, NO₂

Lời giải:

Đáp án A

Nhiệt phân hoàn toàn AgNO₃ thu được sản phẩm là Ag, NO₂, O₂

Câu 6. Nung a gam Mg(NO₃)₂ đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 11,2 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm NO₂ và O₂. Giá trị của a là

A. 14,8.

B. 18,5.

C. 29,6.

D. 11,1.

Lời giải:

Đáp án C

Phương trình nhiệt phân Mg(NO₃)₂

2Mg(NO₃)₂ → 2MgO + 4NO₂+ O₂

Đặt số mol O₂ là x

=> n_NO2 = 4x;

n_Mg(NO3)2 = 2x

n_{hỗn hợp khí} = 0,5 => n_O2 + n_NO2 = 5x = 0,5 => x = 0,1 => n_Mg(NO3)2 = 0,2

m_Mg(NO3)2 = 29,6 gam

Câu 7. Dẫn 4,48 lít NH₃ (đktc) đi qua ống đựng 64 gam CuO nung nóng thu được chất rắn X và khí Y. Ngâm chất rắn X trong dung dịch HCl 2M dư. Tính thể tích dung dịch axit đã tham gia phản ứng ? Coi hiệu suất quá trình phản ứng là 100%.

A. 0,5 lít

B. 0,25 lít

C. 1 lít

D. 0,15 lít

Lời giải:

Đáp án A

n_NH3 = 0,2 mol,

n_CuO = 0,8 mol

Phương trình phản ứng :

2NH3 + 3CuO → 3Cu + N₂+ 3H₂O (1)

0,2 0,8 → 0,3

=> n_{CuO dư} = 0,8 – 0,3 = 0,5 mol

X gồm Cu (0,3 mol) và CuO dư (0,5 mol)

– Phản ứng của X với dung dịch HCl :

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O (2)

mol: 0,5 → 1

Theo (2) và giả thiết ta suy ra V_HCl = 1/2 = 0,5 lít.

Câu 8. Cặp muối nào tác dụng với dung dịch NH₃ dư đều thu được kết tủa?

A. K₂SO₄, MgCl₂.

B. AlCl₃, FeCl₃.

C. CuSO₄, FeSO₄.

D. AgNO₃, Zn(NO₃)₂.

Lời giải:

Đáp án B

Cặp muối khi tác dụng với dung dịch NH₃ dư đều tạo kết tủa là AlCl₃ và FeCl₃

2NH₃ + AlCl₃ + 3H₂O → Al(OH)₃ ↓ + 3NH₄Cl

FeCl₃ + 3 NH₃ + 3 H₂O → Fe(OH)₃ + 3 NH₄Cl

A sai vì K₂SO₄ không tạo kết tủa với NH₃

C sai vì CuSO₄ tạo kết tủa, sau đó kết tủa tan khi NH3 dư

D sai vì AgNO₃, Zn(NO₃)₂ đều tạo kết tủa, sau đó kết tủa tan khi NH3 dư

Câu 9. Nhận biết dung dịch AlCl3 và ZnCl2 người ta dùng hóa chất nào sau đây

A. NaOH.

B. H₂SO₄.

C. NH₃.

D. Ba(OH)₂.

Lời giải:

Đáp án C

Để nhận biết AlCl₃ và ZnCl₂, người ta dùng dung dịch NH₃ dư

AlCl₃ tạo kết tủa và không tan trong NH₃ dư còn ZnCl₂ tạo kết tủa sau đó tan.

2NH₃ + AlCl₃ + 3H₂O → Al(OH)₃ ↓ + 3NH₄Cl

Câu 10. Tính bazơ của NH₃ là do

A. trên nguyên tử N còn cặp e tự do.

B. phân tử có 3 liên kết cộng hóa trị phân cực.

C. NH₃ tan nhiều trong nước.

D. NH₃ tác dụng với nước tạo thành NH₄OH.

Lời giải:

Đáp án A

Tính bazơ của NH₃ là do trên nguyên tử N còn cặp e tự do không tham gia liên kết.

Theo thuyết bronsted , bazo là chất nhận proton

Theo thuyết areniut, bazo là chất tan trong nước phân li ra ion OH-

H₂O + NH₃ ⇌ OH^– + NH₄⁺

Xem thêm các phương trình hóa học khác:

NH3 + HNO3 → NH4NO3

NH3 + Cl2 → N2 + NH4Cl

NH3 + O2 → NO + H2O

NH3 + HCl → NH4Cl

NH3 + H2O → NH4OH