Phản ứng hóa học trên gọi là phản ứng trung hòa NaAlO2 bằng CO2 và H2O. Trong quá trình này tạo thành sản phẩm Al(OH)3 và Na2CO3. Nói cách khác, các đầu vào bao gồm NaAlO2, CO2 và H2O tương tác với nhau để tạo ra các chất khác như Al(OH)3 và Na2CO3.
1. Phương trình phản ứng khi cho 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 2 phân tử NaAlO2 và 3 phân tử nước tạo thành 2 phân tử Al(OH)3 và 1 phân tử Na2CO3. Phản ứng này có bản chất trung tính, làm 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 tạo thành muối.
1.2. Điều kiện để xảy ra phản ứng sục khí CO2 vào NaAlO2:
Phản ứng giữa CO2 và NaAlO2 có thể diễn ra ở nhiệt độ thường. Điều này rất thuận tiện cho việc thực hiện phản ứng mà không cần sử dụng nhiệt độ cao hoặc thiết bị đặc biệt. Ngoài ra, việc sử dụng nhiệt độ thường giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Điều kiện nhiệt độ này được coi là lý tưởng cho phản ứng này vì đây là nhiệt độ phổ biến và dễ kiểm soát.
2. Hiện tượng sục khí CO2 dư vào dung dịch NaAlO2:
Nếu sục khí CO2 dư vào dung dịch NaAlO2 sau khi phản ứng xảy ra xong thấy xuất hiện kết tủa keo trắng. Điều này chỉ ra rằng phản ứng CO2 không phản ứng thêm với Al(OH)3. Điều này là do các oxit axit không phản ứng với các bazơ không hòa tan. Sự hình thành kết tủa này có thể làm cho phản ứng được kiểm soát tốt hơn và cho phép phản ứng tiếp tục trong thời gian dài hơn. Ngoài ra, việc kiểm soát quá trình phản ứng này cũng có thể giúp tạo ra các sản phẩm hóa chất có chất lượng tốt hơn và giảm tác động đến môi trường.
Kết tủa sau phản ứng có thể được thu lại và dùng làm nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm hóa chất khác. Ngoài ra, việc xử lý chất kết tủa này còn có thể giúp giảm ô nhiễm môi trường. Ứng dụng của NaAlO2 kết tủa cũng rất đa dạng, nó có thể được sử dụng trong lĩnh vực sản xuất giấy, sản xuất vật liệu xây dựng, công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và nhiều lĩnh vực khác.
3. Bài tập liên quan và cách giải:
Câu 1. Sục khí CO2 đến dư vào dung dịch NaAlO2, hiện tượng xảy ra là
A. Không có gì xảy ra.
B. có kết tủa keo trắng sau đó lại tan.
C. có kết tủa keo trắng.
D. dung dịch vẫn trong suốt.
hướng dẫn giải
ĐÁP ÁN C
Sục khí CO2 dư vào dung dịch NaAlO2 ta quan sát được hiện tượng sau. CO2 sẽ phản ứng với NaAlO2 tạo thành hợp chất Al2O3 và NaHCO3. Trong đó, Al2O3 là chất rắn màu trắng được tạo thành trong quá trình phản ứng và NaHCO3 là chất bột màu trắng được tạo thành và hòa tan trong dung dịch nước. Điều này xảy ra do CO2 được hòa tan trong dung dịch NaAlO2 để tạo thành axit carbonic, làm tăng nồng độ điện tích dương của dung dịch và gây ra kết tủa Al2O3. Tuy nhiên, do NaHCO3 tan được nên sẽ không kết tủa trong dung dịch mà sẽ tồn tại dưới dạng ion Na+ và HCO3-.
Câu 2. Sục khí CO2 vào NaAlO2. giải pháp
A. Không có hiện tượng gì
B. Dung dịch vẩn đục
C. Dung dịch trong sau vẩn đục
D. Dung dịch trong suốt
hướng dẫn giải
Câu trả lời là không
Có kết tủa keo trắng không tan.
NaAlO2 + CO2 + 2H2O → Al(OH)3↓ + NaHCO3.
Câu 3. Dãy nào sau đây gồm các chất đều phản ứng được với dung dịch axit HCl và 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
TRẢ LỜI DỄ DÀNG
Câu 4. Khi sục từ từ khí CO2 đến dư vào dung dịch NaAlO2. Hiện tượng quan sát được là
A. xuất hiện kết tủa keo trắng
B. Lúc đầu xuất hiện kết tủa trắng keo, sau đó kết tủa tan hết.
C. không có gì xảy ra
D. xuất hiện kết tủa trắng keo, sau đó kết tủa tan một phần.
hướng dẫn giải
Đáp án A
Khi cho từ từ khí CO2 vào dung dịch NaAlO2 thì xảy ra nhiều hiện tượng hoá học, đặc biệt là sự tạo thành phức chất. 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 phức chất có tính chất lý hóa khác nhau. Nghiên cứu về các phức hợp này có thể cung cấp những hiểu biết có giá trị về tính chất của các hợp chất hóa học, đồng thời nâng cao hiểu biết về 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 AgNO3 . giải pháp
(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 thành kết tủa là:
A. 2
B. 5
c.3
mất 4
hướng dẫn giải
Câu trả lời là không
(1) Có thể cho kết tủa BaSO4 bằng Al(OH)3
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑
Ba2+ + SO42- → BaSO4↓ + H2O
Al3+ + 3OH- → Al(OH)3↓
(2) kết tủa AgCl và Ag
FeCl2 + 2AgNO3 → 2AgCl↓ + Fe(NO3)2
Fe(NO3)2 + AgNO3 → Ag↓ + Fe(NO3)3
(3) CaCO3 và MgCO3 . kết tủa
Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2 → CaCO3↓ + MgCO3↓ + 2H2O
(4) tạo thành 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 → phức tan Cu(NH3)4(OH)2
(5) kết tủa Al(OH)3 không tan trong CO2
Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + 3/2H2↑
Câu 6. Phát biểu nào sau đây không đúng về kim loại kiềm?
A. Đều có cấu tạo mạng tinh thể giống nhau: tâm khối lập phương
B. Kim loại kiềm là những nguyên tố mà nguyên tử có 1 electron ở lớp p. vỏ con
C. Kim loại kiềm dễ bị oxi hóa
D. Năng lượng ion hóa thứ nhất của nguyên tử kim loại kiềm thấp hơn năng lượng ion hóa của các nguyên tố khác trong cùng chu kỳ
hướng dẫn giải
Câu trả lời là không
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 ở đồ thị sau:
Giá trị của m và x lần lượt 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
Câu trả lời là không
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
Khi nCO2 = 0,74 mol thì cả Al(OH)3 và CaCO3 đều đạt giá trị cực đại, 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 tan hết, phản ứng (3) mới 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
mất 10
hướng dẫn giải
Câu trả lời là không
Danh sách các chất bao 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 nhận thấy một số chất có tính chất lưỡng tính, một tính chất đặc biệt chứng tỏ chúng có khả năng tham gia đồng thời phản ứng hóa học với cả axit và bazơ khi hòa tan trong nước.
Các chất có tính lưỡng tính gồm: Al(OH)3, Zn(OH)2, Mg(OH)2, NaHCO3, K2HPO4, KHS, Fe(OH)3. Điều này có nghĩa là khi chúng ta hòa tan các chất này trong nước, chúng có thể tương tác với axit và bazơ để tạo thành các phản ứng hóa học.
Ví dụ, Al(OH)3 là một trong những chất có tính chất lưỡng tính, được dùng trong sản xuất thuốc và mỹ phẩm. Nó có thể được sử dụng như một chất kháng axit trong các sản phẩm khác nhau, bao gồm bột 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 đặc tính lưỡng tính, các chất này có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ sản xuất thuốc và mỹ phẩm đến các sản phẩm hóa chất công nghiệp. Hiểu rõ đặc tính của các loại hóa chất này sẽ giúp chúng ta sử dụng đúng cách và đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng.
