Giải thích hiện tượng thí nghiệm và viết phương trình hoá học để minh họa (nhóm Nitơ)

VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 11 bài viết Giải thích hiện tượng thí nghiệm và viết phương trình hoá học để minh họa (nhóm Nitơ), nhằm giúp các em học tốt chương trình Hóa học 11.

Nội dung bài viết Giải thích hiện tượng thí nghiệm và viết phương trình hoá học để minh họa (nhóm Nitơ):
Phương pháp: Nắm vững tính chất vật lí và hoá học của các đơn chất và hợp chất nhóm nitơ. Ví dụ 1: Nêu hiện tượng, giải thích và viết phương trình hoá học minh hoạ trong các trường hợp sau: a) Nhỏ từ từ tới dư dung dịch NH3 vào dung dịch CuSO4. b) Nhỏ từ từ tới dư dung dịch NH3 vào dung dịch AlCl3. c) Cho Cu vào dung dịch NaNO3, sau đó cho tiếp dung dịch HCl vào. d) Cho Al vào dung dịch NaNO3, sau đó nhỏ tiếp dung dịch NaOH vào. e) Cho Fe(NO3)2.9H2O vào dung dịch NaHSO4. g) Cho cacbon vào dung dịch HNO3 đặc, nóng.
Giải: a) Dung dịch có kết tủa màu xanh xuất hiện sau đó kết tủa tan trong dung dịch NH3 dư. Cu2+ + 2NH3 + 2H2O → Cu(OH)2 + 2NH4+; Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2. b) Dung dịch có kết tủa màu trắng keo xuất hiện không tan trong dung dịch NH3 dư. Al3+ + 2NH3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3NH4+. c) Khi cho Cu vào dung dịch NaNO3 thì không có hiện tượng gì. Nếu nhỏ tiếp dung dịch HCl vào thì Cu tan, có khí không màu hoá nâu trong không khí thoát ra và dung dịch tạo thành có màu xanh. 3Cu + 2NO3- + 8H+ = 3Cu2+ + 2NO + 4H2O; 2NO + O2 → 2NO2 (màu nâu).
d) Khi cho Al vào dung dịch NaNO3 thì không có hiện tượng gì. Khi thêm tiếp dung dịch NaOH vào thì Al tan và có khí thoát ra mùi khai. 8Al + 3NO3- + 5OH- + 18H2O = 8[Al(OH)4]- + 3NH3. e) Có khí không màu hoá nâu thoát ra. 3Fe2+ + NO3- + 4HSO4- = 3Fe3+ + NO + 2H2O + 4SO42-. g) Cacbon tan và có khí màu nâu thoát ra C + 4HNO3 = CO2 + 4NO2 + 2H2O. Ví dụ 2: Cho FeS2 vào dung dịch HNO3 đặc, nóng thu được dung dịch A và khí B. Hấp thụ hết B vào dung dịch NaOH thu được dung dịch C. Cho BaCl2 vào dung dịch A, sinh ra kết tủa D. Nhỏ nước oxi già vào dung dịch C. Viết các phương trình hoá học xảy ra.
Ví dụ 3: Khi cho Cu vào dung dịch NaNO3 thì không có hiện tượng gì? Nếu cho tiếp vào hỗn hợp vài giọt axit HCl thì Cu tan và có khí thoát ra hoá nâu. Giải thích. Giải: Cu không khử được ion Na+ nên khi cho Cu vào dung dịch NaNO3 thì Cu không tan. Ngoài ra, cũng chứng tỏ trong môi trường nước NO3- không oxi hoá được Cu. Khi cho tiếp dung dịch HCl vào hỗn hợp thực chất là cung cấp ion H+ thì Cu tan. Như đã biết H+ không oxi hoá được Cu, chứng tỏ trong môi trường axit NO3- đã oxi hoá Cu thành Cu2+. 3Cu + 2NO3- + 8H+ = 3Cu2+ + 2NO + 4H2O; 2NO + O2 = 2NO2 (không màu) (màu nâu).
Ví dụ 4: Cho một mẩu Al vào dung dịch NaNO3 thì Al không tan. Nếu cho tiếp vào hỗn hợp vài giọt NaOH thì Al tan và có khí mùi khai thoát ra. Giải thích. Giải: Cho một mẩu Al vào dung dịch NaNO3 thì Al không tan do Al không khử được Na+. Nếu cho tiếp vào hỗn hợp vài giọt NaOH thì Al tan và có khí mùi khai thoát ra (NH3). Chứng tỏ NO3- trong môi trường kiềm đã oxi hoá Al theo phản ứng: 8Al + 3NO3- + 5OH- + 18H2O → 8[Al(OH)4]- + 3NH3 (mùi khai). Nếu NO3- hết mà Al và OH- còn thì tiếp tục xảy ra phản ứng: 2Al + 2OH- + 6H2O → 2[Al(OH)4]- + 3H2. Khí thoát là H2 không màu, không mùi.