Cân bằng phương trình sau Al4C3 + H2O → CH4 + Al(OH)3

Cân bằng phương trình sau Al4C3 + H2O → CH4 + Al(OH)3
1. Cân bằng phương trình sau Al4C3 + H2O → CH4 + Al(OH)3
Khi nhắc đến phản ứng hóa học AL4C3 ra CH4, chúng ta được đưa vào một
thế giới kỳ diệu của sự biến đổi giữa các chất. Điều này cho phép chúng ta
thấy rõ sức mạnh và đa dạng của hóa học.
Phương trình điều chế CH4 từ Al4C3 là:
Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3↓ + 3CH4↑.
Để thực hiện phản ứng điều chế metan trong phòng thí nghiệm, ta thực hiện các bước sau:
- Chuẩn bị một mẻ chất Al4C3.
- Đặt mẻ chất Al4C3 vào một bình hoặc ống nghiệm.
- Đưa bình hoặc ống nghiệm vào môi trường nhiệt độ phòng.
- Tiến hành cho nước vào bình hoặc ống nghiệm chứa Al4C3.
Trong quá trình này, Al4C3 sẽ tác dụng với nước tạo ra Al(OH)3 kết tủa màu
trắng và đồng thời sản xuất khí metan (CH4).
Hiện tượng nhận biết phản ứng là khi thêm nước vào Al4C3, ta sẽ thấy chất
Al4C3 bắt đầu tan dần trong nước và tạo thành kết tủa keo màu trắng, đồng
thời có khí metan (CH4) thoát ra khỏi dung dịch.
2. Một số phương pháp điều chế metan
(1) Trong lĩnh vực công nghiệp
Trong lĩnh vực công nghiệp, việc điều chế CH4 được thực hiện thông qua
quá trình tách khí metan và các dẫn xuất của nó từ nguồn cung cấp chủ yếu
là khí thiên nhiên và dầu mỏ. Phương pháp này làm cho việc sản xuất CH4
trở nên hiệu quả và nhanh chóng hơn.
(2) Trong phòng thí nghiệm
Có một số phương pháp để điều chế CH4 trong phòng thí nghiệm như sau:
- Khi cần một lượng nhỏ metan, người ta thường nung natri axetat cùng với
vôi tỏi xút. Hoặc có thể điều chế metan bằng cách cho nhôm cacbua tác dụng với nước:
Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4.
- Một phương pháp khác là sử dụng phản ứng của muối natri axetat với xút
để tạo ra khí metan. Đây là quá trình nhiệt phân muối natri của axit carboxylic:
CH3–COONa + NaOH → Na2CO3 + CH4.
- CH4 cũng có thể được điều chế bằng cách cộng hidro vào cacbon: C + 2H2 → CH4.
- Cuối cùng, CH4 có thể được sản xuất thông qua phản ứng của khí CO với hidro: CO + 3H2 → H2O + CH4.
3. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Có bao nhiêu phát biểu đúng trong số các phát biểu sau:
(1) Metan cháy với oxi tạo hơi nước và khí lưu huỳnh đioxit.
(2) Phản ứng hóa học giữa metan và clo được gọi là phản ứng thế.
(3) Trong phản ứng hóa học, giữa metan và clo, chỉ có duy nhất một nguyên
tử hiđro của metan có thể được thay thế bởi nguyên tử clo.
(4) Hỗn hợp gồm hai thể tích metan và một thể tích oxi là hỗn hợp nổ mạnh. A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 Đáp án A Các phát biểu sai là:
(1) Metan cháy với oxi tạo hơi nước và khí lưu huỳnh đioxit => Sai vì tạo khí
cacbonic (CO2) chứ không phải là lưu huỳnh đioxit.
(2) Phản ứng hóa học giữa Metan và Clo được gọi là phản ứng thế => Sai.
(4) Hỗn hợp gồm hai thể tích Metan và một thể tích Oxi là hỗn hợp nổ mạnh
=> Sai, hỗn hợp nổ gồm một thể tích Metan và hai phần thể tích Oxi. Chỉ có phát biểu (3) là đúng.
Câu 2. Cho dung dịch NH3 dư vào dd AlCl3 và ZnCl2 thu được A. Nung
A được chất rắn B. Cho luồng H2 đi qua B nung nóng sẽ thu được chất rắn: A. Zn và Al B. Zn và Al2O3 C. ZnO và Al2O3 D. Al2O3 Đáp án D
Câu 3. Trong các kim loại sau: Cu, Fe, Pb, Al người ta thường dùng kim
loại nào để làm vật liệu dẫn điện hay dẫn nhiệt. A. Chỉ có Cu B. Cu và Al C. Fe và Al D. Chỉ có Al Đáp án B
Câu 4. Kim loại nào sau đây được dùng nhiều nhất để đóng gói thực phẩm: A. Zn B. Fe C. Sn D. Al Đáp án D
Câu 5. Cho hỗn hợp K và Al vào H2O, thấy hỗn hợp tan hết. Chứng tỏ: A. Nước dư B. Nước dư và nK > nAl C. Nước dư và nK < nAl
D. Al tan hoàn toàn trong H2O Đáp án B
Câu 6. Khi hòa tan AlCl3 vào nước, hiện tượng xảy ra là:
A. Dung dịch vẫn trong suốt. B. Có kết tủa.
C. Có kết tủa đồng thời có giải phóng khí.
D. Có kết tủa sau đó kết tủa tan. Đáp án B
Khi hòa tan AlCl3 vào nước, hiện tượng xảy ra là có kết tủa do Al3+ bị thủy
phân tạo thành kết tủa Al(OH)3.
Câu 7. Phản ứng nào sau đây điều chế được CH4 tinh khiết hơn?
(1) Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3↓ + 3CH4↑ (2) C4H10 C3H6 + CH4
(3) CH2(COONa)2 + 2NaOH 2Na2CO3 + CH4
(4) CH3COONa + NaOH Na2CO3 + CH4 A. (1), (2), (3), (4). B. (2), (3), (4). C. (1), (3), (4). D. (3), (4). Đáp án C
Phản ứng (1) tạo CH4 nhưng có sản phẩm phụ là Al(OH)3, không cho CH4 tinh khiết.
Phản ứng (2) tạo CH4 và C3H6, không tạo CH4 tinh khiết.
Phản ứng (3) tạo CH4 và Na2CO3, không cho CH4 tinh khiết.
Phản ứng (4) tạo CH4 và Na2CO3, không cho CH4 tinh khiết.
Câu 8. Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế CH4 bằng phương pháp nào sau đây?
A. Nung natri axetat khan với hỗn hợp vôi tôi xút
B. Phân hủy hợp chất hữu cơ
C. Tổng hợp cacbon và hidro D. Cracking butan
Đáp án A: CH2(COONa)2 + 2NaOH → 2Na2CO3 + CH4
Câu 9. Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan,
propan bằng oxi không khí (trong không khí, oxi chiếm 20% thể tích),
thu được 3,92 lít khí CO2 (ở đktc) và 4,95 gam nước. Thể tích không khí
(ở đktc) nhỏ nhất cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên là: A. 70,0 lít. B. 35 lít. C. 84,0 lít. D. 56,0 lít. Đáp án B
Công thức của khí thiên nhiên (methane, CH4): C2H6 Bảo toàn nguyên tố O: 2nO2 = 2nCO2 + nH2O
Số mol CO2 sản phẩm = 3,92 / 22.4 = 0.175 mol
Số mol H2O sản phẩm = 4,95 / 18 = 0.275 mol
Số mol O2 cần thiết = 2 * 0.175 = 0.35 mol
Vậy, thể tích không khí cần dùng là nhỏ nhất, oxi trong không khí phản ứng vừa đủ.
V_O2(đktc) = 0.35 * 22.4 = 7 lít
V_KhôngKhí(đktc) = 5 * 7 = 35 lít.
Câu 10. Những phát biểu nào sau đây không đúng?
(1) Metan tác dụng với Clo khi có ánh sáng.
(2) Metan là chất khí, không màu, không mùi, nặng hơn không khí.
(3) Metan cháy tỏa nhiều nhiệt nên được dùng làm nhiên liệu trong đời sống và trong sản xuất.
(4) Hỗn hợp giữa metan và clo là hỗn hợp nổ.
(5) Trong phân tử metan có bốn liên kết đơn C-H.
(6) Metan tác dụng với clo ở điều kiện thường. A. 1, 3, 5. B. 1, 2, 6. C. 2, 4, 6. D. 2, 4, 5. Đáp án C
Các phát biểu không đúng: 2, 4, 6
(2) Metan là chất khí, không màu, không mùi, nặng hơn không khí => Sai, khí metan nhẹ hơn không khí.
(4) Hỗn hợp giữa Metan và Clo là hỗn hợp nổ => Sai.
(6) Metan tác dụng với Clo ở điều kiện thường => Sai, phải có chiếu sáng thì phản ứng mới xảy ra.
Câu 11. Trong phòng thí nghiệm có thể thu khí CH4 bằng cách:
A. Đẩy không khí (ngửa bình). B. Đẩy axit. C. Đẩy nước (úp bình). D. Đẩy bazơ. Đáp án C
Trong phòng thí nghiệm, bạn có thể thu khí CH4 bằng cách đẩy nước vào
một hỗn hợp chứa chất chứa metan. Khí metan không tan trong nước, vì vậy
khi đẩy nước vào hỗn hợp, khí metan sẽ thoát ra và có thể thu thập.
Câu 12. Những phát biểu nào sau đây không đúng?
1) Metan tác dụng với clo khi có ánh sáng.
2) Metan là chất khí, không màu, không mùi, nặng hơn không khí.
3) Metan cháy tỏa nhiều nhiệt nên được dùng làm nhiên liệu trong đời sống và trong sản xuất.
4) Hỗn hợp giữa metan và clo là hỗn hợp nổ.
5) Trong phân tử metan có bốn liên kết đơn C-H.
6) Metan tác dụng với clo ở điều kiện thường. Đáp án C
Các phát biểu không đúng: 2, 4, 6
2) Metan là chất khí, không màu, không mùi, nặng hơn không khí => Sai, khí metan nhẹ hơn không khí.
4) Hỗn hợp giữa Metan và Clo là hỗn hợp nổ => Sai.
6) Metan tác dụng với Clo ở điều kiện thường => Sai, phải có ánh sáng để phản ứng xảy ra.
Document Outline

• Cân bằng phương trình sau Al4C3 + H2O → CH4 + Al(O
  • 1. Cân bằng phương trình sau Al4C3 + H2O → CH4 + A
  • 2. Một số phương pháp điều chế metan
  • 3. Bài tập vận dụng liên quan