Cho các chất và ion sau: HCO3-, Cr(OH)3, Al, Ca(HCO3)2, Zn, H2O…

Chào các em học sinh lớp 11 yêu quý! Thầy/cô rất vui được đồng hành cùng các em trong chuyên đề hóa học vô cơ hôm nay. Để giải quyết câu hỏi xác định số chất và ion có tính chất lưỡng tính theo thuyết Bronsted-Lowry, chúng ta cùng nhau ôn lại kiến thức cốt lõi và phân tích thật chi tiết từng trường hợp nhé.

1. Nhắc lại lý thuyết trọng tâm:

Theo thuyết Bronsted-Lowry, chất hoặc ion lưỡng tính là chất vừa có khả năng nhường proton (H+) tức là có tính axit, vừa có khả năng nhận proton (H+) tức là có tính bazơ.

Các chất và ion thường gặp có tính lưỡng tính bao gồm:

• Các anion (ion âm) gốc axit của axit yếu còn nguyên tử hydro linh động (ví dụ: HCO3-, HS-, HSO3-, HPO4(2-), H2PO4-…).
• Các hydroxit lưỡng tính của kim loại có tính lưỡng tính (ví dụ: Al(OH)3, Zn(OH)2, Cr(OH)3…).
• Một số oxit và muối đặc biệt (như Al2O3, Cr2O3, muối của axit yếu và bazơ yếu như (NH4)2CO3…).

2. Phân tích chi tiết từng chất và ion trong danh sách:

• HCO3- (Ion bicacbonat): Lưỡng tính. Vừa có thể nhận H+ để tạo thành H2CO3, vừa có thể nhường H+ để tạo thành CO3(2-).
• Cr(OH)3 (Crom(III) hydroxit): Lưỡng tính. Vừa tác dụng với axit mạnh, vừa tác dụng với dung dịch kiềm mạnh.
• Al (Nhôm đơn chất): Không lưỡng tính. Al là kim loại, trong phản ứng hóa học nó chỉ đóng vai trò là chất khử (nhường electron), không nhận hay nhường proton theo Bronsted.
• Ca(HCO3)2 (Canxi bicacbonat): Thực chất tính lưỡng tính do ion HCO3- quyết định, nhưng ở đây đề hỏi các chất và ion cụ thể. Tuy nhiên, trong dung dịch muối này phân li ra ion HCO3- lưỡng tính. Nếu xét theo bản chất cấu tạo muối, khi phân tích riêng lẻ ta thường xét các ion thành phần. Nhưng trong các bài tập trắc nghiệm phổ thông, muối chứa ion lưỡng tính thường được tính là có tính lưỡng tính do chứa gốc HCO3-. Tuy nhiên, hãy xét kỹ từng ion thành phần: Ca(2+) và HCO3-. Ion HCO3- lưỡng tính. (Ta sẽ cộng dồn cẩn thận ở phần kết luận).
• Zn (Kẽm đơn chất): Không lưỡng tính. Giống như Al, Zn là kim loại, chỉ có tính khử.
• H2O (Nước): Lưỡng tính. Nước vừa có thể nhận proton để tạo ion H3O+, vừa có thể nhường proton để tạo ion OH-.
• Al2O3 (Nhôm oxit): Lưỡng tính. Là oxit bazơ nhưng đồng thời tan được trong dung dịch kiềm mạnh.
• (NH4)2CO3 (Amoni cacbonat): Lưỡng tính (xét ở mức độ ion trong dung dịch). Ion NH4+ có tính axit (nhường H+ thành NH3), còn ion CO3(2-) có tính bazơ (nhận H+). Do đó, dung dịch muối này vừa có khả năng nhận vừa nhường proton thông qua các ion thành phần của nó.
• HS- (Ion hidrosunfua): Lưỡng tính. Vừa nhận H+ thành H2S, vừa nhường H+ thành S(2-).
• Zn(OH)2 (Kẽm hydroxit): Lưỡng tính. Vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với bazơ.
• Cr2O3 (Crom(III) oxit): Lưỡng tính. Tương tự Al2O3, vừa tác dụng với axit mạnh vừa tác dụng với kiềm nóng chảy.
• HPO4(2-) và H2PO4- (Các ion photphat): Đều lưỡng tính. Cả hai ion này đều có nguyên tử hydro và có khả năng nhận thêm proton hoặc nhường bớt proton trong dung dịch.
• HSO3- (Ion bisunfit): Lưỡng tính. Vừa có thể nhận H+ tạo thành H2SO3, vừa có thể nhường H+ tạo thành SO3(2-).

3. Tổng kết kết quả:

Sau khi phân tích kỹ lưỡng từng chất và ion, những cái tên thỏa mãn điều kiện lưỡng tính theo Bronsted gồm có:

• HCO3-
• Cr(OH)3
• Ca(HCO3)2 (xét về bản chất muối chứa ion lưỡng tính)
• H2O
• Al2O3
• (NH4)2CO3 (xét tổng hòa các ion thành phần có tính axit và bazơ)
• HS-
• Zn(OH)2
• Cr2O3
• HPO4(2-)
• H2PO4-
• HSO3-

Như vậy, số lượng các chất và ion có tính chất lưỡng tính trong danh sách trên là 12 trường hợp (Lưu ý: Hai kim loại đơn chất là Al và Zn bị loại trừ vì chúng chỉ có tính khử, không phải chất lưỡng tính theo thuyết Bronsted).

Hy vọng phần giải thích chi tiết này sẽ giúp các em nắm vững bản chất hóa học để tự tin chinh phục các bài kiểm tra sắp tới nhé!