BÁO cáo THỰC HÀNH môn hóa vô cơ HIĐRO và các NGUYÊN tố PHÂN NHÓM IB, IIB các NGUYÊN tố PHÂN NHÓM VIIA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO THỰC HÀNH MƠN : HĨA VƠ CƠ GVHD: Nguyễn Thị Cẩm Thạch NHÓM 1: Lê Thị Thanh Lam - 15035391 Nguyễn Ngọc Kiên - 15014521 Mai Tuấn Anh - 14124491 Thứ 4, ngày 5, tháng 4, năm 2017 ​ MỤC LỤC Bài thực hành Bài ​3 Bài ​21 Bài ​44 Bài ​60 Bài ​73 Bài 6+7 ​88 Bài ​92 Bài ​96 99 ​Trang BÀI 1:- HIĐRO VÀ CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB, IIB - CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIA PHẦN 1: HIĐRO VÀ CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHĨM IB, IIB A.BÁO CÁO THÍ NGHIỆM: Chuẩn bị lý thuyết: - PHẦN HIĐRO: Đặc điểm chung hidro – Trạng thái tự nhiên: - Hidro nguyên tố phổ biến vũ trụ chiếm 70% vật chất thông thường theo khối lương 30% theo số lượng nguyên tử - Nguyên tố tìm thấy với khối lượng khổng lồ hành tinh khổng lồ Tuy trái đất có khí quyển( 1ppm theo thể tích ) - Nguồn chủ yếu nước, bao gồm hai phần hidro phần oxi Các nguồn khác bao gồm phần lớn hợp chất hữu cơ, than, nhiên liệu hóa thạch, khí tự nhiên - Hidro đóng vai trị sống cịn việc cung cấp lượng vũ trụ thông qua phản ứng proton – proton chu trình cacbon- nito( Đó phản ứng nhiệt hạch giải phóng lượng khổng lồ thông qua việc tổ hợp hai nguyên tử hidro thành nguyên tử heli) 2.Tính chất vật lý: - Kí hiệu hóa học: H - Ngun tử khối: - Công thức phân tử: H2 - Hidro chất khí nhẹ, khơng màu, khơng mùi, nhẹ khơng khí 14,5 lần - Tan nước, hóa lỏng -183C.ân tử gồm hai nguyên tử H2 (Ở nhiệt độ cao, trình ngược lại xảy ra.) - Nhiệt độ sôi: 20,27K - Nhiệt độ nóng chảy: 14,02K Tính chất hóa học hợp chất đặc trưng hidro: - Ở điều kiện thường, nguyên tử hydro kết hợp với tạo thành phân tử - Tác dụng với Oxi: cháy Oxi có lửa mày xanh tạo thành nước H2 + O2 → 2H2O ​ - Tác dụng với CuO: lấy oxi Đồng(II)oxit để tạo nước giải phóng đồng H2 + CuO → H2O + Cu - Hidro có số oxi hóa: -1; 0; +1 - Hợp chất hidro số oxi hóa : -1 + hidrua ion có tính bazo: NaH + H2O → NaOH + H2 + Hidrua cộng hóa trị dễ bay hơi: khơng bền, có tính khử mạnh, tự bốc cháy khơng khí : 2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O + Hidrua cộng hóa trị khó bay hơi: lưỡng tính BeH2 + 2NaH → Na2[BeH4] - PHẦN CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB, IIB Giới thiệu nguyên tố phân nhóm: - Nhóm IB phân nhóm phụ gồm nguyên tố: Cu, Ag, Au - Nhóm IIB nguyên tố : Zn, Cd, Hg Đặc điểm chung nguyên tố phân nhóm: - Nhóm IB: 10 + Đếu có cấu hình (n-1)d ns nên xảy tượng bão hịa tức cấu hình bền + Cả kim loại tồn dạng tự dạng hợp chất, dạng tự kim loại dạng kim loại tự sinh + Cả kim loại nhóm IB kết tinh dạng mạng lưới lập phương tâm diện, có độ dẫn điện, dẫn nhiệt lớn tất kim loại - Nhóm IIB: + Đặc điểm lớp electron hóa trị (n-1)d10ns2 Các nguyên tử kim loại nhóm IIB có phân lớp (n-1)d điền vào đầy đủ electron cặp electron ns + Số oxi hóa đặc trưng nguyên tố IIB là: +2 Ngoại trừ Hg số oxi hóa +1 + Cả nguyên tố bền với không khí nhiệt độ thường, nung nóng Zn Cd phản ứng mãnh liệt + Từ tính: Độc tính + Có độ bền nhiệt: khơng cao, hợp chất Hg(II) bền nhiệt + Màu sắc: Zn(II) Cd(II) , đa số không màu, Hg(II) đa số hợp chất có màu khả phân cực mạnh Tính chất đặc trưng đơn chất phân nhóm: - Hoạt tính hóa học giảm dần từ Zn đến Hg Tác dụng với phi kim : khơng phản ứng với H2, N2, C, Si khơng phản ứng trực tiếp - Với photpho tạo photphua - Tác dụng với H2O: Cd, Zn bền với nước nhiệt độ thường Cd, Zn kim loại lưỡng tính nên nung nóng phản ứng với H2O tạo H2 - Tác dụng với axit: HCl, H2SO4 tạo muối amoni Zn + 4NH4Cl → 2HCl + H2 + [Zn(NH3)4]Cl2 - Zn tác dụng với dung dịch kiềm, dung dịch NH3 4Zn + 7NaOH + NaNO3 + 6H2O → 4Na2[Zn(OH)4] + NH3 ●Nhóm IB: Tác dụng với kim loại + Kim loại: phản ứng với H2, không phản ứng trực tiếp với C, N2 + Chỉ có Cu tác dụng với O2 tạo oxit Trong khơng khí ẩm tạo lớp màng màu xanh muối cacbonat bazo + Cu, Ag tác dụng với S tạo CuS, Ag2S + Tác dụng với axit: H2SO4 đặc, H2SO4 khan nóng , nước cường toan 2Au + 6H2SO4 → Au2(SO4)4 + H2S2O3 + 3H2O Các hợp chất đặc trưng với oxy hóa khác nguyên tố phân nhóm tính chất chúng ● Nhóm IB: - R2+ ( Cu2+, Au+, Ag+): có khả tạo phức bền, tạo phức tốt với NH3 , HCl 2+ + đặc, xianua, hidrosunfat: có tính khơ dễ bị oxi hóa chuyển thành Cu , Au 2+ 2+ + - R : Cu , Ag 2+ Cu : có tính bazo tác dụng với axit, có khả tạo phức, tan dung dịch có màu xanh lam , AgF2 số phức khác 3+ Au : lưỡng tính có khả tạo phức AuCl3 + HCl → H[AuCl4] ● Nhóm IIB: - Zn2+ : lưỡng tính, nung nóng có tính oxi hóa, có khả tạo phức với NH3, phản ứng nhiệt phân Zn(OH)2 muối Zn2+ đa số dễ tan nước 2+ - Cd : tính bazo, tính oxi hóa( tác dụng với H2, C nung nóng) Cd(OH)2 có tính 2+ axit yếu , phản ứng tạo phức với NH3, phản ứng nhiệt phân, muối Cd tan - Hg2+: có tính bazo, có tính oxi hóa tác dụng với SO2, SnCl2 có khả tạo phức, có cấu trúc tự nhiên Thí nghiệm 3: So sánh hoạt tính hidro nguyên tử hidro phân tử: I Mục đích thí nghiệm: Nghiên cứu giúp hiểu rõ TCHH hidro chất tham gia, so sánh hoạt tính hidro phân tử ngun tử,từ ứng dụng chất vào đời sống cách hợp lý II Nội dung thí nghiệm: Hóa chất: - H2SO4 20% ​ -KMnO4 0,01N -Kẽm hạt dd HCl 2.Dụng cụ:1 becher, ống nghiệm, pypet, nút cao su, ống dẫn khí Cách tiến hành thí nghiệm: -Cho 8ml dd H2SO4 20% 2ml dd KMnO4 0,01N vào chung ống nghiệm, lắc kỹ chia làm phần cho vào ống nghiệm +Ống 1: dùng làm ống chuẩn để so sánh + Ống 2: tiến hành lúc với ống Tiến hành điều chế khí Hidro cách cho Zn tác dụng với dd HCl ​2Zn + HCl → ZnCl + H2 ​ Dùng ống dẫn khí dẫn khí Hidro vừa tạo lội vào ống nghiệm + Ống 3: Cho vào khoảng 0,5g hạt kẽm tờ giấy cuộn tròn Quan sát tượng xảy So sánh màu sắt dung dịch ống nghiệm III Hiện tượng giải thích tượng thí nghiệm: ● Quan sát thấy màu sắc ống nghiệm khác + Ống không xảy phản ứng Vì số oxh cao Mn 7+ S 6+ nên khơng có chất khử để Mn 7+ oxi hóa Vẫn giữ nguyên màu dd KMnO4 + Ống nhạt dần màu tím dd KMnO4 Vì theo tỉ lệ số mol H2SO4 phản ứng hết dd KMnO4 dư 2KMnO4 + 5H2 + 3H2SO4 →K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O + Ống màu tím dd KMnO4 Zn + KMnO4 + H2SO4 → ZnSO4 + K2SO4 + MnSO4 + H2 Khí sinh tiếp tục phản ứng với phần thuốc tím cịn lại KMnO4 + H2 → MnO2 + KOH + 2H2 ÞKết luận: hidro ngun tử có hoạt tính cao hidro phân tử Thí nghiệm 4: So sánh tính khử sắt đồng: I Mục đích thí nghiệm: Thí nghiệm tiến hành nhằm khảo sát hoạt tính Đồng Sắt, từ ứng dụng kim loại cách phù hợp,hiệu đời sống II Nội dung thí nghiệm: 1.Hóa chất: -Dd CuSO4 0,5N -Đinh sắt 2.Dụng cụ: ống nghiệm(hoặc becher), pypet, giấy nhám Cách tiến hành thí nghiệm: Cho vào becher khoảng 10-15ml dd CuSO4 0,5N Dùng giấy nhám đánh gỉ, rửa cồn thấm khô giấy thấm đến đinh sắt sáng bóng -Cho đinh sắt vào becher (bằng cách cho trượt thành becher đặt nằm nghiêng) tượng xảy đủ để quan sát Lấy đinh sắt khỏi cốc,quan sát màu sắc bề mặt III.Hiện tượng giải thích thí nghiệm: - Đinh sắt phản ứng với muối đồng giải phóng kim loại đồng - Quan sát thấy lượng sắt tan đồng thời Cu tạo bám vào đinh sắt tạo lên lớp kim loại màu đỏ nâu bám đinh sắt ​ - Phương trình hóa học: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu ÞKết luận: Vì sắt kim loại hoạt động mạnh, mạnh đồng dãy điện hóa nên sắt đẩy đồng dd muối, từ Cu2+ thành kim loại Cu Sắt có tính khử mạnh đồng 2+ Thí nghiệm 6: Tác dụng ion Cu với KI: I Mục đích thí nghiệm: Thí nghiệm thực nhằm khảo sát khả hoạt động muối Đồng sunfat tác dụng với muối Halogen II Nội dung thí nghiệm: 1.Hóa chất: - Dd CuSO4 0,5N - Dd KI 0,1N ​ -1 dd Na2S2O3 0,01N để làm dd KI dd KI bị ngã vàng 2.Dụng cụ: ống nghiệm, pypet( pypet có vạch đo dùng buret) Cách tiến hành thí nghiệm: Trong ống nghiệm chứa khoảng 5ml dung dịch CuSO4 0.5N, thêm vào khoảng 1ml dung dịch KI 0.1N ( dung dịch KI không màu, dung dịch KI có ngã vàng cho vài giọt Na2S2O3 0,01N vào) Quan sát tượng,nhận thấy đổi màu ống nghiệm Để lắng yên, quan sát sát màu sắt kết tủa đáy ống nghiệm III Kết giải thích tượng thí nghiệm: - Dd CuSO4 có màu xanh da trời, cho dd KI vào, phản ứng xảy làm chuyển màu xanh CuSO4 thành màu vàng CuI CuSO4 Þ + 2KI → CuI2 + K2SO4 KI phản ứng hết CuI2 không bền, dễ tan phân ly dung dịch(có nước) thành CuI2 → CuI ¯ + I2 ​ CuI khó tan nước dễ tan KI NaI Nhưng KI phản ứng hết nên chất rắn cịn lại CuI giải phóng khí màu tím hồng khí I2 Thí nghiệm 7: Tác dụng kẽm với axit sunfuric loãngII I Mục đích thí nghiệm: Thí nghiệm thực nhằm khảo sát hoạt tính Kẽm cho tác dụng với axit, từ có điều chế ứng dụng phù hợp vào đời sống II Nội dung thí nghiệm: Hóa chất - Hạt kẽm - Dung dịch H2SO4 20% - Dung dịch CuSO4 Dụng cụ: ống nghiệm, pypet (hoặc buret), bóp cao su Cách thiến hành thí nghiệm: Lấy hai ống nghiệm Cho vào ống nghiệm hạt kẽm có kích thước hạt đậu xanh Thêm vào ống nghiệm 1- 2ml dung dịch H2SO4 20%.Theo dõi tượng xảy -Ống 1: dùng làm ống để so sánh -Ống 2: cho thêm giọt dung dịch CuSO4 0,5N So sánh tốc độ phản ứng ống III Hiện tượng giải thích thí nghiệm: -Ống 1: bọt khí xuất mẫu kẽm tan dần ​ Zn + H2SO4lỗng ® H2 + ZnSO4 -Ống : bọt khí H2 nhiều mẫu kẽm tan nhanh ÞKết luận: thêm hai giọt dung dich CuSO4 vào dung dịch hình thành cặp điện cực Zn – Cu có dich chuyển dòng e dung dịch ion H + nhận e dạng khí làm cho tốc độ phản ứng nhanh B.TRẢ LỜI CÂU HỎI Câu 1: Phương pháp điều chế hiđro phịng nghiệm cơng nghiệp? - Trong phịng thí nghiệm thường điều chế cách cho kẽm hạt tác dụng với dung dịch axit sunfuric loãng axit clohidric bình kíp Zn + H2SO4 = Zn + H2 - Trong trường hợp dùm kẽm tinh khiết, phản ứng xảy chậm, cần cho thêm muối đồng vào để phản ứng xảy nhanh - Trong công nghiệp : + Phương pháp điện phân nước : 2H2O ​2H2 + O2 + Phương pháp dung than khử nước Câu 2: Ứng dụng hiđro ? - Một phần lớn khí hiđro dùng nghành công nghiệp hoa học để tổng hợp ammoniac, rượu etylic, axit clohiđiric, nước, oxi……, chế hóa dầu mỏ, cịn phần nhỏ để hiđro chế hóa hợp chất hữu - Hiđro lỏng dùng để làm nhiên liệu tên lửa Câu 3: Tính chất hóa học hiđro ngun tử? Tại tính chất hóa học hiđro chủ yếu tính khử mạnh? - Hiđro có số oxi hóa đặc trưng là: -1; 0; +1 - Tính khử hoạt tính quan trọng hidro phản ứng với phi kim, với hợp chất có tính oxi hóa, hidro thể tính chất H + F2 2HF - Tính oxi hóa: phản ứng với kim loại hoạt động, hidro thể tính oxi hóa chuyển trạng thái oxi hóa (-1) H2 + Na 2NaH Câu 4: Tại người ta lại xếp hiđro vào nhóm kim loại kiềm( IA) hay nhóm halogen ( VIIA)? ● Xếp vào nhóm IA ● Xếp vào nhóm halogen VIIA - Hiđro có 1e ngồi - Có khả nhận 1e tạo H- Có tính khử - Phân tử có dạng X2 - Số thứ tự Z= - Năng lượng ion hóa gần halogen - Nhiệt độ nóng chảy , nhiệt độ sơi thấp - Có số oxi hóa +1 - Có khả thay nhóm IA Câu 5: So sánh hoạt tính hiđro nguyên tử hiđro phân tử? - Hiđro phân tử: có độ bền lớn thường hoạt động, hoạt động nhiệt độ cao Cần phải cung cấp lượng để phá vỡ liên kết cộng hóa trị tham gia phản ứng - Hiđro nguyên tử: hoạt động mạnh hiđro phân tử Dễ dàng nhường nhận e để tham gia phản ứng Câu 6: Từ kết thí nghiệm 4, ta lấy đinh sắt đánh bóng đặt vào đáy becher Sau rãi lên lớp NaCl dày 2cm Đặt lên giấy lọc Sau đổ 10-15ml dung dịch CuSO4 0,5N lên xem tượng xảy sau ngày tượng co khác không? Tại sao? - NaCl xem lớp muối bao bọc bên nên phản ừng xảy có lớp Cu bám lên bề mặt Câu 7: Trong thí nghiệm 4, sử dụng dung dịch CuSO4 0,5N ? Dùng nồng độ khác không? - Sử dụng dung dịch CuSO4 0,5N để phản ứng xảy nhanh - Có thể thay đổi nồng độ khác Câu 8: Kết luận tính khử sắt( Fe) đồng(Cu) Tại kết luận tính khử sắt đồng tiến hành thí nghiệm thép ( hợp kim Fe) đồng thau( hợp kim Cu)? - Sắt có tính khử mạnh đồng Vẫn kết luận tính khử sắt đồng thép hợp kim sắt – cacbon (có khối lượng cacbon < 2%) Si, Mn, S, P Đồng thau hợp kim đồng kẽm Câu 9: Tính chất hóa học kim loại Zn? Thử nêu tác dụng Zn với loại axit dựa vào tượng xảy thí nghiệm - Tính chất hóa học Zn: + Tác dụng với oxi: Zn + 1/2O2 = ZnO + Tác dụng với phi kim khác: Zn + Cl2 = ZnCl2 + Tác dụng với nước: Zn + H2O = ZnO + H2 + 2+ + Tác dụng với axit: Zn + H3O + 2H2O = [Zn(H2O)4] +H2 + Tác dụng với bazo: Zn + 4NH3 + H2O = [Zn(NH3)4](OH)2 + H2 - Tác dụng Zn với loại axit: Zn + 10HNO3 = Zn( NO3)2 + NO2 + H2O Zn + 10HNO3 = Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O Câu 10: Từ thí nghiệm 7, phải sử dụng Zn hạt Nếu dùng Zn bột tượng có giống không? Dùng Zn hạt để tăng bề mặt tiếp xúc Zn H2SO4 Dùng kẽm bột có Dùng Zn hạt để tăng bề mặt tiếp xúc Zn H2SO4 Dùng kẽm bột có tượng dùng kẽm hạt phản ứng xảy chậm Câu 11: Từ thí nghiệm 7, khí từ ống có mùi ? Tại sao? - Khí khơng màu , khơng mùi Tại khí khí H2 PHẦN 2: CÁC NGUN TỐ NHĨM VIIA A.BÁO CÁO THÍ NGHIỆM: ● Chuẩn bị lý thuyết: Giới thiệu nguyên tố phân nhóm: Nhóm gồm nguyên tố flo, clo, brom, iot, astatin, tennessine Chúng đứng cuối chu kì, nguyên tố khí Đặc điểm chung nguyên tố phân nhóm: - Cấu hình electron: ns np Ở trạng thái có 1e độc thân Ở trạng thái kích thích, ngun tử clo, brom, iot có 3,5, electron độc thân - Đơn chất halogen: gồm nguyên tử liên kết liên kết cộng hóa trị tạo thành phân tử X2 - Từ flo đến iot bán kính nguyên tử tăng dần, độ âm điện giảm dần - Năng lượng liên kết X- X phân tử X2 không lớn nên phân tử halogen tương đối dễ tách thành hai ngun tử - Tính oxi hóa giảm dần từ flo đến iot - Halogen phi kim điển hình, chúng chất oxi hóa mạnh Tính chất đặc trưng đơn chất phân nhóm( Vậy lí hóa học) - Tính chất vật lí: + Trạng thái màu sắc: Flo( khí, lục nhạt), clo( khí, vàng lục), Brom( lỏng, đỏ nâu)và iot( rắn, đen tím, dễ thăng hoa) + Từ flo đến iot, nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi tăng + Flo không tan nước, halogen khác tương đối tan nước tan nhiều dung mơi hữu - Tính chất hóa học: a Tác dụng với kim loại: halogen phản ứng hầu hết với kim loại trừ Au Pt ( F2 phản ứng tất kim loại) → muối halogenua, nhiệt độ cao 2M + nX2 → 2MXn b Tác dụng với H2O: F2 tác dụng với nước mãnh liệt , Br2 Cl2 có phản ứng thuận nghịch với nước, I2 không phản ứng với nước c Phản ứng dung dịch kiềm: + Nếu dung dịch loãng nguội: X2 + 2NaOH → NaX + NaXO + H2O Riêng F2 : 2F + 2NaOH → 2NaF + OF2 + H2O + Nếu dung dịch kiềm đặc nóng: 3X2 + 6KOH → 5KX + KXO3 + 3H2O Các hợp chất đặc trưng với oxy hóa khác nguyên tố phân nhóm ( Giới thiệu tính chất đặc trưng) - Hidro halogenua chất khí, tan nhiều nước điện li hồn tồn trừ HF tạo dung dịch axit mạnh Tính axit tính khử tăng dần từ /HF< HCl< HBr< HI + Tính axit mạnh làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng với kim loại trước H2 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 + Tác dụng với oxit kim loại: Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + H2O + 2FeCl3 + HF có tính chất ăn mịn thủy tinh: 4HF + SiO2 → SiF4 + 2H2O + Tác dụng với muối: Hầu hết tan trừ PbCl2 AgCl2 Thí nghiệm 1: chuyển dịch cân dung dịch nước Iot: I Mục đích thí nghiệm: Thí nghiệm tiến hành nhằm xác định chuyển dịch cân dd nước Iot II Nội dung thí nghiệm: II Nội dung thí nghiệm: Hóa chất: - Dung dịch Iot 0,1N - Dung dịch NaOH 0,4N - Dung dịch H2SO4 20% Dụng cụ: ống nghiệm, buret, bóp cao su Cách tiến hành thí nghiệm: ​ Cho vào ống nghiệm khỏang 2ml dung dịch nước Iot 0,1N Sau thêm vào giọt dung dịch NaOH 0,4N Nhận xét tượng xảy Tiếp tục axit hóa dung dịch thu cách nhỏ từ từ giọt dung dịch H2SO4 20% thấy tượng Nhận xét tượng III Hiện tượng giải thích thí nghiệm: -Khi cho dung dịch NaOH vào dung dịch Iot màu vàng, tạo thành dung dịch trắng NaIO3 3I2 + 6NaOH → NaIO3 + 5NaI + H2O -Tiếp tục cho H2SO4 vào dung dịch chuyển màu sắc ban đầu màu vàng dung dịch NaIO3 + 5NaI + H2SO4 → 3Na2SO4 + 3I2 + 3H2O Kết luận: dd Iot có chuyển dịch cân mơi trường gồm axit bazo Thí nghiệm 2: thuốc thử ion halogen I Mục đích thí nghiệm: Halogen thuộc ngun tố nhóm VIIA bảng tuần hồn ngun tố hóa học Nhóm bao gồm nguyên tố clo, flo, brom, iot astatin Thí nghiệm nhằm tìm điểmkhác biệt halogen cho tác dụng với muối Bạc II Nội dung thí nghiệm: Hóa chất: - Dung dịch NaI 0,1N; NaBr 0,1N; KI 0,1N - Dung dịch AgNO3 Dụng cụ: ống nghiệm, buret, bóp cao su Cách tiến hành thí nghiệm: Lấy ống nghiệm Lần lượt cho vào ống – 3ml dung dịch NaCl 0,1N; NaBr 0,1N ; KI 0,1N (nếu dung dịch KI có màu vàng thêm vào giọt dung dịch K2SO3 0,01N hết màu ) Tiếp tục thêm vào ống – giọt dung dịch AgNO3 0,1N Nhận xét tượng III Hiện tượng giải thích thí nghiệm: - Ở ống nghiệm NaCl tạo kết tủa trắng (AgCl) NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3 - Ở ống nghiệm NaBr tạo kết tủa màu vàng (AgBr) NaBr + AgNO3 → AgBr + NaNO3 -Ở ống nghiệm KI tạo kết tủa vàng đậm ( AgI ) KI + AgNO3 → AgI + KNO3 Thí nghiệm 3: Khảo sát tính chất Iot I Mục đích thí nghiệm: Mục tiêu thực hành thí nghiệm khảo sát tính chất Iot, muối Iot tác dụng Acid clohydric , chất oxi hóa II Nội dung thí nghiệm: Hóa chất: - Tinh thể Iot - Bột Nhôm(Al) Dụng cụ: Muỗng nhựa, cối sứ, chày sứ, bình tia chứa nước Dụng cụ: Muỗng nhựa, cối sứ, chày sứ, bình tia chứa nước Cách tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm tiến hành tủ hút Dùng muỗng nhựa cho vào cối sứ bột nhơm khoảng hạt đậu xanh lượng tinh thể iot gấp lần lượng nhôm Dùng chày sứ nghiền nhỏ - Nhận xét tượng xảy - Sau cho thêm vào giọt nước - Nhận xét tượng xảy III Hiện tượng giải thích thí nghiệm: -Phương trình phản ứng xảy : Al + 3/2 I2 AlI3 -Thu nhận xử lý số liệu : phản ứng mãnh liệt, tỏa nhiều nhiệt , iot thăng hoa có màu tím chất tạo thành nhơm iotrua (AlI3 ) Thí nghiệm 4: Khảo sát tính chất muối iot: I Mục đích thí nghiệm: Thí nghiệm tiến hành nhằm khảo tính chất muối Iod, từ ứng dụng kim loại cách phù hợp,hiệu đời sống III Nội dung thí nghiệm: Hóa chất : - Tinh thể KI - H2SO4đặc - Benzen - FeCl3 Dụng cụ : Ống nghiệm nhỏ,ống nhỏ giọt,bóp cao su Cách tiến hành thí nghiệm: Cho vào ống nghiệm tinh thể KI Thêm vào ống nghiệm – giọt H2SO4 đặc Nhận xét tượng Viết phương trình phản ứng Cho vào ống nghiệm 1- 2ml dung dịch KI 0,1N Thêm vào ống nghiệm vài giọt benzene 3- giọt FeCl3 Nhận xét tượng Viết phương trình phản ứng III Hiện tượng giải thích thí nghiệm: Khi cho H2SO4 đặc vào ống nghiệm chứa tinh thể KI có khí mùi hắc ra, dung dịch thu màu đen tím Khi cho thêm KI, benzene khơng có tượng Thêm 3-4 giọt FeCl3 hỗn hợp phân thành hai tầng - Khí mùi hắc SO2 , dung dịch màu đen tím I2 kết tủa 2KI + H2SO4 đặc = K2SO4 + I2 + SO2 +2 H2O - Chia thành hai tầng benzene , mảng kết tủa màu tím đen bên dung dịch có màu vàng 2KI + 2FeCl3 ​2FeCl2 + I2 + 2KCl ​ Thí nghiệm 7: Tác dụng acid clohydric chất oxi hóa I Mục đích thí nghiệm: Thí nghiệm nhằm cho biết tác dụng HCl phản ứng với chất oxi hóa Mangan dioxit MnO2, Kalibicromat K2Cr2O7, Kalipermanganat KMnO4 , Kaliclorat KClO3 II Nội dung thí nghiệm: Hóa chất: -Mangan dioxit MnO2 -Kalibicromat K2Cr2O7 -Kalipermanganat KMnO4 -Kaliclorat KClO3 -Acid Clohydric HCl -Hồ tinh bột -Dung dịch KI ​ - Ống 1: dùng để so sánh, ống nghiệm chứa dung dịch màu xanh đen - Ống 2: cho thêm dung dịch CH3COOH 1N dung dịch chuyển sang màu tím cho vài hạt NaOH chuyển sang màu xanh đen - Ống 3: Cho thêm giọt HCl 1N dung dịch chuyển sang màu tím, cho vài hạt NaOH chuyển sang màu xanh đen ● Giải thích tượng – viết phương trình: - Qúa trình điều chế: Kali manganat tồn môi trường kiềm mạnh, màu xanh K2MnO4 4KMnO4 + 4KOH = O2 + 4K2MnO4 + 2H2O - Ống 2: xuất kết tủa màu nâu đen (MnO2) 3K2MnO4 + 4CH3COOH = 2KMnO4 + MnO2 + 4KCl + H2O - Ống 3: dung dịch màu tím KMnO4 , dung dịch chuyển sang màu xanh tạo K2MnO4 3K2MnO4 + 4HCl = 2KMnO4 + MnO2 + 4KCl + H2O 4KMnO4 + 4NaOH = O2 + 2K2MnO4 + 2Na2MnO4 +2H2O B TRẢ LỜI CÂU HỎI: Câu 1: Phương pháp điều chế KMnO4 - Điện phân dung dịch K2MnO4 điện cực thép: 2K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + 2KOH + H2 - Phịng thí nghiệm: + Cho vào ống nghiệm khô tinh thể Mangan ddiooxxit, cho tiếp lượng KOH khơ, đun nóng đến có màu xanh K2MnO4 ​O2 + 2MnO2 + 4KOH = 2K2MnO4 + 2H2O + Để nguội, sau axit hóa H20: ​3K2MnO4 + H2O ↔ 2KMnO4 + MnO2 + H2O Câu 4: Thí nghiệm yếu tố ảnh hưởng đến tính chất oxi hóa KMnO4? - Nhiệt độ - Tùy thuộc vào mơi trường Câu 5: Tính chất K2MnO4? - K2MnO4 có màu lục sẫm, thu cách nóng chảy MnO2 với kiềm ( NaOH, KOH, Na2CO3) chất oxi hóa ( oxi khơng khí, KNO3, KClO3) 2MnO2 + KOH + O2 = 2K2MnO4 + 2H2O MnO2 + K2CO3 + KNO3 = K2MnO4 + KNO2 + CO2 - K2MnO4 không bền, bị thủy phân chậm dung dịch nước K2MnO4 +2H2O = 2KMnO4 + MnO2 + 4KOH - Khi axit hóa K2MnO4 thu axit H2MnO4, nhiên axit bền, dể bị thủy phân H2MnO4 = HMnO4 + MnO2 + 2H2O - K2MnO4 có tính oxi hóa mạnh, dể bị khử thành MnO2 môi trường kiềm thành muối Mn2+ môi trường axit - K2MnO4 tồn dung dịch kiềm mạnh - Tuy nhiên gặp chất oxi hóa tạo thành KMnO4 2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 +2KCl Câu 6: Viết phương trình phản ứng cho biết kết tủa thí nghiệm 4: 2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2+ O2 Câu 7: Theo thí nghiệm yếu tố ảnh hưởng đến tính oxi hóa KMnO4? Câu 7: Theo thí nghiệm yếu tố ảnh hưởng đến tính oxi hóa KMnO4? - Các yếu tố ảnh hưởng: nhiệt độ , áp suất, tùy thuộc vào môi trường PHẦN 2: CÁC NGUYÊN TỐ NHĨM VIIIB A BÁO CÁO THÍ NGHIỆM: Chuẩn bị lý thuyết: 1.Giới thiệu nguyên tố phân nhóm: Nhóm VIIIB gồm nguyên tố xếp vào cột: sắt (Fe), Rutrni (Ru), Osmi (Os), Coban (Co), Rodi (Eh) , Iridi (Ri), Niken (Ni), Panadi (Pd), Platin (Pt) Đặc điểm chung phân nhóm: - Cấu hình e chung (n-1)d 6-10 n 0-2 nên có số đặc trưng cực đại +2 (RuO4, OsO4) - Có khả xúc tác nhiều phản ứng hóa học - Những ion kim loại nhóm VIIIB dễ tạo nên nhiều phức chất hóa học bền - Họ sắt gồm nguyên tố Fe, Co, Ni họ platin gồm nguyên tố Ru, Os, Eh, Ri, Pd Pt - Oxit hidroxit có tính bazo yếu lưỡng tính 3.Tính chất đặc trưng đơn chất phân nhóm: - Là kim loại có ánh kim: Fe, Co có màu trăng xám; Ni có màu trắng bạc - Fe, Ni dễ rèn dể dát mỏng; Co cứng giòn - Fe, Co, Ni tạo nên nhiều hợp kim quang trọng - Đều hững kim loại có hoạt tính hóa học trung bình hoạt tính giảm dần từ Fe đến Ni - Ở nhiệt độ thường khơng có ẩm chúng có màng oxit bảo vệ - Khi đun nóng phản ứng xảy a mảnh liệt kim loại trạng thái chia nhỏ 3Fe + 2O2 = Fe3O4 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 - Với N2 kim loại tác dụng nhiệt độ không cao tạo nên Fe2N, CoN 2Fe + 3N2 = 2FeN3 - Cả tan dung dịch axit giải phóng H2 tạo nên muối E2+ - H2SO4 đặc HNO3 đặc nguội thụ động hóa với Fe Trong thực tế người ta chở axit đặc đố xitec sắt 4.Đặc trưng hợp chất phân nhóm: ● Oxit MO: - Tât MO đun nóng dể bị khử thành kim loại H2, C, Si, Al, Mg Feo + C = Fe + CO - Không tan nước, dể tan axit FeO + HCl = FeCl2 + H2O ● Hidroxit: - Khi đun nóng điều kiện khơng có khơng khí Fe(OH)2, hidro nước biến thành axit Fe(OH)2 = FeO + H2O - Dễ tan dung dịch axit Fe(OH)2 + HCl = FeCl2 + H2O - Tính lưỡng tính thể yếu Fe(OH)2, Co(OH)2 tan dung dịch kiềm mạnh đặc nóng ● Oxit E2O3: - Khơng tan axit, bền nhiệt chúng bị H2, CO, Al hay thân kim loại ( Fe, Co ) khử thành M3O4 hay MO hay kim loại ● Oxit hỗn hợp E3O4: - Các oxit Fe3O4 bền với nhiệt E2O3, đun nóng oxt bị H2, CO, - Các oxit Fe3O4 bền với nhiệt E2O3, đun nóng oxt bị H2, CO, Al khử đến kim loại Fe3O4 + CO = Fe + CO2 ● Hidroxit E(OH)3: - Đều bền không khí khơng tan nước 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O ( t=500oC ) ● Phức chất Fe - Sắt (III) tạo nên nhiều phức chất, đa số phức chất có cấu hình bát diện - Ion Fe3+ dung dịch có tác dụng với ion thioxianat SCN- tạo nên số phức chất thioxianat màu đỏ đậm [Fe(SCN)6]3+ Thí nghiệm 1: Tính chất hóa học sắt: I Mục đích thí nghiệm: Khảo sát tính chất hóa học sắt II Nội dung thí nghiệm: Hóa chất: - Dd HCl 1N - Dd H2SO4 20% H2SO4 đậm đặc - Dd HNO3 đậm đặc - Dd NaOH 0,4N Dụng cụ: becher, bếp điện, ống nghiệm, pypet, bóp cao su Cách tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm tiến hành tủ hút - Lấy khoảng 5ml HCl 1N vào becher 100ml Thêm vào dăm bào sắt Đun nóng nhẹ bếp điện Để yên khoảng phút Gạn lấy dăm bào sắt dư Rửa lại nước cất Vớt lấy dăm bào sắt cịn dư để làm thí nghiệm - Lần lượt cho vào bốn ống nghiệm, ống 1-2ml dung dịch HCl 1N, H2SO4 20%, H2SO4 đậm đặc, HNO3 đậm đặc Thêm vào ống bột sắt vỏ bào sắt chuẩn bị Theo dõi tượng màu sắc dung dịch - Đun nóng Tiếp tục theo dõi tượng màu sắc dung dịch - Gạn lấy dung dịch, thêm từ từ giọt dung dịch NaOH 0,4N Quan sát màu sắc kết tủa III Hiện tượng giải thích thí nghiệm: ● Quan sát nhận xét tượng: Giai đoạn rửa dăm bào sắt: Cho 5ml HCl 1N vào becher 100ml cho thêm dăm sắt dư, đun nóng Ta thấy có tượng sủi bọt khí dung dịch thi có màu xanh nhạt, gạn lấy dăm bào sắt dư rửa lại nước cất - Ống 1:( với HCl 1N) dung dịch có màu lục nhạt (FeCl2), khí H2 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 - Ống 2: (với H2SO4 20%) dung dịch có màu trắng (FeSO4), khí H2 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 - Ống 3: (H2SO4 đậm đặc) có mùi hắc SO2 ra, dung dịch có màu vàng nâu Fe2(SO4)3 2Fe + 6H2SO4đđ = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O - Ống 4: (HNO3 đậm đặc) có khí màu nâu đỏ NO2, dung dịch có màu trắng Fe(NO3)3 ● Giải thích tượng – viết phương trình: Giai đoạn rữa: sau đun nóng để phản ứng xảy nhanh, lấy dung dịch thêm từ từ NaOH 0.4N - Ống 1: Từ dung dịch lục nhạt FeCl2 tạo thành kết tủa xanh rêu Fe(OH)2 FeCl2 + 2NaOH = Fe(OH)2 + 2NaCl - Ống 2: Từ dung dịch màu trắng FeSO4 tạo thành kết tủa xanh rêu Fe(OH)2 FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2 + Na2SO4 FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2 + Na2SO4 - Ống 3: Từ dung dịch màu vàng nâu Fe2(SO4)3 tạo thành kết tủa nâu đỏ Fe(OH)3 Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4 - Ống 4: Từ dung dịch màu trắng Fe(NO3)3 tạo thành kết tủa nâu đỏ Fe(OH)3 Fe(NO3)3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 2NaNO3 Thí nghiệm 2: Điều chế tính chất sắt (III) hidroxit: I Mục đích thí nghiệm: Điều chế khảo sát tính chất sắt (III) hiđroxit II Nội dung thí nghiệm: Hóa chất: - Dd FeCl3 0,5N - Dd NaOH 1N Dd NaOH bão hòa - Dd HCl 1N Dụng cụ: ống nghiệm, pypet, bóp cao su Cách tiến hành thí nghiệm: Lấy hai ống nghiệm cho vào ống 1-2ml dung dịch FeCl3 0,5N, sau thêm tiếp 2- giọt dung dịch NaOH 1N Nhận xét màu kết tủa Ống 1: Cho thêm giọt dung dịch HCl 1N vào Nhận xét màu dung dịch sau kết tủa tan Ống 2: Cho thêm giọt dung dịch NaOH bão hòa vào Nhận xét viết phương trình phản ứng III Hiện tượng giải thích thí nghiệm: ● Quan sát nhận xét tượng: - Cho ống nghiệm ống 2ml dung dịch FeCl3 0.5N sau thêm 2- giọt NaOH 1N ta thấy màu vàng nâu chuyển sang màu nâu đỏ - Ống 1: Cho thêm vài giọt HCl 1N dung dịch chuyển sang màu vàng nâu ban đầu - Ống 2: Cho thêm vài giọt NaOH bão hòa dung dịch tạo kết tủa màu nâu đỏ ● Giải thích – viết phương trình: - Dung dịch từ màu vàng nâu FeCl3 chuyển sang màu nâu đỏ Fe(OH)3 FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl - Ống 1: dung dịch từ màu nâu đỏ Fe(OH)3 chuyển sang màu vàng nâu FeCl3 ( kết tủa Fe(OH)3 tan axit ) Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O - Ống 2: dung dịch từ màu nâu đỏ Fe(OH)3 sau dung dịch màu lục nhạt Na3[Fe(OH)6] (vì Na3[Fe(OH)6] khơng bền nên dễ bị phân hủy thành Fe(OH)3 NaOH có màu nâu đỏ ) Fe(OH)3 + 3NaOH = Na3[Fe(OH)6] Thí nghiệm 5: Điều chế muối Mohr (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O I Mục đích thí nghiệm: Điều chế muối mohr (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O II Nội dung thí nghiệm: Hóa chất: - Tinh thể FeSO4.7H2O - (NH4)2SO4 - Dd H2SO4 20% Dụng cụ: cân phân tích, becher, pypet, bóp cao su , đũa thủy tinh, giấy lọc Cách tiến hành thí nghiệm: Đổ tinh thể sắt(II) sun fat FeSO4.7H2O tờ giấy Chọn lấ tinh thể màu xanh mạ Cân 13,9g sắt(II) sunfat FeSO4.7H2O cho vào becher 100ml thứ 6g Amoni sunfat (NH4)2SO4 vào becher 100ml thứ hai Amoni sunfat (NH4)2SO4 vào becher 100ml thứ hai Hòa tan hai muối hai becher với nước ( lượng nước thêm vào vừa ngập mặt muối) Đun nóng hai dung dịch đến 6o-70o C nồi đun cách thủy Thêm 1ml dung dịch H2SO4 20% vào becher chứa dung dịch muối sắt (II) sunfat Sau đó, rót chung hai becher vào chén sứ Vừa để nguội, vừa khuấy liên tục Để thời gian Thỉnh thoảng khuấy dung dịch Khi tinh thể tách ra, lọc lấy tinh thể Làm khơ khơng khí chỗ mát đến tinh thể khơng cịn dính vào đũa thủy tinh Cân để tính tốn hiệu suất Nộp sản phẩm cho giáo viên nhận xét đổ vào bình thu hồi Quan sát màu sắc tinh thể III Hiện tượng giải thích thí nghiệm: ● Quan sát nhận xét tượng: - Đổ tinh thể FeSO4.7H2O tờ giấy chọn tinh thể màu xanh, cân 13,9g cho vào becher 100ml thứ nhất, 6g (NH4)2SO4 vào becher 100ml thứ hai, hòa tan hai muối với nước Đun dung dịch đến 60 – 70oC nồi cách thủy thêm 1ml dung dịch H2SO4 20% dung dịch thành màu xanh rêu, để nguội khuấy để vào chén sứ - Lượng muối morh thu 9,8g ● Giải thích – viết phương trình phản ứng: - Trong trình điều chế muối Morh phải thêm – 2ml dung dịch H2SO4 20% để ngăn cản trình thủy phân, tạo kết tủa cho muối Đun nóng để phản ứng xaey nhanh FeSO4 + (NH4)2SO4 + 6H2O = FeSO4.(NH4)2SO4.6H2O ●Tính hiệu suất: m muối Mohr thu = 9.8 n (NH4)2SO4 = / 132 = 1/22 (mol) FeSO4 + (NH4)2SO4 + 6H2O = FeSO4.(NH4)2SO4.6H2O ​ ​1/22 ​ ​→ ​1/22 m mohr lý thuyết = n * M = (1/22) * 392 = 17.81g ​H% = (mtt / mlt ) * 100 = (9.8 /17,81) * 100 = 55,03% Thí nghiệm 6: Tính chất hóa học muối sắt (II) I Mục đích thí nghiệm: Khảo sát tính chất hóa học muối sắt (II) II Nội dung thí nghiệm: Hóa chất: - Dd H2SO4 20% - Dd KMnO4 0,1N ​- Dd AgNO3 0,1N -​ Dd K3[Fe(CN)6] 0,5N - Dd muối Mohr ​- Dăm bào sắt - Dd HCl 1N ​- Nước cất 2.Dụng cụ: ống nghiệm, pypet, bóp cao su 3.Cách tiếm hành thí nghiệm: Các dụng cụ đảm bảo phải khô - Thêm vài giọt dung dịch H2SO4 20% vào ống nghiệm đựng 1-2ml dung dịch KMnO4 0,1N, sau cho thêm giọt dung dịch muối Mohr 0,5N Nhận xét thay đổi màu dung dịch - Cho vào ống nghiệm 5ml HCl 1N Thêm vào dăm bào sắt Đun nóng nhẹ ( không đề sôi) khoảng phút Để nguội Đổ bỏ dung dịch để lấy dăm bào sắt lại Rửa dăm bào sắt nước cất Lấy ống nghiệm khác đựng khoảng 3-6ml dung dịch muối mohr 0,5N Thêm vào lượng dăm bào sắt làm 3-6ml dung dịch muối mohr 0,5N Thêm vào lượng dăm bào sắt làm Thêm vào 1ml dung dịch HCl 1N Để yên phút Gạn để chia dung dịch muối Mohr vào ống nghiệm - Ống 1: Để so sánh - Ống 2: Cho vào 1ml dung dịch AgNO3 0,1N đun nóng nhẹ Sau hai phút, rót dung dịch sang ống nghiệm khác Quan sát thành bên ống so với ban đầu - Ống 3: Thêm vài giọt K3[Fe(CN)6] 0,5N Theo dõi màu sắc dung dịch trước sau phản ứng III Hiện tượng giải thích thí nghiệm: ● Quan sát tượng: - Cho H2SO4 KMnO4, cho thêm muối Mohr dung dịch chuyển từ tím thẫm chuyển sang tím hồng đến vàng - Cho HCl dăm bào sắt vào ta thấy xuất bọt khí - Ống 1: KSCN vào dung dịch có màu vàng rơm chuyển sang cam - Ống 2: xuất kết tủa trắng cho AgNO3 vào - Ống 3: xuất kết xanh tua bin cho K3[Fe(OH)6] vào ● Giải thích viết phương trình - Dung dich KMnO4 + H2O màu tím thẫm bị Fe2+ khử thành Mn2+ làm màu dung dịch, ion Fe3+ tồn dung dịch làm dung dịch có màu vàng 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4+ 8H2O - Ống 2: + Kết tủa trắng AgCl : Ag+ + Cl- → AgCl + Cho KSCN vào dung dịch chuyển sang màu đỏ máu phức [ Fe(SCN)3]3Fe2+ + Ag+ →Fe3+ + Ag↓ trắng Fe3+ + 3SCN- → ​[Fe(SCN)3]3- Ống : Kết tủa xanh tuabin màu phức Fe3[Fe(CN)6]2 2Fe2+ + [Fe(CN)6]3- = Fe3[Fe(CN)6]2 Thí nghiệm 8: Tính chất lý học hợp chất CoCl2 I Mục đích thí nghiệm: Khảo sát tính chất lí hợp chất CoCl2 II Nội dung thí nghiệm: Hóa chất: - Dung dịch CoCl2 - Nước cất 2.Dụng cụ: Giấy trắng , tủ sấy, ống nhỏ giọt, đèn cồn Cách tiến hành thí nghiệm: Dùng dung dịch CoCl2 bão hòa viết lên tờ giấy tập, xem có màu gì? Đem vào tủ sấy sấy khơ nhiệt độ 70oC, xem có màu ? Dùng ống nhỏ giọt nhỏ vài giọt nước lên nét chữ, xem có màu gì? Đem hơ lên lửa đèn cồn cho khơ, màu chữ có thay đổi khơng ? Để n tờ giấy khơng khí khoảng 30 phút, màu chữ có thay đổi khơng ? III Hiện tượng giải thích thí nghiệm: ● Quan sát tượng: - Dung dịch CoCl2 bão hòa viết lên giấy có màu đỏ hồng - Đem vào tủ sấy khơ 70oC có màu xanh lam - Nhỏ nước lên nét chữ, ta thấy từ xanh lam chuyển sang đỏ hồng - Đem hơ lữa đèn cồn chữ chuyển sang màu xanh dương - Để tờ giấy khơng khí 30 phút chữ chuyển sang màu hồng tím ● Giải thích tượng – viết phương trình: Nhiệt độ làm thay đổi màu sắc dung djch CoCl2: - Khi tăng nhiệt độ xảy tượng, nước dần kèm theo thay đổi màu từ hồng đến màu xanh lơ B.TRẢ LỜI CÂU HỎI: Câu 1: Tính chất hóa học sắt? - Ở nhiệt độ thường khơng có ẩm chúng có màng oxit bảo vệ - Ở nhiệt độ cao Fe bị oxi hóa 4Fe + 3O2 + 2n.H2O = 2Fe2O3 nH2O - Với halogen Fe tác dụng tạo hợp chất sắt ( III ) 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 - Tác dụng với lưu huỳnh tạo muối sunfat Fe + S = FeS - Tác dụng với H2O: nhiệt độ thường Fe không tác dụng với H2O, tác dụng nhiệt độ cao 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 - Fe tan dung dịch axit lỗng giải phóng H2 tạo nên muối E2+ - H2SO4 đặc HNO3 đặc nguội thụ động hóa với Fe Câu 2: Tính chất sắt (II) hidroxit? - Fe(OH)2 tinh khiết hỉ tạo nên khí dung dịch hồn tồn khơng có oxi - Fe(OH)2 có màu trắng không tan nước không khí chuyển thành màu nâu đỏ 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 - Khi đun nóng điều kiện khơng có khơng khí, hidroxit nước biến thành oxit Fe(OH)2 = FeO + H2O - Dễ tan dung dịch axit Fe(OH)2 + HCl = FeCl2 + H2O - Tính lưỡng tính thể yếu Fe(OH)2 tan dunh dịch kiềm mạnh đặc nóng tạo thành Na4[Fe(OH)6] - Fe(OH)2 không tan dung dịch NH3 Cây 3: Tính chất hóa học sắt (III) hidroxit? Fe(OH)3 kết tủa màu nâu đỏ có cấu tạo tính chất giống Al(OH)3 Fe(OH)3 bền khơng khí, không tan nước, tan axit Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O - Phân hủy nhiệt độ cao Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O Câu 4: Tính chất hóa học muối sắt (III)? - Sắt (III) tạo nên nhiều phức chất, đa số phức chất có cấu hình bát diện - Các muối thơng dụng FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.18H2O, Fe(NO3)3.9H2O - Dễ tan nước ion kim loại - Trong môi trường axit Fe2+ bị oxi hóa thành Fe3+ Câu 5: Khi điều chế muối Mohr phải axit hóa trước kết tinh - Trog q trình đun nóng muối FeSO4 (NH4)2SO4 bị phân hủy mạnh, nên cho H2SO4 vào để giúp muối thủy phân, không xuất kết tủa màu nâu cho H2SO4 vào để giúp muối thủy phân, không xuất kết tủa màu nâu đỏ Câu 6: Tính chất hóa học Co2+? - Dễ tan nước rượu - Khi nhiệt phân tinh thể hidrat CoX2.6H2O muối hidrat khác Co(II) xảy tượng nước dần kèm theo thay đổi màu từ hồng đến xanh lơ - Hiện tượng đổi màu từ hồng sang xanh lơ xảy thêm HCl vào CoCl2 dung môi hữu dung dịch muối Coban [Co(H2O)6]2+ + 4Cl- = [CoCl4]2- + 6H2O Câu 7: Tính chất vật lí muối Co2+? - Dễ tan nước - Khi nhiệt phân tinh thể hidrat CoX2.6H2O muối hidrat khác Co (II) xảy tượng nước kèm theo thay đổi màu từ đỏ sang hồng đến màu xanh lam - Hiện tượng đổi màu từ đỏ sang xanh lam xảy thêm HCl , CaCl2 dung môi hữu vào dung dịch muối coban [ Co(H2O)4] 2+ + 4Cl- → [CoCl4]2- +6H2O BÀI + 7: TỔNG HỢP VÀ XÁC ĐỊNH ĐỘ TINH KHIẾT CỦA PHỨC CHẤT [Cu(NH3)4]SO4 I MỤC ĐÍCH BÀI THỰC NGHIỆM: - Tổng hợp phức chất [Cu(NH3)4]SO4 - Xác định độ tinh khiết phức chất [Cu(NH3)4]SO4 II CHUẨN BỊ LÝ THUYẾT: 1.Thế phức amonicat? Lấy ví dụ? - Amonicat hợp chất phức, phối tử phân tử amoniac (NH3) Trong cầu nội phức chất, ion trung tâm liên kết với phân tử NH3 qua nguyên tử Nitơ theo chết cho – nhận cặp e- tự Nitơ phân tử NH3 tạo thành liên kết cộng hóa trị với nguyên tử Hidro - Phức Amonicat thường thu phản ứng cho muối hidroxit kim loại tác dụng với dung dịch ammoniac, xử lý tinh thể muối phân tử loại tác dụng với dung dịch ammoniac, xử lý tinh thể muối phân tử khí NH3 Amoniac chất khí khơng màu, mùi khai sốc, nhẹ khơng khí nên thu NH3 cách đẩy khơng khí (úp ngược bình thu khí) Amoniac có tính bazo yếu: tác dụng với nước, muối acid Ví dụ: Cu2+ + 4NH4 ↔ [Cu(NH3)4]2+ Dùng thuyết VB để giải thích hình thành phức amonicat Cu(II): Sự tạo thành ion phức [Cu(NH3)4]2+ xảy phân tử amoniac kết hợp với ion Cu2+ liên kết cho – nhận cặp e- chưa sử dụng Nitơ phân tử NH3 obitan lai hóa dsp2 cịn trống Cu2+ (3d9) Kết tạo nên phức [Cu(NH3)4]2+ có cấu trúc hình vng với đỉnh hình vng phân tử NH3 3.Cách tổng hợp phức amonicat Cu(II): - Thực tế tạo thành phức amonicat Cu(II) dung dịch trình thay phân tử nước ion phức [Cu(H2O)6]2+ phân tử NH3, kết tạo ion phức [Cu(NH3)(H2O)5]2+, [Cu(NH3)4(H2O)2]2+ Trong dung dịch nước không phát phức vởi phân tử NH3 Ngoài liên kết Cu với phân tử nước phức [Cu(NH3)4(H2O)2]2+ yếu nhiều so với phức [Cu(H2O)6]2+ xem khơng đáng kể Chính ion phức Cu với NH3 thường biểu diễn công thức [Cu(NH3)4]2+ - Cho muối hidroxit kim loại tác dụng với dung dịch amoniac, xử lí tinh thể muối phân tử khí NH3 a Phương pháp thông thường để tổng hợp phức chất kim loại: phản ứng muối kim loại dung dịch H2O với tác nhân phối trí: [Cu(H2O)4]2+ + 2NH3 → [Cu(NH3)4]2+ + 4H2O *Thực tế trình thay phân tử H2O ion phức [Cu(H2O)6]2+ mạnh liên kết Cu với 2H2O phức [Cu(NH3)4(H2O)2]2+, nên biểu diễn phương trình phản ứng b Phương pháp xử lí tinh thể muối phân tử khí NH3: Cu2+ + 4NH3 ↔ [Cu(NH3)4]2+ 4.Giải thích nguyên nhân biến đổi từ màu sắc Cu2+ từ xanh trời phức [Cu(H2O)6]2+ sang màu xanh chàm phức [Cu(NH3)4]2+ ? - Dung dịch muối Cu(II) có màu xanh da trời, màu phức [Cu(H2O)6]2+ phức [Cu(NH3)4]2+ màu xanh chàm Sự biến đổi màu sắc NH3 tạo trường phối tử mạnh H2O, nên dịch chuyển dải hấp phụ từ vùng đỏ xa vùng đỏ trung bình quan phổi nhìn thấy λ[Cu(H2O)6]2+ > λ[Cu(NH3)4]2+ (800nm > 600nm) - Cường độ màu liên quan đến hệ số hấp phụ phức chất Sự tăng hệ số hấp phụ (ε) dẫn đến thay đổi thành phần cấu tạo phức chất tạo điều kiện cho E chuyển từ d thành d* III.TƯỜNG TRÌNH: 1.Xây dựng đồ thị đường chuẩn phụ thuộc mật độ quang (A) nồng độ ion Cu2+: Số TT dung dịch Nồng độ Cu2+(mol/l) A 0,04 0,042 0,08 0,075 0,1 0,094 0,12 0,13 0,14 0,16 0,142 0,154 ĐỒ THỊ ĐƯỜNG CHUẨN VỀ SỰ PHỤ THUỘC MẬT ĐỘ QUANG (A) VÀ NỒNG ĐỘ Cu2+ Xác định nồng độ ion Cu2+ dung dịch: Phương trình hồi quy tuyến tính đường chuẩn phụ thuộc mật độ quang (A) nồng độ Cu2+: y = 0,9914x + 4,14.10-4 ​ ​ r2 » 0,98 ​A = 0,08 C = 0,08 (mol/l) IV TRẢ LỜI CÂU HỎI: Câu 1: So sánh độ bền phức [Cu(H2O)6]2+ [Cu(NH3)4]2+ Số phối tử [Cu(H2O)6]2+ < [Cu(NH3)4]2+ NH3 có trường phối tử mạnh H2O nên có thơng số tách lớn Câu 2: Nêu yếu tố ảnh hưởng đến độ bền phức chất? ​ - Bán kính, điện tích ion tâm phối tử: bán kính nhỏ, điện tích lớn phức chất bền - Tỉ lệ kích thước ion trung tâm phối tử: tỉ lệ tương đương phức chất bền - Số phối trí: phức có số phối trí cực đại bền có số phối trì thấp - Spin ion trung tâm phức: Phức có spin thấp bền phức có spin cao Câu 3: Ứng dụng phức amonicat? Các phản ứng tạo phức có màu đặc trưng thường sử dụng để phát ion Trong đó, có màu đặc trưng ion kim loại với amoniac Cu2+, Ag+ Bài 8: TỔNG HỢP HIDROXIT LỚP ĐÔI [Mg6Al2(OH)16](CO3).4H2O BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG KẾT TỦA I.Mục đích thực nghiệm: - Tổng hợp khảo sát tính chất vật liệu hidroxit lớp đôi Mg6Al2(OH)16] (CO3).4H2O II.Chuẩn bị lý thuyết: Trình bày phương pháp điều chế (Mg6Al2(OH)16](CO3).4H2O - Dd A gồm becher 250ml chứa 50ml dd Mg(NO3)2 0.3M 50ml dd Al(NO3)3 0.1M (Mg2+/AL3+ : 3/1) - Dd B gồm becher 250ml chứa 100ml dd Na2CO3 0.1M pH=9-10 (dùng NaOH để chỉnh) Cho dd A vào burret điều chỉnh tốc độ nhỏ giọt 5ml/phút cho vào dd B khuấy với tốc độ 500 vòng/ phút giữ pH=9-10 (dùng NaOH 0.5N) Sau phản ứng kết thúc, khuấy pH không đổi Lấy sản phẩm cho vào bình cầu 250ml, đun hồn lưu 100oC khuấy liên tục với tốc độ 500 vòng/ phút 1h Đem sản phẩm lọc rửa tủa pH=7 Sấy khô sản phẩm Vẽ phân tích sơ đồ điều chế [Mg6Al2(OH)16](CO3).4H2O Đặc điểm cấu tạo tính chất [Mg6Al2(OH)16](CO3).4H2O - Đặc điểm cấu tạo: Cấu tạo dangh lớp bao gồm: lớp hidroxit có dạng [Mg6Al3(OH)16]2+ phần kim loại hóa trị thay kim loại hóa trị 3, nên mang điện tích dương, đỉnh nhóm OH- , tâm kim loại hóa trị 2,3 , xếp theo dạng M(OH)6 bát diện Lớp xen [An-x/n ].m H2O ion mang điện tích âm phân tử nước nằm xen trung hịa lớp điện tích dương lớp hydroxit Liên kết lớp hydroxit với lớp anion, phân tử nước xen liên kết hydrogen - Tính chất: Có khả trao đổi ion sau nung nhiệt độ thích hợp tạo thành hỗn hợp oxit có khả hấp phụ anion khác để tái tạo lại cấu trúc lớp III.TƯỜNG TRÌNH Quan sát tượng giải thích tượng trình điều chế? Viết phương trình phản ứng (nếu có): Cho dung dịch A chứa 50ml dung dịch Mg(NO3)2 0,3M 500ml dung dịch Al(NO3)3 0,1M Trộn vào buret , ròi cho nhỏ giọt vào dung dịch B (chứa 100ml dung dịch Na2CO3 0,1M điều chỉnh pH=9-10 NaOH ) khuấy liên tục giữ cố định pH NaOH - Hiện tượng: + Dung dịch chuyển từ suốt sang đục Độ pH tăng giảm khơng Có khí , đọng lại ống sinh hàn dung dịch đục + Đem sản phẩm lọc thu kết tủa trắng đục + Đem sản phẩm sấy thu kết tủa trắng keo NaOH + Al(NO3)3 → Al(OH)3↓ + NaNO3 (kết tủa trắng) NaOH + Al(OH)3 → NaAl(OH)4 (kết tủa tan dần) 6Mg(NO3)2 + 2NaAl(OH)4 + 8NaOH + Na2CO3 + 4H2O → [Mg6Al2(OH)16)] (CO3).4H2O + NaNO3 IV.TRẢ LỜI CÂU HỎI Câu 1: Nêu tính chất hóa học [Mg6Al2(OH)16](CO3).4H2O? Tính chất trao đổi ion: Dung dịch B gồm becher Dung dịch gồmloại becher 250ml - Các ionAkim hay oxit kim loại trong250ml dd cóchứa sức hấp dẫndung lớn 100ml dịch chứa 50ml dung dịch Mg(NO ) hydroxit lớp đôi Na2CO3 0,1M pH= 9=NaOH - 0,3M Dạng trao50ml đổi: dung dịch 2+ 3+ 2+ 2+ Al(NO[Fe lệ +Mg , Al[Fe = Fe3+ A’] + AFe3+( tỉA] A’- → 3)3 0,1M 3:1)đó: khuấy Trong A làđều (OH)- A’ anion cần trao đổi Tính chất hấp phụ: bao gồm hấp phụ tĩnh điện trao đổi phối tử Các anion bị hấp Chosoát dung buret phụ kiểm bởidịch mậtAđộvào điện tíchtốc độ nhỏ hìnhgiọt thành liên kết hidro đặc biệt 5ml/phút vào dung dịch B khuấy liên Câu 2: Ứng dụng [Mg6Al2(OH)16](CO3).4H2O? Giải thích nguyên tắc ứng dụng đó? tục 50 vịng/ phút giữ cố định p H=9 dung NaOH 0,5Nxạ từ chất thải hạt nhân Ứng dụng - Dùng làm bể chứa ion dịch kim loại phóng có bền thu hóa học vật liệu Độ bền tăng theo : Mg2+ < Lấynhờ sảnđộ phẩm Sấy khô sản phẩm có nhờ độ bền thu hóa học vật liệu Độ bền tăng theo : Mg2+ < Lấy sản phẩm 2+ Sấy 3+ khô sản phẩm Lọctrị Al3+ < Fe Mn2+ < Co Ni2+ hồn < Zn2+ cation hóa được= đem lưuđối với cation hóa o 100 C trị 100oC khuấy - Xúc tácliên trường: tụcmôi giờhydroxit lớp đôi sau nung dùng để khử SOx, NOx thải từ nhà máy lọc dầu - Ứng dụng y sinh học: giảm độ axit dày Tác chất kháng nguyên; điều chế dược phẩm chúng có khả biến đổi lưu giữ dược phẩm dạng anion Câu 3: Tại phải ổn định pH dung dịch Na2CO3 từ 9-10 suốt trình phản ứng? - Trong trình thực nghiệm điều chế mẫu Mg-Cu-Al/CO3 sử dụng phương pháp đồng kết tủa với độ bão hịa thấp Q trình thực cách thêm từ từ dd chứa amin vào dd hh muối cách thêm dd NaOH bão hịa CO2 trì pH hệ khoảng từ 9-10 để đảm bảo kết tủa hồn tồn Mg(OH)2↓ Câu :Trình bày số phương pháp điều chế [Mg6Al2(OH)16](CO3).4H2O phương pháp đồng kết tủa? - Phương pháp trao đổi ion - Phương pháp xây dựng lại cấu trúc - Phương pháp muối-oxit ​ - Phương pháp thủy nhiệt Câu 5: Giải thích kết thúc phản ứng, phải tiếp tục đun hoàn lưu sản phẩm giờ? - Sau kết tủa q trình già hóa có ý nghĩa quan trọng, tăng hiệu suất độ tinh khiết sản phẩm Câu 6: Các yếu tố ảnh hưởng tới trình tổng hợp [Mg6Al2(OH)16] (CO3).4H2O? - Nồng độ chất phản ứng (nồng độ dd hh muối kim loại nằm khoảng 0.1M-3.5M giảm giá trị từ 0.1M-0.01M dd phản ứng - Sự kiểm sốt pH q trình tổng hợp; pH kết tủa - Nhiệt độ thời gian q trình già hóa BÀI 9: SẢN XUẤT PHÈN NHƠM KALI TỪ QUẶNG BAUXITE LÂM ĐỒNG I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Tìm hiểu ngun lí sản xuất phèn nhơm kali từ quặng Bauxite, tính chất ứng dụng sản phẩm, từ tiến hành điều chế, sản xuất phèn nhơm kali quy mơ phịng thí nghiệm Dựa vào sản phẩm tạo tính tốn hiệu suất phản ứng đạt sản xuất theo quy mơ phịng thí nghiệm II CHUẨN BỊ LÝ THUYẾT Nguyên lý hóa học điều chế phèn nhôm Phân giải quặng Bauxite H2SO4: Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O ​ ​ ​(không màu) Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O ​ ​ ​(nâu cam) Thêm KOH để tạo thành K2SO4 hydroxit sắt (III) dạng tủa để lọc khỏi hỗn hợp: Fe2(SO4)3 + 6KOH 2Fe(OH)3 $ + 3K2SO4 Al2(SO4)3 + K2SO4 + 24H2O Al2(SO4)3.K2SO4.24H2O Nguyên tắc điều chế phèn nhơm Hàm lượng H2SO4 tính tốn phải đủ chuyển hồn tồn lượng nhơm oxit Dùng phương pháp trung hịa để loại bỏ tạp chất Fe3+ dạng kết tủa Fe(OH)3: kiểm tra pH = 2-9 Lọc dung dịch cô đặc làm lạnh tinh thể phèn Vẽ phân tích sơ đồ điều chế phèn nhơm III TƯỜNG TRÌNH Quan sát tượng: Khi cho H2SO4 25% vào hỗn hợp quặng Bauxite xuât dung dịch màu nâu đỏ Nung khuấy cho phản ứng xảy hoàn toàn Lọc lấy dung dịch: Cho KOH 4N từ từ để tạo tủa Fe(OH)3 màu đỏ nâu Chỉnh pH =3 lại để tránh Al bị thủy phân Giải thích tượng – Viết phương trình phản ứng (nếu có): Phân giải quặng Bauxite H2SO4: Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O ​ ​ ​(không màu) Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O (nâu cam) Thêm KOH để tạo thành K2SO4 hydroxit sắt (III) dạng tủa để lọc khỏi hỗn hợp: Fe2(SO4)3 + 6KOH 2Fe(OH)3 $ + 3K2SO4 Al2(SO4)3 + K2SO4 + 24H2O Al2(SO4)3.K2SO4.24H2O TRẢ LỜI CÂU HỎI: Câu 1: Phèn gì? Là muối kép có cấu tạo tinh thể đồng hình (đa phần có mặt) tạo nên anion sunfat SO42- (cũng anion selenat SeF42- ZnCl42-) cation hai kim loại có hóa trị khác Cơng thức chung phèn M’M’’’(SO4)2.12H2O M’là kim loại hóa trị Na+, K+,…hoặc NH4+ M’’’ kim loại hóa trị Al3+, Fe3+,… Câu 2: Ứng dụng phèn? Giải thích nguyên tắc ứng dụng Phèn có nhiều tác dụng đông y chủ yếu sát trùng, trừ nấm, trị nhọn Là chất đơng tụ q trình xử lý nước nhờ phản ứng thủy phân với nước tạo thành bơng hydroxin kim loại có khả hút hạt lơ lửng nước rơi tự theo lực trường, lắng nhanh xuống đáy Nhưng ngày sử dụng do: làm giảm độ pH nước sau xử lí, cần điều chỉnh pH dẫn đến tang chi phí sản xuất, cho liều lượng tượng keo tụ bị phá hủy làm cho nước đục sản xuất, cho liều lượng tượng keo tụ bị phá hủy làm cho nước đục trở lại hàm lượng nhôm tồn dư nước sau xử lý cao mức quy định tiêu chuẩn cho phép Câu 3: Nêu loại phèn Các nguyên tố có công thức phân tử phèn Tại sao? Phèn nhôm có loại: - Phèn đơn Al2(SO4)3.18H2O -Phèn kép: Al2(SO4)3.K2SO4.12H2O Ngồi cịn có nhiều loại cơng thức chung phèn M’M’’’(SO4)2.12H2O M’là kim loại hóa trị Na+, K+,…hoặc NH4+ M’’’ kim loại hóa trị Al3+, Fe3+,… Câu 4: Tính hiệu suất quy trình điều chế nào? Quặng bauxite chứa khoảng 51% Al2O3: nnhôm oxit = = = 0,05 (mol) Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O 0,05 0,05 Al2(SO4)3 + 6KOH 2Al(OH)3 + 3K2SO4 0,05 0,1 Al(OH)3 + KOH KAlO2 + 2H2O 0,1 0,1 2KAlO2+ 20H2O +4H2SO4 Al2(SO4)3.K2SO4.24H2O 0,1 0,05 mphèn thực tế =47,47 (g) mphèn lý thuyết = n.M = 0,05 948= 47,4(g) H= = 46,41% Câu 5: Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất? Đề nghị biện pháp làm tang hiệu suất? - Sai sót q trình thao tác thí nghiệm làm thất thoát lượng sản phẩm định trình lọc kết tủa lọc sản phẩm Lượng H2SO4 chưa phân giải hoàn toàn lượng quặng boxit để sử dụng Do quặng boxit không sử lý nhiệt (nung trước) nên liên kết kim loại chưa gãy hoàn toàn nên hiệu suất chưa cao lượng H2SO4 chưa tận dụng hiệu quả/ Câu 6: Phèn thu phèn đơn hay kép? Phèn thu phèn kép tinh thể màu trắng Câu 7: So sánh phèn với muối kép Phèn có muối kép ngậm nước; muối kép muối kim loại có hóa trị khác với anion gốc axit ...BÀI 1:- HIĐRO VÀ CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB, IIB - CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIA PHẦN 1: HIĐRO VÀ CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB, IIB A.BÁO CÁO THÍ NGHIỆM: Chuẩn bị lý thuyết: - PHẦN HIĐRO: Đặc... BÀI 5: - CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIB - CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIIIB PHẦN 1: CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM VIIB A.BÁO CÁO THÍ NGHIỆM: Chuẩn bị lý thuyết: Đặc điểm phân nhóm: Các nguyên tố phân nhóm: Magan... cộng hóa trị khó bay hơi: lưỡng tính BeH2 + 2NaH → Na2[BeH4] - PHẦN CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IB, IIB Giới thiệu nguyên tố phân nhóm: - Nhóm IB phân nhóm phụ gồm nguyên tố: Cu, Ag, Au - Nhóm IIB nguyên