Báo cáo thí nghiệm hoá vô cơ 12

Hiểu thêm về tính chất nước cứng, tính chất đặc trưng, cách làm mềm nước cứng, thang đo độ cứng * Quan sát màu ngọn lửa ia kim loại kiềm thổ - Nhúng một đầu mâu giấy lọc sạch vào dung di

aay]

ou

ĐẠI HỌC QUOC GIA THANH PHO HO CHI MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA KHOA Ki THUAT HOA HOC

Phạm Hoàng 2211050

Hiệp

Hoàng Nguyễn Anh 2211613

Khoa

Thành phố Hồ Chí Minh — 2023

Bai 2: KIM LOAI KIEM THO (Phan nhoém ITA)

V/ Muc dich thí nghiệm

Nắm vững vị trí của kim loai kiém thé trong bang tuan hoan, hiéu duge cac tinh chat

của chúng qua các phản ứng đặc trưng

Hiểu thêm về tính chất nước cứng, tính chất đặc trưng, cách làm mềm nước cứng, thang đo độ cứng

* (Quan sát màu ngọn lửa

ia kim loại kiềm thổ

- Nhúng một đầu mâu giấy

lọc sạch vào dung dich

CaC], bão hòa rồi đưa vào

ngọn lửa đèn côn, quan sát

mâu ngọn lửa Làm tương

tự đối với SrCl, và BaCl,

-CqCÏ,: ngọn lửa màu da cam

¬5SrC]Ì,: ngọn lửa màu đỏ tươi -BaCl, : ngọn lửa màu vàng lục Giải thích: Do các electron lớp ngoài cùng của kim loại

trong muối hấp thụ năng lượng từ ngọn lửa đèn cồn bị

kích thích lên mức năng lượng cao hơn và khi trở về trang thai co ban nó phát ra bức xạ có bước sóng trong vùng ánh sáng nhìn thấy có màu sắc khác nhau đặc trưng

cho mỗi kim loại

Kết luận: Khi đốt chay cation kim loại kiềm thô sẽ cho ngọn lửa có màu đặc trưng Trong nhóm IIA, khi đi từ trên xuống đưới (Ca, Sr, Ba) màu đặc trưng của ngọn lửa

sẽ đi từ đỏ đến vàng chứng tỏ các electron của các kim loại có bán kính tăng dần sẽ có mức năng lượng cao hơn nên đễ dảng chuyển lên mức năng lượng cao hơn

* Phản ú ia kùm loại

kiềm thổ với nước:

- Lấy 2 ống nghiệm cho

vào mỗi ống 1-2 giọt nước,

- Ong 1: Khi để ở nhiệt độ thường tại bề mặt tiếp xúc

xuất hiện màu hồng nhạt đồng thời xuất hiện rất chậm

G nhiét d6 cao Mg(OH), tan nhiều hơn trong

nước nên tao nhiéu OH "““ khiến màu hồng dung dịch

đậm hơn Đồng thời sự che phủ của Mg(OH); giảm nên phản ứng (1) xảy ra nhanh hơn = bọt khí thoát ra nhiều hơn

-Ông 2: Khi cho từ từ NH„CÏ vào, phản ứng xảy ra mạnh

hơn, màu hồng của dung dịch nhạt dan cho dén mat mau,

đồng thời khí thoát ra nhiều hơn, sau đó màu hồng xuất

hiện trở lại

Khi cho N H,Cl yao thi Mg(OH), bi hoa tan, giai phong bé mat Mg lam phan img (1) manh liệt hon va khi thoat ra nhiéu hon:

Mg(OH),+ N H,Cl= MgCl,+NH;+H,O

Do Mg(OH), bi héa tan nên cân bang (2) bi dich

chuyên theo chiều thudn lam giam OH“ dan đến mat

mau phenolptalein

Màu hồng xuất hiện trở lai do NH sinh ra 6 phan

ứng trên và OH““ do phản ứng (2) sinh ra

Kết luận:

- Kim loại kiểm thô từ Mg trở xuống đều tác dụng với

nước tạo bazo mạnh và giải phóng khí H

- Riêng Mg tác dụng chậm với nước ở nhiệt độ thường, tác dụng mạnh kho được đun nóng hoặc có điều kiện

tiếp tục cho 5ml NaOH

IM sau do ly tam, bo phan

dung dich phia trén Cho

lượt cho vào mỗi ống 1 ml

dung dich mudi Mg”,

- Ong tac dụng với N H„CÏ: kết tủa tan tạo dung dịch

trong suốt và có khí mùi khai thoát ra

Mg(OH),+ NH ,CI= MgCl,+ NH, t+H,O

- Ca 4 éng nghiém đều xuất hiện kết tủa tăng dân theo thứ tự Ba”, Sr”", Ca” và Mg””

- Vậy độ tan của các hydroxit trơng ứng của chúng giảm

dàn theo thứ tự trên

t= Mg(OH),ti MgO é

24 FOH HMO eg

Ca

Sr2tit0H” = Sr(OH), i= Bal OH),é ; 2+4+OH é

Ba

Do di tir Mg dén Ba thi bán kính nguyên tử tăng lên nên lực hút hạt nhân voi electron ngoai cing giảm và do oxi

có độ âm điện lớn nên rút electron về phía nó làm cho

phân tử hydroxyt phân cực mạnh nên tạo dung môi phân cực

Kết luận: Có: thê điều chế các hydroxyt của kim loại kiềm thô bằng cách cho muối tan của chúng tác dụng với kim loại kiềm, Hydroxyt của kim loại kiềm thổ có tính

bazơ

* Khao sat su hoa tan cua

A ⁄ ki ị L kiế - Ông chứa MgCl› không có hiện tượng

- Ong chứa CaCl; bị vẫn đục do tạo chất ít tan

- Lay 4 ống nghiệm cho

vào mỗi ống 1 ml lần lượt

- Tiép tục cho dự H;SO¿a

sau đó quản sát hiện tượng

Khi cho HzSO¿ vào các kết tủa không tan

Điều này hoản toàn phù hợp với tích số tan của chúng

Tcasoa= 102% Tsso¿ = 10528

Tpasoa = 10°77

Do nồng độ của SO¿7 tăng lên nên cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận nghĩa là tăng lượng kết tủa

Kết luận: Độ tan cuña hydroxyt vào muối sunfat khi đi

từ Mg đến Ba ngược nhau vì đối với muối sunfat năng lượng hoạt hóa của cation lớn hơn năng lượng mạng tinh thể hơn nữa đi từ Mg đến Ba bán kính X?' tăng dần nên khả năng phân cực trong nước giảm và năng lượng hydrat giảm dần nên độ tan giảm từ Mg đến Ba

* Xác định độ cứng của

nude:

- Lay 10ml dung dịch nước

cứng bằng pipet cho vào

erlen 250ml, thêm nước

cất đề tông thê tích khoảng

cho đến khi màu chỉ thị

chuyển từ đỏ tím sang Tính toán:

xanh nhat Lap lai chuân

Na;CO: 0.IM và 2ml vôi

sữa Đun sôi hỗn hợp trong

3 phút, lọc bỏ kết tủa Tiến

hành chuân độ phân nude

trong như thí nghiệm 5

nhưng không cần thêm

X' < X chứng tỏ hàm lượng Ca?' và Mg”' trong mẫu giảm

= Nude da duoc lam mềm

Khi thém Na2CO3 va Ca(OH): vao thi xay ra phan tmg:

loc

Bài 6: HYDRO - OXY— LƯU HUỲNH (H;_O;— S) (Phân nhóm VIA)

V Mục dich thí nghiệm

Điều chế khi Hydro và Oxy

Tính chất hóa học của Hydro, Oxy và lưu huỳnh

ống nghiệm nhỏ chứa đầy

nước úp ngược trong chậu

Sau đó dùng ngón tay cái

- Khi thả ngón tay có tiếng nô do còn lẫn khí Oxy trong

ống Sau khi thực biện vài ba lần, khí Hydro sinh ra xem

như tinh khiết nên phát ra tiếng nỗ nhẹ hơn

Do hydro tác dụng với oxi có lẫn trong ống nghiệm và trong

hệ thống dẫn khí nên có tiếng nỗ Ban đầu lượng oxi nhiều hơn nên có tiếng nỗ lớn

2H,+O;2H,O

- H; cháy với ngọn lửa màu xanh mờ

- Chà phếu thủy tính lên ngọn lửa, thấy trên thành phếu có

- Ong 3: cho vai hat Zn

(thực hiện đồng thời với

ống 2)

Ông 1: Dung dich mau tim

Ông 2: Dung dịch vẫn có màu tím không đôi so với éng 1

- Hydro vào ống 2 là hydro phân tử không có tính khử

mạnh nên không tác dụng với KMnOx

Ong 3: Dung dich nhat mau dan và có bọt khí không màu

Hidro nguyên tử có tính chất khử mạnh hơn hydro phân

tử (do khả năng chia sẻ hoặc chuyên giao electron dé dang hơn)

* Điều chế khí oxy:

Lắp dụng cụ như hình sau:

Tron đều 4g KCIO; va lg

MnO> bang céi và chảy sứ,

cho vao éng nghiệm khô

Đun nóng ống nghiệm va

thu khí thoát ra trong ống

nghiệm lớn chứa đầy nước - Có khí không màu thoát ra

a Dùng thìa kim loại lấy

một ít lưu huỳnh rồi đốt

chảy, quan sát màu ngọn

lửa Đưa lưu huỳnh đang

cháy vào 1 ống nghiệm

chứa oxy

b Làm lại thí nghiệm trên

nhưng thay lưu huỳnh

bằng một đốm than với

ống nghiệm chứa oxy thứ

2

c Nung đỏ dây đồng rồi

đưa vào ống nghiệm chứa

khí oxy thứ 3

a

- Lưu huỳnh chảy với ngọn lửa mau xanh nhạt, khí thoát ra

có mùi hắc Khi cho lưu huỳnh đang cháy vào ống nghiệm chứa oxy ta thấy ngọn lửa bùng cháy sáng lên có màu xanh tím

- Lưu huỳnh có ái lực lớn đối với Oxi nên nó có thể cháy

ngoài không khí và cho ngọn lửa xanh phát nhiều nhiệt

S+O,SO,

- Ở ống nghiệm lượng oxi nhiều làm tăng vận tốc của phản ứng

b

Đốm than bùng cháy có tia lửa, phản ứng tỏa nhiệt mạnh

- Ở nhiệt độ cao Cacbon có tính khử mạnh nên khi gặp oxi

sẽ phản ứng mãnh liệt

C+0,CO,

c

Ngon lira chay mau xanh luc, day déng bi den lai

- Lớp màu đen là do đồng bi oxI hóa bởi oxI tạo đồng oxit

2 Cut+O, 2 CuO Kết luận:

- Oxi là chất oxi hóa mạnh( đặt biệt ở nhiệt độ cao), dé oxi hoa kim loai va phi kim tao oxit

- Oxi duy tri va kich thich sw chay

*Jƒnh chất của H,O;; a) Dung dịch chuyển từ không mảu sang màu nâu đất Khi

4) Tĩnh oxi hóa của H;O;:

Cho vào ống nghiệm 3-5

giot KI 0,5N + 2-3 giọt

HO; 3% Thêm vải giọt

H:SO¿ 2N Dùng giấy hồ

tinh bột đề nhận biết I;

b) Phân húy H,O;:

Cho vảo ống nghiệm 10

giọt H;O›, bỏ vào một

lượng MnO; bằng đầu tăm,

quan sát hiện tượng

thoát ra có màu tím và làm xanh hồ tinh bột

2KI+H,O,+H,SO,— K,SO,+I,+2H,O

Khí Ï; sinh ra làm hóa xanh hồ tinh bột

b) Dung dịch sủi bọt mạnh, có khí thoát ra Đưa đóm than

vào thấy đóm than sáng hơn = chứng tỏ đó là khí Oxy MnO; đóng vai trò là chất xúc tác cho sự phân hủy H;O;:

Cho vào chén sứ khoảng

lg lưu huỳnh, đun nóng

đến sôi Dùng kẹp đưa sợi

dây đồng đã đốt nóng vào

miệng chén sứ, quan sát

Sợi dây đồng chuyên sang màu đen

Cut+S — CuS Kết luận:

Lưu huỳnh có tính chất oxi hóa mạnh ở nhiệt độ cao

Lưu huỳnh đóng vai trò chất oxi hóa trong phản ứng trên

* Tính khử của tiosunpgaL:

Cho vào 2 ống nghiệm,

mỗi ống 2 giọt dung dịch

Na2S203 0,5N

- Ong 1: thém timg giot

hỗn hop KMnO, 0,5N va

H;SO¿ 2N (tỉ lệ 1:2)

- Ông 2: thêm từng giọt l›

Thay I; bằng Cl; hoặc Bry Ong 1: Dung dich bi mat mau, sau một thời gian dung dịch

S sinh ra lam duc dung dich

Ong 2: Dung dich Iot tir mau tim dan mat mau

Thiosunfat có tính khử mạnh và dễ phân hủy trong môi

trường acid tạo lưu huynh

Bai 8: KIM LOAT NHOM IB (Cu — Ag — Au)

Cân 2g CuO bột cho vào 1

bercher nhỏ thêm vao 15ml H;SO; 4N (đã dư 20% so với lượng cần thiết) Đun nhẹ trên bếp điện, khuấy đều

Lọc, dung dịch qua lọc cô

cạn đến khi xuất hiện

váng tỉnh thê, để yên cho

kết tỉnh ở nhiệt độ phòng

Ta thay mẫu CuO tan tạo dd màu xanh lam

CuO (den) + H2S04 > CuSO, + H20 Tinh thể có màu xanh lớn dần

Cu” tạo phức [Cu(H;O)]J?“ làm dd có màu xanh Tĩnh thê tạo thành: CuSOx.5H:O (3 gam)

Ong 1: dun nong

Ong 2: thém HCI dd can than

Ong 3: cho lượng đư

NaOH 40 %, đun nhẹ Ta thay kết tủa màu lam được tạo thành

CuSO, + 2NaOH > Cu(OH)› Vv + Na;SO¿

Ong 1: xuất hiện tủa màu đen

Cu(OH); > CuO + HzO Ông 2: Tủa tan tạo dung dịch màu xanh lục

Cu(OH); + 2HCI > CuCh + 2H20 CuCl, + 2Cl > [CuC1;]2' (xanh lục)

Ong 3: Tua tan tao dung dich mau xanh tim

Cu(OH)2 + 2NaOH > Na2[Cu(OH),] (xanh tim) Kết luận: Cu(OH)› không tan trong nước, phân huỷ khi đun

nóng và có tính lưỡng tính ( yêu)

Can 0.1g Cu cho vao | ml

dd CuCl2 2M + thêm Iml HCl 2M Dun _ nóng khoảng 3 phút Để nguội, thêm nước

Thêm Iml HCI 2M, đun

Cho vảo ống nghiệm lớn 5 giọt dd CuCl2 2M và 5 giot dd HCHO 40% Dun nong

Thém NaOH dd Dun nong

Xuất hiện kết tủa đỏ gạch

Cu” + HCHO + H20 > Cu’ + HCOOH + H”

2Cu' + 20H > Cu(OH)W vang

CuOH);, > CuzOW dd gach + HO Kết luận: Cu?” có tính oxi hóa yếu

Lấy 2 ống nghiệm

+ Ong 1: 5ml dd CuSO,

05M + vài giọt KI 1M.Đun nhẹ

+ Ong 2: 5 giot AgNO; Ong 1:

- Xuất hiện kết tủa vàng

Cu?" +2T Cul; (không bền)

- Hơi tím xuất hiện làm xanh hồ tinh bột

0.1M + vai giot KI 1M

Dun nhe Ong 2:

- Xuất hiện tủa vàng

Ag'+T > AgIŸ vàng

- Tủa vàng không biến đổi

Kết luận: Ag` là trạng thái oxi hóa bền của Ag

Lây 4 ống nghiệm:

Ong 1 va 2: 5 giot CuSO,

0.5M + vai giot NaOH

Ong 1: thử tủa với HNO:

Ông 2:

NHaOH 2M

thử tủa với

Ong 3 va 4: 5 giọt AgNO:a

0.1M + vai giot NaOH

Ong 3: thử tủa với HNO:¿

Ong 4:

NHOH 2M

thử tủa với

Ong 1 và 2: Xuất hiện kết tủa màu lam

Tua mau lam la cha Cu(OH)2 CuSO + 2NaOH > Cu(OH)W + Na2SO

+ Ong 1: Tủa tan tạo dd màu xanh 1a

Cu(OH): + 2HNO; > Cu(NO3)2 + 2H2O0 (màu xanh)

+ Ong 2: Tua tan cham tao dung dich mau xanh dam

Cu(OH)2 +4NH,OH > [Cu(NHs3)4](OH)2+4 H;O (xanh

dam)

- Ong 3 và 4: Xuất hiện tủa màu xám

AgOH khong bén,bi phan hủy:

AgNO; + NaOH >AgOHW + NaNO3

2AgOH > Ag;Ok ~H;O

+ Ông 3: Tủa tan tao dd khong mau

Ag2O + HNO; > AgNO: + H:O

+ Ông 4: Tủa tan tao dung dich không màu

Ag:O + 4NH4OH > 2[Ag(NH;};]OH + 3H;O

Kết luận: Các kim loại IB có tính lưỡng tính yếu, dé tao

phức bên với dd ammomiac

Cho vào 3 ống nghiệm

mỗi ống 5 giọt AgNO;

0.1M Ong 1: Thém 10 giot NaCl 0.1M Thém timg

giọt dén du NH,OH 2M

Ong 2: Thém 10 giot

NaBr 0.IM.Thêm từng

giọt đến dư NHẠOH

Ông 3: Thêm 10 giot Nal

0.1M.Thêm từng giọt đến

dư NHsOH

+ Ông 1: Xuất hiện tủa trắng

Ag'+CT > AgCIY trắng

Tủa tan tạo dd không màu

AgCl + 2NH,OH > [Ag(NHs)2]Cl +2H20 + Ông 2: Xuất hiện tủa vàng nhạt

Ag*+Br > AgBrV/ vàng nhạt

Tủa tan một phan

AgBr + 2NH,OH > [Ag(NH3)2]Br + 2H20

+ Ong 3: Xuất hiện tủa vàng

Ag’ +I > Agl vang

Tủa gần như không tan

Agl +2NH,OH > [Ag(NH:);]I + 2H;O

Kết luận: Màu của tủa đậm dần từ Clo đến lột, độ tan trong

dãy AgCl, AgBr, Agl giảm dần do bán kính anion tăng, khả

năng bị cực hóa tăng

Cho vào ống nghiệm 5

giot AgNO; 0.1M + timg giot NH,OH 10% Thém

5 giot dd HCHO 40% , dun nong Tủa xuất hiện sau đó tan dân

AgNO; + NH:OH > AgOHW + NH¿NO; 2AgOH > Ag.O +H20

Ag,O + 4NHsOH >2[Ag(NH3)2](OH) + 3H20

Xuất hiện tủa bạc sang ở thành ống nghiệm

4[Ag(NH;);](OH) + HCHO —“—> 4Ag + (NH¿);CO; +

6NH; +2H;O,

Bai 10: NHOM VB (CROM)

vào chén sắt

Thêm 3ml cồn, đốt đến

khi cồn cháy hết

Nung ở 600°C khoảng 1h

Đề nguội, hòa tan bằng nước, lọc lấy phần rắn, săy khô, đem cân

Trộn và nghiền mịn nhằm tăng diện tích tiếp xúc, tăng tốc độ phản ứng

Cồn đóng vai trò là dung môi đề hòa tan tốt đường, làm nước bay hơi nhanh hơn

Ông 2 : Thêm acid loãng Ta thay xuat hién ket tua mau xanh xám

Cr” + 30H 0 Cr(OH)30 xanh xam

+ Ong 1: tua tan tao dung dich mau luc nhat

Cr(OH)3 + 3NaOH I Naz [Cr(OH)«] luc nhat

+ Ong 2: tủa tan tạo dung dịch màu xanh lục

Cr(OH)3 + 3H*0 Cr** + 3H20 xanh lục

Kết luận : Cr(OH); c6 tinh lưỡng tính