Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ d

MUC DICH THI NGHIEM - Nam vững vị trí của kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn, hiểu được các tính chất của chúng qua các phản ứng đặc trưng - Hiều thêm về tính chất nước cứng, tính c

DAI HOC QUOC GIA THANH PHO HO CHI MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA KHOA KY THUAT HOA HOC

MUC LUC

Bai 2: KIM LOAI KIEM THO (PHAN NHOM IIA) 00 000000- 1

Bai 6: HYDRO - OXY - LƯU HUỲNH (H; - O;— S) - 8 (PHAN NHOM VIA) ou00 ccsccsccesssesssesssessseesssessvssssesesesesesesecsevesevseseeseseeees 8 Bài 8: KIM LOẠI NHÓM IB S5 222 2t Hee l6 Bài 10: NHÓM VB (CRÔM) 52 2 SH 2 re 23 Bài 12: KIM LOẠI CHUYỀÊN TIẾP NHÓM VIIIB 28

Tài liệu tham khảo:

Sách thí nghiệm hóa vô cơ Bộ môn công nghệ hóa vô cơ

Bài 2: KIM LOẠI KIEM THO (PHAN NHOM IIA)

I MUC DICH THI NGHIEM

- Nam vững vị trí của kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn, hiểu được các tính

chất của chúng qua các phản ứng đặc trưng

- Hiều thêm về tính chất nước cứng, tính chât đặc trưng, cách làm mềm nước cứng, thang đo độ cứng

II KET QUA THI NGHIỆM

1 Thí nghiệm 1: Quan sát màu ngọn lửa của kim loại kiềm tho

@ Cách tiến hành: Nhúng một đầu mẫu giấy lọc sạch vào dung dịch CaC]› bão hòa

rồi đưa vào ngọn lửa đền cồn , quan sát màu ngọn lửa Làm tương tự với SrC];

và BaC]›

@ Hiện tượng: Quan sat ta thay

e Dung dich CaC]›:ngọn lửa màu đỏ cam

e Dung dich ŠrC]› :ngọn lửa màu đỏ

e® Dung dịch BaC]›:ngọn lửa màu vàng

® Giải thích: Do các ion kim loại của muối hấp thụ năng lượng từ ngọn lửa, các electron lớp ngoài cùng bị kích thích nên nhảy lên mức năng lượng cao hon Sau đó trở về trạng thái cơ bản , sẽ phát ra bức xạ ứng với bức sóng nằm trong vùng khả kiến đặc trưng cho mỗi ion kim loại Trong phân nhóm IIA , tir trén xuống dưới, ngọn lửa chuyên từ đỏ sang vàng

Lwa do cam Lwa do Lua vang

2 Thí nghiệm 2: Phản ứng của kim loại kiềm thổ với nước

® Cách tiến hành và hiện tượng: Lấy 2 ống nghiệm , cho vào mỗi ống 1-2ml

nước ,một ít bột Mg và một siọt phenolphtalein

- Ong 1: Khi để nguội , phản ứng xảy ra chậm Tại bề mặt tiếp xúc pha xuất hiện

màu hồng nhạt đồng thời có bọt khí nỗi lên Đó là khí H; Khi đun nóng, phản ứng

xảy ra nhanh hơn, xuất hiện nhiều bọt khí hơn và màu hồng đậm hơn, lan ra toàn bộ

dung dich

- Ong 2: Cho thém 5-6 giot dung dich NHyCl Phan img xay ra manh liét, mau

dung địch nhạt dần đến mắt màu, đồng thời khí thoát ra nhiều hơn

xuống nên phản ứng (1) xảy ra nhanh hơn và tao nhiều bọt khí hơn

- Ong 2: khi cho thêm NHiCl ,Mg(OH) bi hòa tan giải phóng bề mặt Mg, làm

khí thoát ra nhiều hơn:

Mg(OH); + 2NH/CI c©› MgCl; + 2NH;Í + 2H;O (3)

Do Mg(OH}; bị hòa tan nên cân bằng (2) dịch chuyền theo chiều giảm [OH]

do đó màu dung địch nhạt dần Ngoài ra ,màu hồng xuất hiện trở lại do phản ứng (3)

tao ra NH3 va OH’ 6 phản ứng (2)

@ Kết luận: Kim loại kiềm thổ tác dụng mạnh với nước khi đun nóng hoặc có chất

xúc tác thích hợp

Ông 1 Ông 1 để nguội Ông 1 sau khi dun

3 Thí nghiệm 3:

a Điều chế và tính chất của Mg(OH);

@ Cách tiến hành: Điều chế Mg(OH)› bằng dung dịch NaOH với muối Mg?' Ly tâm bỏ phần dung dịch phía trên và cho phần kết tủa vào 3 ống

e Ong 1: cho tac dung véi HCl

e Ong 2: cho tác dụng với NaOH

e Ong 3: cho tac dung với NH:CI

@ Hiện tượng:

Khi cho dung dịch NaOH vào Mg?' xuất hiện kết tủa màu trăng và không tan trong nước:

MgCl + 2ANaOH —› Mg(OH);‡ + 2NaCl

Trong dung dịch HCI kết tủa tan và trở thành dung dịch trong suốt:

Mg(OH)2 + 2HCI — MgCh +2H20 Trong dung dịch NaOH không có hiện tượng xảy ra vì Mg(OH); và NaOH đều là bazo nên không phản ứng với nhau

Trong dung dịch NH:CI kết tủa tan tạo ra dung dich trong suốt và có mùi khai:

Mg(OH)2 + 2NH¿C] — MpẹC]; + 2NH: + 2HạO

@ Hiện tượng và giải thích: Trong các ống nghiệm đều xuất hiện kết tủa ,lượng

kết tủa giảm dan theo thir tu sau:

Ca?' + 2OH —> Ca(OH);

+ Có thể điều chế được hydroxit của kim loại kiềm thổ khi cho muối tan của chúng

tác dụng với hydroxit của kim loại kiểm

+ Hydroxit của kim loại kiềm thé co tính bazo

+ Khi đi từ Mg đến Ba độ tan của các hydroxit tương ứng tăng dân (vì thực nghiệm

ta thấy lượng kết tủa giảm dần theo chiều tương ứng )

Ong c6 Mg?* Ông có Sr??

4 Thí nghiệm 4: Khảo sát độ tan của muối sunfat kim loại kiềm thổ

@ Cách tiên hành: Lấy 4 ống nghiệm mỗi ống lần lượt chứa Iml dung dịch muối

MeCh, CaCl;, BaCl;, SrCl; Cho từ từ axit sunfurie 2N vào 4 ống nghiệm trên

Quan sát kết tủa Tiếp tục cho dư HaSO¿

@ Hiện tượng:

e© Khi cho từ từ H;ạSO¿ 2N vào 4 ống nghiệm chứa muối tan của Mg?*(1), Ca?!(2), Ba?' (3), Sr?'(4) ta thấy:

+ Ong 1: không hiện tượng

+ Ong 2: bi vẫn đục do tạo kết tủa: CaClztHạSO —> CaSO¿} + 2HCI

+ Ong 3: bị đục nhiều do tạo kết tủa nhiều nhất: BaClạ +HạSO — BaSO¿} + 2HCI

+ Ông 4: kết tủa ở đạng keo màu trắng đục SrCl; +H;SOx — SrSO¿k +2HCI

e©_ Khi tiếp tục cho dự H;SOx kết tủa không tan ra

@ Giải thích: Độ tan của hydroxit và muối sunfat của kim loại kiểm thổ từ Mg đến

Ba ngược nhau vì đối với muối sunfat năng lương hoạt hóa cation lớn hơn năng

lượng mạng tĩnh thể ,thêm vào đó từ Mp đến Ba bán kính ion M?' tăng dần nên

khá năng phân cực trong nước giảm và năng lượng hydrat giảm dẫn đến độ tan

giảm từ Mg đến Ba

® Kết luận: Độ tan của muối sunfat giảm dần tir Mg dén Ba

Ông 1 Ông 2 Ông 3 Ông 4

5, Thí nghiệm 5: Xác định độ cứng của nước

€ Cách tiến hành: Lấy 10ml dung dịch nước cứng bang pipet 10ml vao erlen 250ml Thêm nước cất để tổng thể tích khoảng 100 ml Thêm 5 ml dung dịch đệm pH 10 thêm 4 -7 giọt chất chỉ thị ERIOT Lắc đều và chuẩn độ bằng dung

6 Thí nghiệm 6: Làm mềm nước

@ Cách tiến hành: Lấy 50m] nước cứng cho vào becher 250 ml rồi thêm vào 50m] dung dịch Na;CO:› 0,1M và 2ml sữa vôi Đun sôi hỗn hợp trong becher 3 phút

lọc bỏ kết tủa lây phần nước trong Tiến hành xác định độ cứng như thí nghiệm

5 nhưng không cần thêm nước cất đến 100ml nữa

Vị=1l16ml; Vạ=I5ml —> Vrggpray l.55 mÌ

V mãu= 10ml

Tổng hàm lượng Mg?' và Ca?" còn lại:

X= Vrsepra X CepraX 1000/Vmẫu =1.55 x 0,02 x1000/10

= 3.1mN

@ Nhan xét:

X' <X chứng tỏ hàm lượng Mg?? và Ca?* trong mẫu giảm —> Nước được làm mềm

vì khi thém Na2CO3 va Ca(OH): vao thi xay ra phan ứng:

Mg?* +20H — Mg(OH)v Ca?* +CO32 > CaCO

Làm giảm lượng Mg?* và Ca?" trong dung dich sau loc

Bai 6: HYDRO - OXY - LUU HUYNH (ih - O2- S$)

(PHAN NHOM VIA)

I MUC DICH THI NGHIEM

- Điều chế khí Hidro và oxi

- Tính chất hóa học của hydro, oxy, lưu huỳnh

II KET QUA THI NGHIỆM

1/ Thí nghiệm 1: Điều chế hydro

@ Cách tiến hành: Lắp dụng cụ như hình sau

Cho vào ống nghiệm 3 hạt kẽm + 5m1 HCL đậm đặc Thu khí sinh ra bằng ống

nghiệm nhỏ chứa đầy nước được úp ngược lại trong chậu nhỏ chứa đầy nước

Châm lửa đốt khí hydro thoát ra ở đầu ống dẫn Lấy thành phếu thủy tinh khô chà

lên ngọn lửa

4 Hiện tượng

-Kẽm tan dân, có sủi bọt khí rất mãnh liệt và sinh nhiều nhiệt

-Châm lửa đốt khí hydro thoát ra ở đầu ống dẫn nghe có tiếng nỗ nhẹ Ngọn lửa

màu xanh đồng thời tỏa nhiều nhiệt

- Lay thành phễu thủy tính khô chà lên ngọn lửa thấy có hơi nước đọng trên

thành phễu.

2H +O; ——> H20 + Q

@ Kétludn: Cé thẻ điều chế hydro bằng cách cho kim loại mạnh tác dụng với

acid mạnh Khí hydro tác dụng với oxI tạo thành nước và sinh nhiệt mạnh

Khi hydro tác dụng với khí oxi với tỉ lệ thích hợp sẽ cho nghe tiếng nỗ

2 Thí nghiệm 2: Hoạt tính của hydro phân tử và hydro nguyên tử

@ Cách tiến hành và hiện tuong: Cho 8 ml dung dich H2SO4 4N + 2 ml dd

KMnO, 0.1M vào ống nghiệm Lắc kỹ rồi chia làm 3 ống nghiệm:

-Khí sinh ra là do hydro nguyên tử chưa phản ứng kết hợp thành hydro phân tử -Hydro mới sinh là hydro nguyên tử, có tính khử mạnh nên phản ứng với KMnÖ¿

lam mat mau dung dich

Zn + H28O4 > ZnSO, + 2[H]

5[H] + MnO¿ + 3H' > Mn?' + 4HạO

® Kết luận: Hidro nguyên tử có tính khử mạnh hơn hydro phân tử

3 Thi nghiém 3: Diéu ché khi oxy

@ Ca4ch tién hanh: Tron déu 4g KCIO3 + 1g MnO; bằng cối và chày sứ sau đó cho

vao éng nghiém that khd Dun néng éng nghiém va thu khí thoát ra trong một ống nghiệm lớn chứa đầy nước úp ngược trong chậu nước

IN —>- Oz

ae

LIL

@ Cách tiến hành và hiện tượng:

a/ Dùng thìa kim loại lấy 1 ít lưu huỳnh rồi đốt cháy

Cho vào miệng ống nghiệm chứa oxy thì ngọn lửa

bùng lên và có màu xanh tím Tạo thành chất khí có

mùi hắc

b/ Làm lại thí nghiệm trên nhưng thay lưu huỳnh bằng

đốm than ta thấy đốm than bừng sáng

@ Phương trình phản ứng và giải thích:

a/ Lưu huỳnh tác dụng với khí oxy cho ngọn lửa màu xanh và phát nhiều nhiệt,

tạo SO› có mùi hắc và lượng rất bé SOs:

® Kết luận: Oxy là chất oxi hóa mạnh (đặc biệt ở nhiệt độ cao), dé oxi hoa kim

loại và phi kim tạo oxit Oxy duy trì và kích thích sự cháy

5 Thí nghiệm 5: Tính chất H;O;

® Cách tiến hành và hiện tượng:

a/ Tính oxi hóa của H;O;: Cho vào ống nghiệm 3-5 giọt KI 0.5N + 2-3 giọt

HO; 3% + vài giọt HaSO¿ 2N Dung dịch có màu vàng chuyên sang nâu đất, làm xanh hồ tinh bột

b/ Phân hủy H;O;: Cho vào ống nghiệm 10 giọt HạO; bỏ thêm một lượng MnO;

Ta thay dung dich sui bọt khí mạnh Đưa đóm than vào gần ta thấy đóm than sáng

hơn Chứng tỏ đó là khí oxy.

@ Phương trình phan ứng và giải thích:

a/ Ia sinh ra làm xanh hỗ tính bột Màu nâu đất của dung dịch là do l; tạo phức với KI dư

21 +H2O02 + 2H? > b+ 2H2O

L+KI S KI (nau dat)

b/ MnO; đóng vai trò là chất xúc tác cho quá trình phân hủy H;Oz

2HO; —””> 2H;O+O¿;4

® Kết luận: HO: là chất oxi hóa mạnh và không bền

6 Thí nghiệm 6: Phản ứng giữa S va Cu (lam trong tu hut)

@ Cách tiến hành và hiện tượng: Cho vào chén sứ Ig lưu huỳnh, đun sôi Dùng kẹp đưa sợi dây đồng vào miệng chén Sợi dây đồng chuyên sang màu đen, có

khỏi trăng bay lên

@ Phương trình phản ứng và giải thích: Cu + § — CuS (den)

Khói trắng là do lưu huỳnh bốc hơi

® Kết luận: Lưu huỳnh có tính oxi hóa mạnh ở nhiệt độ cao

7 Thí nghiệm 7: Tính khử của tiosunfat

@ Cách tiến hành và hiện tượng: Cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 2 giọt dd

NaoS203 0.5N

- Ong 1: thêm từng giọt hỗn hợp dung dịch KMnOx 0.5N và H;SO¿ 2N (tỉ lệ 1:2)

Hiện tượng: Phản ứng xảy ra nhanh làm mắt màu thuốc tím, sau một thời gian

dung dich bi duc

SO:?> +2H — SO; + SỶ † HạO (S sinh ra lam duc dung dich)

282037 + b> 21 + S406”

5H:O + S:Oz” +4Br;—> HSO¿ + 8Br + 8H"

5H20 + 82037 + 4C]; —> HSƠO¿ + 8CT + 8H'

@ Kết luận: Tiosunfat có tính khử mạnh và dễ bị phân hủy trong môi trường axit

tạo lưu huynh

Bai 8: KIM LOAI NHOM IB

I MUC DICH THI NGHIEM

- Hiểu được các tínhc chất của Cu, Ag, và các hợp chất qua các phản ứng đặc trưng

II KET QUA THI NGHIỆM

1 Thí nghiệm 1: Điều chế CuSO4.SH2O

@ Cách tiến hành và hiện tượng:

Cân 2g CuO cho vào chén sứ +15ml HzSO¿ 4N dư 20% Đun nhẹ khuấy đều Lọc ,dung địch qua lọc cô cạn đến khi xuất hiện váng tính thê Để yên cho tính thê

ở nhiệt độ phòng Loc tinh thé bang phéu lọc chân không thu được khối lượng m = 4,98

4® Hiện tượng: mẫu CuO tan tạo dung dịch màu xanh lam tình thể có màu xanh

lam lớn dần

@ Phương trình phản ứng và giải thích:

e®© Màu đen là màu của CuO: CuO + HạSOa —> CuSO¿.5HạO

e©_ Hiệu suất phản ứng:

2 Thí nghiệm 2: Tính chất của Cu(OH);

@ Cách tiến hành và hiện tượng: Cho 3 ống nghiệm mỗi ống 0,5m] dd CuSO, 5M+ vài giọt NaOH 2M Ta thấy kết tủa xanh lam được tạo thành

e Ong 1: dun néng xuat hiện kết tủa màu đen

e Ong 2: thém HCI dac tia tan tao dung dich xanh luc

° Ong 3: cho luong du dd NaOH 40% dun nhe tua tan tao thanh dung dich xanh tim

@ Phương trình phan ứng và giải thích:

Ban đầu kết tủa xanh lam tạo thành là:

Cu(OH) CuSO4+ 2NaOH — Cu(OH)2 +12H;O

+ Ong 1: Cu(OH}› —> CuO (tủa đen) + HạO

+ Ống 2: Cu(OH); + 2HCI — CuụCl; + 2H;O

CuC]› + CI —> [CuC1¿]* dd xanh lục

+ Ong 3: cho lượng dư dd NaOH 40% dun nhe tua tan tạo thành dung dịch xanh

tím (màu của [Cu(OH}]* ): Cu(OH)2 + ANaOH —> Na;[Cu(OH3]

® Kết luận: Cu(OH); Không tan trong nước, mắt nước khi đun sôi và có tính

@ Cách tiến hành và hiện tuong: Cho 0,12 Cu vao dd CuCh 2M + Iml HCl 2M

Dun nong sau dé dé ngudi thém nuéc vao thay dung dich xuat hiện kết tủa

trang duc Thém 1 ml HCI 2M đun nóng tủa tan tao dung dich xanh réu [CuCh]

có nền đen trên nền lam tạo dung dịch màu rêu

® Cách tiến hành và hiện tượng: Cho vào 5 ống nghiệm mỗi ông 5 giọt dung dich

HCHO 40% Đun nóng xuất hiện khí có mùi xốc là HCHO Thêm NaOH đặc đun nóng xuất hiện kết tủa đỏ gạch

@ Phương trình phản ứng và giải thích:

Cu?' +HCHO +H;O —› Cụ' +HCOOH+ H*

2 Cu?' 12OH- — Cu;(OH);Ỷ (vàng) Cuz(OH); — Cu;O} ( đỏ gạch) +H;O

® Két luận: Cu” có tính oxy hóa yếu

5 Thi nghiém 5:

@ Cách tiến hành và hiện tượng: Lấy 2 ống nghiệm:

e Ong 1: 5ml dd CuSO, 0,5M + vài giọt KI, xuất hiện kết tủa vàng Đun nhẹ hơi tím xuất hiện làm xanh hỗ tinh bột Dung địch cĩ màu xanh đất

e Ong 2: 5 giot AgNO3 0,1M + vai giot KI, xuat hiện kết tủa vàng Đun nhẹ tua vang khéng bién déi

@ Phương trình phan ứng và giải thích:

Cw* +1 > Culh

Cul; khơng bền: Culạ —> Cul| vàng + I; (hơi tím)

Dung địch cĩ màu nâu đo tạo phức I; : Ag' +I —> Agl: Ì vàng

® Kết luận: Aøg" là trạng thái oxi hĩa bền của Ag

Lúc ban đầu San khi cho vài giọt KĨ