Báo cáo thí nghiệmhóa vô cơ

Làm tương tự với SrCl và BaCl .2 2 Hiện tượng: sau khi thí nghiệm kết thúc, quan sát ta thấy: Dung dịch CaCl : ngọn lửa màu đỏ cam2 Dung dịch SrCl : ngọn lửa màu đỏ2 Giải thích: Do các i

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

~ ~ ~ ~ ⁂ ⁂ ⁂

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

HÓA VÔ CƠ

GVHD: NGUYỄN PHƯỚC HIÊN

NHÓM: 12

NGUYỄN THỊ CẨM VI 2213931NGUYỄN ANH XUÂN 2214065

Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2023

0

BÀI 2: KIM LOẠI KIỀM THỔ

I Thí nghiệm 1: Quan sát màu ngọn lửa kim loại kiềm thổ

Cách tiến hành:

- Nhúng một đầu mẩu giấy lọc sạch vào dung dịch CaCl bão hòa rồi đưa vào ngọn lửa 2

đèn cồn, quan sát màu ngọn lửa Làm tương tự với SrCl và BaCl 2 2

Hiện tượng: sau khi thí nghiệm kết thúc, quan sát ta thấy:

Dung dịch CaCl : ngọn lửa màu đỏ cam2

Dung dịch SrCl : ngọn lửa màu đỏ2

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 hơn Sau đó trở về trạng thái cơ bản, sẽ phát ra bức xạ ứng với bước sóng nằm trong vùng khả kiếnđặc trưng cho mỗi ion kim loại Trong phân nhóm IIA, từ trên xuống dưới, màu đặc trưng của ngọn lửa sẽ chuyển từ đỏ sang vàng

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

Cách tiến hành:

- Lấy hai ống nghiệm, cho vào mỗi ống 1 - 2ml nước, một ít bột Mg và 1 phenol phtalein.Ống 1: Ghi nhận hiện tượng khi để nguội và sau khi đun nóng Có phản ứng gì xảy ra không?

Ống 2: Cho thêm 5 - 6 giọt dung dịch NH Cl Quan sát, viết phương trình phản ứng 4

Tại sao khi có mặt NH thì Mg tác dụng mạnh hơn?4+

Ống 2: Cho thêm 5 – 6 giọt dung dịch NH Cl Phản ứng xảy ra mãnh liệt, màu 4

dung dịch nhạt dần đến mất màu, đồng thời khí thoát ra nhiều hơn, sau đó màu hồng xuất hiện trở lại

Giải thích - Phương trình hóa học:

Ống 1: phản ứng xảy ra chậm cho Mg(OH) được tạo ra che phủ bề mặt Mg.2

Khi đun nóng, ở nhiệt độ cao, Mg(OH) tan nhiều hơn, tạo ra nhiều OH khiến màu 2 –

phản ứng (1) xảy ra nhanh hơn và sẽ tạo nhiều bọt khí hơn

Ống 2: khi cho thêm NH Cl, Mg(OH) bị hòa tan giải phóng bề mặt Mg, làm khí 4 2

thoát ra nhiều hơn

Mg(OH)2 + 2NH Cl MgCl + 2NH + 2H O (3)4 2 3 2

Do Mg(OH) bị hòa tan nên cân bằng phản ứng (2) dịch chuyển theo chiều giảm 2

[OH–], do đó màu dung dịch nhạt dần

Ngoài ra, màu hồng xuất hiện trở lại do phản ứng (3) tạo ra NH và OH ở phản 3 –

phần kết tủa vào 3 ống nghiệm:

Ống 1: cho tác dụng với dung dịch HCl 1M

Ống 3: cho tác dụng với dung dịch NH Cl 1M4

Phương trình hóa học - Hiện tượng:

Khi cho dung dịch NaOH vào Mg , xuất hiện kết tủa màu trắng và không tan trong2+

Mg(OH)2 + 2HCl MgCl + 2H O2 2

Ống 2:

là base nên không phản ứng với nhau

- Lấy 4 ống nghiệm, lần lượt cho vào mỗi ống 2ml dung dịch muối Ca , Mg , Sr , Ba 2+ 2+ 2+ 2+

0.5M, tiếp tục cho vào mỗi ống trên 1ml dung dịch NaOH 1M Ly tâm lấy kết tủa, quan sát

Hiện tượng: Trong cách ống nghiệm đều có kết tủa Lượng kết tủa tăng dần theo thứ

Hydroxit của kim loại kiềm thổ có tính base

Khi đi từ Mg đến Ba, độ tan của các hydroxit tương ứng giảm dần (thực nghiệm cho ta thấy lượng kết tủa tăng dần theo chiều ngược lại)

IV.Thí nghiệm 4: Khảo sát độ tan của muối sunphat kim loại kiềm thổ

Cách tiến hành:

- Lấy 4 ống nghiệm, mỗi ống lần lượt chứa 2ml dung dịch muối MgCl , CaCl , 2 2

BaCl2, SrCl Cho từ từ acid sunfuric 2N vào 4 ống nghiệm trên Quan sát kết tủa, tiếp2

tục cho dư H2SO4, kết tủa có tan ra hay không?

và năng lượng hydrat giảm dẫn đến độ tan giảm từ Mg đến Ba,

V.Thí nghiệm 5: Xác định độ cứng của nước

Cách tiến hành: Lấy 10ml dung dịch nước cứng bằng pipet 10ml vào erlen 250ml Thêm nước cất để tổng thể tích ở khoảng 100ml Thêm 5ml dung dịch đệm pH 10, sau

đó thêm 4 – 7 giọt chỉ thị ERIO-T Lắc đầu và chuẩn độ bằng dung dịch EDTA 0,02N

VI Thí nghiệm 6: Làm mềm nước

- Lấy 50ml nước cứng cho vào becher 250ml, thêmvào 50ml dung dịch Na2CO3 0,1M và 2ml sữa vôi.Đun sôi hỗn hợp trong becher trong 3 phút, lọc bỏkết tủa lấy phần nước trong Tiến hành xác định độcứng như thí nghiệm 5 nhưng không cần thêmnước cất đến 100ml nữa

thêm Na2CO3 và Ca(OH) vào thì xảy ra phản ứng:2

Bài 6: HYDRO – OXY – LƯU HUỲNH

I Thí nghiệm 1: Điều chế H2

Cách tiến hành: Cho vào ống nghiệm 3 hạt kẽm sau đó thêm vào 5ml HClđậm đặc Thu khí sinh ra bằng ống nghiệm nhỏ chứa đầy nước úp ngược lạitrong chậu nhỏ chứa đầy nước Châm lửa đốt khí hydro thoát ra ở đầu ốngdẫn Lấy thành phễu thủy tinh khô chà lên ngọn lửa

Hiện tượng: Kẽm tan dần, 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 nổ nhẹ Ngọnlửa màu vàng, đồng thời tỏa nhiều nhiệt Lấy thành phễu thủy tinh khô chàlên ngọn lửa thấy có hơi nước đọng trên thành phễu

Phương trình phản ứng - giải thích:

Zn + 2HCl → ZnCl + H ↑+Q2 2

- Do hydro tác dụng với oxi có lẫn trong ống nghiệm và trong hệ thống dẫnkhí nên có tiếng nổ Ban đầu lượng oxi nhiều nên có tiếng nổ lớn sinh ranhiều nhiệt

Hơi nước tạo thành gặp thành thủy tinh lạnh nên ngưng tụ

II Thí nghiệm 2: Hoạt tính của H phân tử và H nguyên tử.2 2

Cách tiến hành: Cho 4 ml dung dịch H2SO410% + 1 ml dd KMnO 0.1M4

vào ống nghiệm Lắc kỹ rồi chia đều 3 ống nghiệm

- Ống 1: Dùng làm ống chuẩn

- Ống 2: Cho luồng khí hydro thu được ở thí nghiệm trên lội qua

- Ống 3: Cho vào vài hạt kẽm

Hiện tượng:

- Ống 1: Dùng làm chuẩn

- Ống 2: Màu của dung dịch nhạt dần nhưng không mất

- Ống 3: Kẽm tan, xuất hiện bọt khí dung dịch nhạt màu rồi trở thành trongsuốt

- Khí sinh ra là do hydro nguyên tử chưa phản ứng kết hợp thành hydrophân tử Hydro mới sinh là hydro nguyên tử, có tính khử mạnh nên phảnứng với KMnO làm mất màu dung dịch.4

Zn + H2SO4 → ZnSO + 2[H]4

5[H] + MnO4-+3H+ → Mn2++4H O2

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

II Thí nghiệm 3: Điều chế khí O2

Cách tiến hành: Trộn đều 2g KClO + 0.5g MnO bằng cối và chày sứ sau3 2

đó cho vào ống nghiệm thật khô Đun nóng ống nghiệm và thu khí thoát ratrong một ống nghiệm lớn chứa đầy nước úp ngược trong chậu nước

- Làm lại thí nghiệm trên nhưng thay lưu huỳnh bằng que nhang

Nung đỏ sợi dây đồng và đưa vào ống nghiệm chứa khí Oxi

Hiện tượng:

- Ngọn lửa bùng lên có màu lam nhạt Khí thoát ra có mùi hắc

- Đốm than bừng sáng khi cho vào ống nghiệm chứa O2

- Sợi dây đồng trở nên đen hơn

Phương trình phản ứng, giải thích - nhận xét:

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

và tạo SO có mùi hắc và một lượng rất bé SO2 3

- Dung dịch có màu vàng chuyển sang nâu đất và làm xanh hồ tinh bột

- Dung dịch sủi bọt khí mạnh Đưa đóm than vào gần ta thấy đóm thansáng hơn.Chứng tỏ đó là khí Oxy

H O + O2 2

Giải thích:

- H2O2 là chất oxi hoá mạnh và không bền

VI Thí nghiệm 6: Phản ứng giữa lưu huỳnh và Cu (làm trong tủ hút)Cách tiến hành: Cho vào chén sứ 1g lưu huỳnh, đun sôi Dùng kẹp đưa sợidây đồng vào miệng chén

Hiện tượng: Sợi dây đồng chuyển sang màu đen, có khói trắng bay lên.Phương trình phản ứng, giải thích và nhận xét:

Cu+S → CuS(đen)

- Khói trắng là do lưu huỳnh bốc hơi

Kết luận:

- lưu huỳnh có tính oxy hoá mạnh ở nhiệt độ cao

VII Thí nghiệm 7: Tính khử của tiosunphat

Cách tiến hành:Cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 2 giọt dung dịch Na2S2O3

0.5N:

- Ống 1: Thêm từng giọt hỗn hợp dung dịch KMnO 0.5N và H4 2SO4 2N (tỉ

lệ 1:2)

- Ống 2: Thêm từng giọt Iốt, sau đó thay I bằng Cl hoặc Br 2 2 2

Hiện tượng:

- Ống 1: Phản ứng xảy ra nhanh làm mất màu thuốc tím.Sau một thời gian thìdung dịch bị đục

- Ống 2: Màu tím than của I mất dần đến không màu Nếu thay bằng Cl2 2

hoặc Br thì màu vàng lục của khí Cl và màu đỏ của Brom mất màu.2 2

Câu 1: Trong phản ứng, hydro phân tử phải phân hủy thành hydro nguyên

tử, và phải tốn rất nhiều năng lượng để bẻ gãy liên kết giữa 2 nguyên tửhydro Do đó hydro nguyên tử có hoạt tính cao hơn hydro phân tử

10[H] + 2KMnO4 + 3H2SO4 -> K2SO4 +2MnSO4 + 8H2O

Câu 2: Một trong những phản ứng quan trọng của oxy là phản ứng cháy

Ví dụ: C + O -> CO2 2

C6H O12 6 +6O -> 6CO + 6H O2 2 2

Câu 3: Cách giữ H2O2 bền:

- Cất giữ trong chai thủy tinh sẫm màu và giữ ở một nơi an toàn

- Thêm hợp chất ức chế sự phân hủy của H2O2 như H2SO4, H3PO4.Câu 4: : Phản ứng oxy hóa của lưu huỳnh:

S + 6HNO3 -> H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

Câu 5: Muối Thiosulfate có khả năng khử vì trong ion S2O32- ngoài S+6

nó còn có S2- Cấu trúc phân tử của Na2S2O3 là:

Các phương trình phản ứng:

2 S2O32- + I2 -> 2I- +

S4O62-5H2O + S2O32- + 4Br2 -> HSO4- + 8Br- + 8H+

5H2O + S2O32- + 4Cl2 -> HSO4- + 8Cl- + 8H+8MnO4- +5S2O32- +14H+ -> 10SO42- + 8Mn2+ +7H2O.

BÀI 8: KIM LOẠI NHÓM IB

I Thí nghiệm 1: Điều chế CuSO4

Cách tiến hành: Cân 2g CuO bột cho vào rồi thêm 15 ml H2SO4 4N dư20% rồi đun nhẹ và khuấy đều cho đến khi tan hết CuO Đem dung dịchthu được đi lọc (dung dịch sau khi lọc xuất hiện ván tinh thể) Lọc tinh thểbằng chân không thu được khối lượng m

Hiện tượng: CuO tan dần thu được dung dịch màu xanh lam, tinh thể cómàu xanh và lớn dần

II Thí nghiệm 2: Tính chất của Cu(OH)2

Cách tiến hành: Lấy 3 ống nghiệm, cho vào mỗi ông 0.5ml dung dịchCuSO4 0.5M rồi tạo kết tủa bằng vài giọt NaOH 2M, ly tâm:

- Ống 1: đun nóng ống nghiệm

- Ống 2: Thêm HCl đặc , đun nhẹ lắc đều

- Ống 3:Thêm 4ml dung dịch NaOH 40%, đun nhẹ

Hiện tượng:

- Ống 1: Xuất hiện kết tủa đen

- Ồng 2: Tủa ta xuất hiện dung dịch xanh lục

- Ồng 3:Tủa tan tạo dung dịch màu xanh tím.

Phương trình hóa học, giải thích

- Ban đầu tạo kết tủa xanh lam:

CuSO4 + 2NaOH→ Cu(OH) + 2NaCl2

- Ống 1: Kết tủa bị phân hủy khi đun nóng tạo kết tủa đen

[CuCl2] CuCl↓ + Cl

Kết luận:

- [CuCl có nền đen trên nền lam nên tạo dung dịch màu xanh rêu và bị2]

-thủy phân tạo CuCl

HCl là để cung cấp Cl để tạo phức (môi trường) , nên có thể thay HCl bằng

-NaOH

Cu + CuCl + 2NaCl→ 2Na[CuCl ]2 2

- Cu có tính oxi hóa yếu.2+

IV Thí nghiệm 4:

Cách tiến hành: Cho vào ống nghiệm lớn 5 giọt dung dịch CuCl 2M và 52

giọt dung dịch HCHO 40% Đun sôi, thêm 1ml NaOH đậm đặc Quan sáttạo thành kết tủa vàng Cu2(OH)2, đun đến khi thấy kết tủa đỏ

Hiện tượng: tạo thành kết tủa vàng và kết tủa chuyển sang màu đỏ gạchsau khi đun nóng

Phương trình hóa học, giải thích

Hiện tượng:

Phương trình hóa học - Giải thích:

- Ống 1: xuất hiện kết tủa vàng Đun nhẹ hơi tím xuất hiện làm xanh hồtinh bột Dung dịch có màu xanh đất

- Ống 2: xuất hiện tủa vàng Đun nhẹ tủa vàng không biến đổi

Phương trình hóa học - Giải thích:

Cu2+ + 2I → CuI (Không bền)

-2

2CuI2 → 2CuI (vàng) + I (hơi tím khi đun nhẹ)2

- Dung dịch có màu nâu đỏ do có phức

- Ống 1,3: đựng 5 giọt dung dịch CuSO 0.5M.4

- Ống 2,4: đựng 5 giọt dung dịch AgNO 0.1M.3

Hiện tượng:

- Ống 1: Tủa tan tạo dung dịch màu xanh

- Ống 2: Tủa tan tạo dung dịch màu trắng đục

- Ống 3: Tủa tan chậm, tạo dung dịch màu xanh dương

- Ống 4: Tủa tan tạo dung dịch trong

Phương trình phản ứng, giải thích

Ống 1: Cu(OH) + 2HNO → Cu(NO + H O2 3 3)2 2

Ống 2: 2AgNO + 2NaOH → Ag O↓ (đen) + 2NaNO + H O3 2 3 2

Ống 3: Cu(OH) + 2NH OH → [Cu(NH2 4 3) ](OH)4 2 + H O2

Cách tiến hành : Cho 5 giọt AgNO lần lượt vào 3 ống nghiệm được đánh3

số sau đó thêm lần lượt:

Ống 1: 10 giọt dung dịch NaCl 0,1M.

Ống 2: 10 giọt dung dịch NaBr hay KBr 0,1M

Ống 3: 10 giọt dung dịch KI 0,1M

Sau đó thêm từng giọt NH OH 2M đến dư.4

Hiện tượng:

Ống 1: Tạo kết tủa trắng nhưng sau đó thêm NH OH thì làm tủa tan, tạo4

dung dịch không màu

Ống 2: Tạo kết tủa vàng nhưng sau đó thêm NH4OH thì làm tủa tan mộtphần

Ống 3: Tạo kết tủa vàng nhưng sau đó thêm NH4OH thì gần như tủa khôngtan

oooooooo

o

o

o

Phương trình phản ứng, giải thích

- Ống 1: Ag + Cl → AgCl↓ (trắng)+

Cách tiến hành: Cho vào ống nghiệm 5 giọt 0,1M thêm tiếp từng giọt

NH4OH 10% thêm 5 giọt dung dịch HCHO 40%, đun nóng

Hiện tượng: Khi thêm NH OH vào thì xuất hiện kết tủa sau đó tan dần di,4

khi thêm HCHO vào thì xuất hiện kết tủa trắng sang bám trên thành ốngnghiệm

Phương trình hòa học, giải thích và nhận xét:

AgNO3 + NH OH → AgOH↓ + NH4 4NO3

2AgOH → Ag O + H O

Ag2O +4NH OH → 2[Ag(NH4 3 2)]OH + 3H O2

4[Ag(NH )3 2]OH + HCHO 4Ag + (NH4 2) CO3 + 6NH3

+2H O2

Trả lời câu hỏi:

Câu 1: Sự khác biệt về mặt tính chất giữa kim loại nhóm IA và kim loạinhóm IB xuất hiện là do:

- Electron lớp ngoài cùng của nhóm IB có cấu trúc (n-1)d10ns1, đây là cấutrúc bão hòa vậy nên năng lượng ở (n-1)d và ns trở nên giống nhau Vì vậy,trong các phản ứng luôn luôn có sự ảnh hưởng của electron phân nhóm dlàm cho tính chất của kim loại nhóm IB trở nên khác biệt

Câu 2: Khai thác Cu từ quặng malachite có chứa CuCO3.Cu(OH)2.Phương trình phản ứng:

CuCO3 CuO + CO2

Cu(OH)2 CuO + H2O

2CuO + C CO2 + 2Cu

BÀI 10: NHÓM VIB (CRÔM)

I Thí nghiệm 1: Điều chế của oxyt crôm III (Cr2O3)

đem cân phần chất rắn còn lại

Hiện tượng:

- Sau khi đun nóng bằng đèn cồn ta thu được hỗn hợp cứng màu đen trong chén Fe

không Sau đó đem phần chất rắn còn lại cân thì thấy khối lượng phần này là 2,1g.Phương trình hóa học và giải thích:

- Khi nung trên đèn cồn:

- Hỗn hợp đen thu được sau khi nung là Cr O2 3, C, K CO2 3.

- Nung hỗn hợp trong lò ở 600 C giúp loại bỏ C còn dư, cồn còn dư và lượng nướco

còn lại

hết các chất tân còn lại Phần chất rắn còn lại là Cr O2 3

Tính hiệu suất:

Hiệu suất vượt quá 100% có thể do khi cân, ta cân cả giấy lọc (bị ẩm) rồi khi talấy tổng khối lượng cân trừ đi khối lượng phần giấy lọc chuẩn (khô) thì bị dư raphần khối lượng H O Thêm nữa là cốc Fe dùng làm thì nghiệm có nhiều gỉ Fe, khi2

thực hiện nung rồi khuấy trọn thì những gỉ này rớt ra làm tăng khối lượng của phầnchất rắn không tan

II Thí nghiệm 3: Tính chất các hợp chất Cr

Quá trình tiến hành:

- Cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 1ml dung dịch Cr rồi nhỏ từ từ dung dịch3+

NaOH loãng vào đến khi có kết tủa xuất hiện Ly tâm lấy kết tủa

Ống 1: dung dịch HCl loãng vào

Ống 2: dư dung dịch NaOH loãng vào

Hiện tượng:

- Hai ống xuất hiện kết tủa màu lục, sau khi

ly tâm ta thu được kết tủa màu lục nhạt ở đáy

hai ống

Ống 1: sau khi cho HCl vào, kết tủa tan tại

thành dung dịch màu lục đậm

Ống 2: kết tủa tan từ từ khi cho NaOH vào,

dung dịch có màu xanh

Phương trình hóa học - Giải thích:

- Khi cho dung dịch NaOH loãng vào dung dịch Cr :3+

3

3

Cr 3NaOH Cr(OH) 3Na , kết tủa màu lục là Cr(OH)3

Kết tủa tan trong axit tạo thành dung dịch màu lục đậm

Kết tủa tan trong NaOH dư tạo thành dung dịch màu xanh

III Thí nghiệm 4: Tính oxy hóa của hợp chất Cr6+

Quá trình tiến hành:

- Cho vào ống nghiệm 3 giọt K2Cr2O7 0,5N rồi cho thêm 5 giọt H2SO4 2N

Hiện tượng:

- Dung dịch K2Cr2O7 ban đầu có màu vàng cam Sau khi cho thêm dung dịch H2SO4 vàothì không có hiện tượng gì xảy ra

- Thêm từ từ dung dịch NaNO vào Sau khi nhỏ được 3 giọt thì dung dịch bắt đầu nhạt2

màu dần và có một lượng khí nhỏ thoát ra Sau 5 giọt thì dung dịch chuyến sang màuxanh lá nhạt Sau 15 giọt thì dung dịch chuyển sang màu lục

Phương trình hóa học và giải thích:

- Các phản ứng như sau:

- Khi cho thêm NaNO thì ta thấy dung dịch bị mất dần màu vàng do K2 2Cr2O7 phảnứng Màu xanh xuất hiện là màu của Cr (SO )2 4 3, càng thêm nhiều NaNO thì

2

2 4 3

Cr (SO )

được tạo ra càng nhiều và màu xanh của dung dịch ngày càng đậm

- Bên cạnh đó, khi nhỏ NaNO vào thì thấy xuất hiện bọt khí 2

2 3 2

3HNO HNO H O 2NO

- Đó là do NaNO phản ứng với H2 2SO4 sinh ra HNO , axit này không bền và bị phân2

hủy sinh ra khí NO

IV.Thí nghiệm 5: Cân bằng giữa ion cromat và bicromat

Quá trình tiến hành:

+ Ống nghiệm 1: nhỏ 5 giọt K2CrO4 vào,

nhỏ tiếp từng giọt dung dịch H2SO4 vào

+ Ống nghiệm 2: nhỏ 5 giọt K2Cr2O7 vào,

nhỏ tiếp từng giọt dung dịch H2SO4 vào

Hiện tượng:

+ Ống nghiệm 1: dung dịch từ màu vàng

chuyển dần sang màu cam

+ Ống nghiệm 2: dung dịch từ màu cam

chuyển dần sang màu vàng

Phương trình hóa học và giải thích:

- Trong môi trường axit, ion CrO2 (màu vàng) bị chuyển thành ion Cr O2 72 (màu

cam) Và ngược lại, khi cho bazơ vào dung dịch có ion