Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ

Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ

Bài 1: KIM LOẠI KIỀM

hòa trong NH3 Ngâm erlen trong chậu

nước lạnh, đợi cho đến khi có tinh thể

trắng tạo thành Lọc chân không lấy

tinh thể (tráng bằng cồn, không tráng

bằng nước lạnh)

 Lấy một ít tinh thể trêncho vào cốc nước Thêm vào một giọt

phenolphtalein ta thấy dung dịch

chuyển sang màu hồng nhạt

 Cho một ít tinh thể vàoống nghiệm, đậy bằng nút cao su có

gắn ống thủy tinh Đun nóng ống

nghiệm bằng đèn cồn Dẫn khí thoát ra

vào nước vôi trong ta thấy dung dịch

nước vôi trong bị đục dần Nếu để

trong một thời gian dài thì nước vội bị

là bão hòa NH3) Đây là sự cân bằng giữa khả năngphản ứng và tốc độ phản ứng Nhiệt độ vừa phải đểvận tốc không chậm và độ tan của NaHCO3 khônglớn hơn độ tan của NaCl

 Tinh thể NaHCO3 là muối tantrong H2O có tính bazơ yếu:

đá vôi để sử dụng cho giai đoạn đầu

ngọn lửa có màu vàng, còn với dung

dịch KCl bão hòa thì ta thấy ngọn lửa

 Do anion SO42

giữ electron chặt hơn Cl

-nên năng lượng từ ngọn lửa đèn cồn không đủ lớn

để kích thích electron lên trạng thái kích thích nên

Li+ trong Li2SO4 không thể hiện được tính chất nhưLiCl

Kết luận:

Khi đốt cháy cation kim loại kiềm (trong hợpchất với anion thích hợp) sẽ cho ngọn lửa có màuđặc trưng Trong phân nhóm chính nhóm IA, khi đi

từ trên xuống dưới màu đặc trưng của ngọn lửa sẽchuyển từ đỏ đến tím, nghĩa là năng lượng tăng dần

do bán kính nguyên tử tăng, electron dễ chuyểnsang mức năng lượng cao hơn

Na rất mềm Cho mẫu Na vừa cắt vào

chén sứ ta thấy Na phản ứng với nước

mãnh liệt làm nước nóng lên, có khói

trắng bay lên, mẫu Na chạy trên mặt

nước.Phản ứng ban đầu rất nhanh

nhưng sau đó chậm dần và dung dịch

chuyển sang màu hồng đậm

 Làm lại thí nghiệm trên nhưngthay nước bằng dung dịch CuSO4 0.5M

ta thấy phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn

thí nghiệm trên: Na bốc cháy kèm theo

tiếng nổ, có khói trắng xuất hiện, có kết

 Do phản ứng sinh ra NaOH là mộtbazơ mạnh nên dung dịch có chứa phenolphtaleinhóa hồng Một phần NaOH sinh ra bao quanh mẫulàm giảm bề mặt tiếp xúc của Na với H2O nên phảnứng xảy ra chậm H2 sinh ra phân bố không đồngđều tạo nên lực nâng và lực đẩy, đẩy Na chạy trênmặt nước

 Ngoài phản ứng (1) còn có phản ứng: 2NaOH + CuSO4  Cu(OH)2 + Na2SO4

xanh lam

 Natri phản ứng mãnh liệt hơn vì: + Trong TN đầu NaOH vừa tạo thành bao quanh

tủa màu lam và tại chỗ bốc cháy có tủa

màu đen Dung dịch chuyển sang màu

hồng sau đó mất màu hồng đi

mẫu Na làm giảm bề mặt tiếp xúc giữa Na với

H2O

+ Trong TN sau NaOH vừa tạo thành đã phảnứng ngay với CuSO4 nên không làm giảm bề mặttiếp xúc giữa Na với H2O Vì vậy, phản ứng mãnhliệt hơn

 Mặt khác, do NaOH mới sinh ra phảnứng tức thời với lượng dư CuSO4 nên dung dịchchứa phenolphtalein ban đầu chuyển sang màuhồng nhưng sau đó mất màu

 Kết tủa màu đen là do nhiệt tỏa ra củaphản ứng (a) làm nhiệt phân tủa Cu(OH)2 thànhCuO có màu đen:

Cu(OH)2 t o

  CuO + H2O đen

Kết luận:

Kim loại kiềm mềm, dễ cắt, rất hoạt động vềmặt hóa học Trong các phản ứng chúng thể hiệntính khử mạnh.Ở điều kiện thường, trong khôngkhí khô kim loại thường được phủ 1 lớp oxít.Trong không khí ẩm thì lớp oxít sẽ kết hợp với hơinước tạo thành các hydroxít kết hợp với CO2 tạomuối carbonat vì vậy kim loại kiềm thường đượcbảo quản trong bình kín hoặc ngâm trong dầu hỏa

4

Cho vào 2 ống nghiệm mỗi ốngkhoảng 1 ml dung dịch LiCl 0.5M và 5

giọt NH4OH đậm đặc

 Ống 1: thêm vào 1ml dung dịchNaF 0.5M, lắc đều để yên vài phút ta

thấy có tủa trắng tạo thành Khi thêm

NH4OH vào thì lượng tủa nhiều hơn

 Ống 2: thêm vào 1ml dung dịchNaH2PO4 lắc đều để yên vài phút ta

thấy có tủa trắng tạo thành Khi thêm

NH4OH vào thì tủa vẫn không tan

NaF + LiCl  NaCl + LiF

Vì NH4OH đặc làm dung môi phân cực hơn màLiF có một phần liên kết cộng hóa trị nên tủa nhiềuhơn

5  Lắc chung hỗn hợp gồm 0.5g

LiCl và 0.5g KCl với 3ml cồn trong

becher 50ml khoảng 5 phút Lọc và rửa

phần rắn không tan 3 lần, mỗi lần với

1ml cồn Phần cồn qua lọc và cồn dùng

để rửa gộp chung trong một becher

Đun cách thủy đền khi cạn khô sẽ thu

 Khi hòa tan hỗn hợp bằng cồn thì do Li+ cóbán kính nguyên tử nhỏ nên lực hút hạt nhân vơielectron ngoài cùng lớn làm cho độ phân cực trongmuối LiCl giảm mà cồn là dung môi phân yếu nênLiCl được hòa tan tốt còn KCl thì không tan dotính phân cực mạnh Vì vậy, phần qua lọc có chứaLiCl còn mẫu rắn là KCl

được 2 khối rắn: một ở trên lọc và một

do cô cạn Lấy mẫu rắn trên lạo hòa tan

trong 2ml nước rồi chia thành 2 ống

nghiệm để thử Li+:

 Ống 1: thêm 1ml NaF và 5

giọt NH4OH đậm đặc, không có hiện

tượng gì xảy ra

 Ống 2: thêm 10 giọt acid

piric vào có xuất hiện kết tủa hình kim

 Làm tương tự với mẫu rắn thu

được do cô cạn thì thấy trong

Ống 1: có kết tủa màu trắng

Ống 2 : không có hiện tượng

 Điều này chứng tỏ chất rắn trên lọc khôngchứa ion Li+ mà chứa ion K+

 Điều này chứng tỏ trong dung dịch thuđược có chứa ion Li+

Bài 2: KIM LOẠI KIỀM THỔ

THÍ

NGHIỆM

MÔ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ QUAN

SÁT HIỆN TƯỢNG GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG ,VIẾT PHƯƠNG TRÌNH ,TÍNH TOÁN VÀ RÚT RA KẾT LUẬN

1

* Quan sát màu của ngọn lửa khi kim

loại kiềm thổ cháy:

- Nhúng một đầu giấy lọc sạch vào dung

dịch CaCl2 bão hoà rồi hơ trên ngọn lửa

đèn cồn ta thấy ngọn lửa có màu đỏ da

cam

- Tiến hành tương tự với dung dịch

SrCl2 bão hào và dung dịch BaCl2 ta

thấy ngọn lửa có màu đỏ tươi ứng với

dung dịch SrCl2 và màu vàng lục ứng

với dung dịch BaCl2

Hiện tượng này được giải thích là do ion kim loại củamuối hấp thụ năng lượng từ ngọn lửa, các electron ởlớp ngoài cùng bị kích thích lên mức năng lượng caohơn nên khi trở về trạng thái cơ bản nó sẽ phát ra bức

xạ có bước sóng trong vùng khả kiến đặc trưng chomỗi ion kim loại và có màu sắc khác nhau

Kết luận :

Khi đốt cháy cation kim loại kiềm thổ (trong hợp chấtvới anion thích hợp) sẽ cho ngọn lửa có màu đặctrưng Trong phân nhóm chính nhóm IIA, khi đi từtrên xuống dưới màu đặc trưng của ngọn lửa sẽchuyển từ đỏ đến vàng, nghĩa là năng lượng tăng dần

do bán kính nguyên tử tăng, electron dễ chuyển sangmức năng lượng cao hơn

2

* Phản ứng của kim loại kiềm thổ với

nước:

Lấy 2 ống nghiệm cho vào mỗi ống 1-2

giọt nước, một ít bột Mg và 1 giọt

phenolphtalein

- Ống 1:

+ Khi để nguội phản ứng xảy ra rất

chậm Tại bề mặt tiếp xúc pha xuất hiện

màu hồng nhạt đồng thời có bọt khí nổi

lên Đó là khí hydro

- Phản ứng xảy ra chậm do Mg(OH)2 tạo thành chephủ bề mặt của Mg:

Mg + H2O  Mg(OH)2↓ + H2↑ (1)

- Do TMg(OH)2 = 10-9.22 nên vẫn có một phần Mg(OH)2

tan tạo ion OH- khiến phenolptalein hóa hồng tại bềmặt phân chia giữa Mg và nước

Mg(OH)2  Mg2+ + 2OH- (2)

- Ở nhiệt độ cao Mg(OH)2 tan nhiều hơn trong nướcnên tạo nhiều OH- khiến màu hồng dung dịch đậm

+ Khi đun nóng

Bọt khí xuất hiện nhiều hơn, màu hồng

đậm hơn và lan ra toàn bộ dung dịch

- Ống 2: Cho từ từ dung dịch NH4Cl

vào Phản ứng xảy ra mãnh liệt, màu

dung dịch nhạt dần đến mất màu, đồng

thời khí thoát ra nhiều hơn Sau đó màu

hồng xuất hiện trở lại

hơn Đồng thời sự che phủ của Mg(OH)2 giảm nênphản ứng (1) xảy ra nhanh hơn  bọt khí thoát ranhiều hơn

- Khi cho NH4Cl vào thì Mg(OH)2 bị hòa tan, giảiphóng bề mặt Mg làm phản ứng (1) mãnh liệt hơn vàkhí thoát ra nhiều hơn

Mg(OH)2 + NH4Cl  MgCl2 + NH3↑ + H2O

- Do Mg(OH)2 bị hòa tan nên cân bằng (2) bị dịchchuyển theo chiều thuận làm giảm OH- dẫn đến mấtmàu phenolptalein

- Màu hồng xuất hiện trở lại do hai nguyên nhân: NH3

sinh ra ở phản ứng trên và OH- do phản ứng (2) sinhra

Kết luận:

Kim loại kiềm thổ tác dụng mạnh với nước khi đunnóng hoặc có xúc tác thích hợp

3

Lấy 3 ống nghiệm cho vào mỗi ống

dung dịch NaOH ta thấy xuất hiện kết

tuatr trắng và hầu như không tan trong

nước.Ly tâm bỏ phần dung dịch phía

trên và cho phần kết tủa vào 3 ống

nghiệm

- Ống 1: Cho tác dụng với HCl Kết tủa

tan và dung dịch trở nên trong suốt

- Ống 2: Cho tác dụng với NH4Cl Kết

tủa tan tạo dung dịch trong suốt và có

mùi khai

- Ống 3: Cho NaOH vào Không có hiện

tượng xảy ra

* Điều chế và tính chất của hydroxit

kim loại kiềm thổ:

Lấy 4 ống nghiệm, mỗi ống lần lượt

MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + 2NaCl

chứa 1 ml dung dịch muối Mg2+, Ca2+,

Ba2+ và Sr2+ 0.5M; thêm vào mỗi ống 0.5

ml dung dịch NaOH 1M, ta thấy trong

các ống nghiệm đều xuất hiện kết tủa

Lượng kết tủa tăng dần theo thứ tự

Ba2+, Sr2+, Ca2+ và Mg2+ Như vậy độ

tan của các hydroxyt tương ứng giảm

dần theo thứ tự trên

và do oxi có độ âm điện lớn nên rút electron về phíanó làm cho phân tử hydroxyt phân cực mạnh nên tanđược trong nước là dung môi phân cực

Kết luận:

Có thể điều chế các hydroxyt của kim loại kiềmthổ bằng cách cho muối tan của chúng tác dụng vớikim loại kiềm Hydroxyt của kim loại kiềm thổ cótính bazơ

4

* Khảo sát độ tan của muối sunfat

kim loại kiềm thổ:

- Lấy 4 ống nghiệm, cho vào mỗi ống

1 ml lần lượt các dung dịch MgCl2,

CaCl2, BaCl2 và SrCl2, sau đó nhỏ từ từ

dung dịch H2SO4 2N vào Ta thấy :

Ống chứa MgCl2 không có hiện tượng

Ống chứa CaCl2 bị vẫn đục do tạo chất

ít tan

Ống chứa SrCl2 có màu trắng đục

Ống chứa BaCl2 bị đục nhiều

- Cho H2SO4 đến dư các kết tủa không

tan

Ca2++ SO4 2-  CaSO4↓

Sr2+ + SO4 2-  SrSO4↓

Ba2+ + SO4 2-  BaSO4↓Điều này hồn tồn phù hợp với tích số tan của chúng

TCaSO4 = 10-5.04, TSrSO4 = 10-6.49

TBaSO4 = 10-9.97

Do nồng độ của SO4 2- tăng lên nên cân bằngchuyển dịch theo chiều thuận nghĩa là tăng lượngkết tủa

Kết luận :

Độ tan của hydroxyt và muối sunfat khi đi từ Mgđến Ba ngược nhau vì đối với muối sunfat nănglượng hoạt hóa cation lớn hơn năng lượng mạng tinhthể Hơn nữa đi từ Mg đến Ba, bán kính ion X2+ tăngdần nên khả năng phân cực trong nước giảm vànăng lượng hydrat giảm dẫn đến độ tan giảm từ Mgđến Ba

- Hút 10ml nước cứng cho vào erlen

250ml, thêm nước cất đến khoảng

100ml, thêm 5ml dung dịch đệm pH 10

và khoảng 5 giọt chỉ thị Erio T đen

Lắc đều và chuẩn độ bằng dung dịch

ETDA 0.02N cho đến khi màu chỉ thị

chuyển từ đỏ tím sang xanh dương hẳn

X = V ETDA x CN ETDA x 1000/ Vmẫu

Tiến hành chuẩn độ 2 lần = 7.8 x 0.02 x 1000/ 10 = 15.6 (mN)

6

* Làm mềm nước:

- Lấy 50 ml nước cứng cho vào becher

250 ml, thêm 5 ml dung dịch Na2CO3

0.1M và 2 ml sữa vôi Đun sôi hỗn hợp

trong 3 phút, lọc bỏ kết tủa Tiến hành

chuẩn độ phần nước trong như thí

nghiệm 5

V1 = 17,5ml, V2 = 18.3ml  VETDA = 17.9 ml

Vmẫu = 50 ml

Tổng hàm lượng Mg2+ và Ca2+ còn lại:

X = VETDA x CN ETDA x 1000/ Vmẫu

= 17.9x 0.02 x 1000/ 50 = 7.16(mN)Nhận xét:

X < X chứng tỏ hàm lượng Mg2+ và Ca2+ trong mẫugiảm  nước được làm mềm vì khi thêm Na2CO3 vàCa(OH)2 vào thì xảy ra phản ứng:

Mg2+ + 2OH-  Mg(OH)2↓

Ca2+ + CO32-  CaCO3↓Làm giảm lượng Mg2+ và Ca2+ trong dung dịch saulọc

Bài 3: NGUYÊN TỐ NHÓM IIIA

7 ( dùng vài giọt phenolphtalein đểkiểm tra) Ta thấy có kết tủa keo trắnghình vói rồng trên nền hồng củaphenolphtalein Lọc bỏ kết tủa rồi sấy ở

100oC, sản phẩm sau sấy là Al(OH)3,cân được 4.3g

Hòa tan tủa đã sấy khô với HCl vàNaOH ta thấy tủa tan tạo dd trong suốt

b) Lấy 3 ống nghiệm,mỗi ống cho 1ml dd muối Al3+, thêm từ

từ từng giọt dd NaOH 1M cho đến khitạo tủa Sau đó thêm vào:

2 Phản ứng của nhôm với acid và

kiềm:

Lấy 4 ống nghiệm lần lượt cho vàomỗi ống 1ml dung dịch đậm đặc sau:

H2SO4, HNO3, HCl, NaOH Thêm vào

mỗi ống 1 miếng nhôm

 Để ở nhiệt

độ phòng Quan sát ta thấy:

 Ống 1: chứa H2SO4 đậmđặc, không có hiện tượng

 Ống 2: chứa HNO3 đậmđặc, không có hiện tượng

 Ống 3: chứa HCl đậm đặc,phản ứng xảy ra mãnh liệt tạo bọt khí

đồng thời có rắn màu đen xuất hiện

 Ống 4: chứa NaOH đậmđặc, phản ứng xảy ra mãnh liệt tạo bọt

khí đồng thời có rắn màu đen xuất hiện

giống ống 3

 Ở nhiệt độcao Ta thấy:

 Ống 1: phản ứng mãnhliệt, Al tan ra tạo dung dịch màu vàng

Khi để nguội thì Al lại thụ động hóa

 Ống 2: phản ứng mãnh liệt

có khí màu nâu bay ra Khi để nguội thì

Al lại bị thụ động hóa

 Ống 3: phản ứng rất mãnhliệt, có khí thoát ra, rắn đen xuất hiện

do nhôm bị chuyển dạng thù hình

 Ống 4: phản ứng rất mãnhliệt, có khí thoát ra, có rắn đen xuất

 Ống 2: phản ứng xảy rachậm tạo khí không màu hóa nâu trong

2Al+6H2SO4, dđ   Alt o 2(SO4)3+3SO2+H2O

Al+6HNO3, đđ   Al(NOt o 3)3+3NO2 + 3H2O

2Al + 6HCl đđ  t o 2AlCl3 +3H2

2Al + 2NaOH +2H2O t o

  2NaAlO2 + 3H2

2Al+3H2SO4  Al2(SO4)3 + 3H2

Al + 4HNO3  Al(NO3)3 + NO + 2H2O

2NO + O2  2NO2

 Ống 3: phản ứng xảy rachậm, có bọt khí trên bề mặt Al.

 Ống 4: Al tan chậm, cóbọt khí thoát ra trên bề mặt Al

 Ở nhiệt độcao Quan sát ta thấy:

 Ống 1: phản ứng mãnhliệt, khí thoát ra rất nhiều

 Ống 2: có khí màu nâubay ra

 Ống 3: phản ứng xảy ramãnh liệt, khí thoát ra nhiều

 Ống 4: phản ứng xảy ranhanh hơn khi chưa đun nóng, khí thoát

ra nhiều

2Al + 6HCl  2AlCl3 +3H22Al + 2NaOH +2H2O  2NaAlO2 + 3H2

2Al+3H2SO4  Al2(SO4)3 + 3H2 Al+6HNO3   Al(NOt o 3)3 + 3NO2 + 3H2O 2Al + 6HCl  2AlCl3 +3H2

2Al + 2NaOH +2H2O  2NaAlO2 + 3H2

Kết luận:

Al có thể tan được trong kiềm và acid nhất làkhi đun nóng Ở nhiệt độ thường Al được bảo vệ bởimàng oxit nên bị thụ động hóa trong một số acid Vìthế ta dùng nhôm để đựng một số acid đậm đặc nhưHNO3 và H2SO4

Lấy 2 miếng Al, đánh sạch bề mặt,rửa sạch bằng nước rồi thấm khô bằng

giấy lọc Nhỏ lên mỗi miếng một giọt

dd muối Hg2+ Ta thấy giọt dd Hg2+ từ

không màu chuyển sang màu xám đen

Sau vài phút dùng giấy lọc thấmkhô dd Hg2+ Một miếng để ngoài

không khí, một miếng ngâm trong

nước.Quan sát hiện tượng ta thấy:

 Miếng nhôm để ngoài khôngkhí có 1 lớp màu trắng xám hình kim

Chính Hg sinh ra làm cho giọt dung dịch Hg2+

chuyển màu xám đen

- Tại chỗ nhỏ Hg2+, miếng nhôm tạo thành hỗnhống Hg – Al Hỗn hống này tiếp xúc với oxy trongkhông khí:

4 Al – Hg + 3O2  2Al2O3 + 4HgLớp oxit hình thành rồi bong ra, lớp hỗn hốngphía trong tiếp xúc tác dụng và cứ thế làm lớp oxitcao dần

- Do tạo lớp hydroxit nhôm che phủ bề mặt khôngcho nhôm tiếp xúc với nước nên không cho phảnứng tiếp diễn

2Al + 6H2O  2Al(OH)3 + 3H2

Kết luận:

Nhôm có thể tác dụng với oxy trong không khí và

nước nếu không có lớp oxit bảo vệ bên ngoài.

4

a) Cho 0,5g H3PO3 vàoống nghiệm rồi thêm vào đó 2ml

C2H5OH Đun nhẹ ta thấy hầu như

không tan Rót dd vào chén sứ rồi đốt

ta thấy ngọn lửa có màu xanh lục

chứng tỏ H3PO3 có tan trong C2H5OH

b) Lấy một ít tinh thểborat Na2B4O7 vào chén sứ Nhỏ lên vài

giọt H2SO4 đặc cho đến khi tinh thể

borat hoàn toàn bị thấm ướt Sau đó

thêm một ít CaF2, trộn đều, đem đun

cho đến khi có khói trắng bay ra Đốt

trên khói trắng, ta thấy ngọn lửa có màu

xanh lục

H3BO3 + 3C2H5OH  B(OC2H5)3 +3H2O

Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O  Na2SO4 + H3BO3

CaF2 + H2SO4  CaSO4 + 2HF3HF + H3BO3  BF3 + 3H2ONếu HF dư: BF3 + HF  HBF4

Ở điều kiện thường, BF3 là một chất khí khôngmàu và bốc khói mạnh trong không khí Do trongkhói trắng tồn tại nguyên tố Bo nên khi đốt ngọn lửa

có màu xanh

Kết luận:

Acid boric và borat có thể nhận biết bằng màuđặc trưng của ngọn lửa khi đốt cháy những hợp chấtcủa chúng

Bài 4: CARBON VÀ SILIC

THÍ

NGHIỆM

MÔ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ QUAN

SÁT HIỆN TƯỢNG GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG ,VIẾT PHƯƠNG TRÌNH ,TÍNH TỐN VÀ RÚT RA KẾT LUẬN

1

* Điều chế than hoạt tính:

- Nghiền nhỏ than thường trong cối

sứ, lấy 2 phần bằng nhau (5g/phần)

Phần I cho vào becher 250 ml chứa

sẵn 10 ml nước Đun sôi đến khi than

chìm xuống đáy becher Lọc, hút

chân không, sau đó cho vào chén sứ,

đậy kín và nung ở 500oC trong 30

phút Để nguội, cân lại Ta thấy:

khối lượng nhẹ hơn lúc đầu Than

sau khi nung còn đen hơn và ánh hơn

lúc đầu

- Nghiền nhỏ than để tăng diện tích tiếp xúc củathan với nước và để nước dễ dàng đi vào các lỗrỗng trong cấu trúc than, đồng thời đun sôi để loạibỏ các tạp chất

- Hút chân không để loại bỏ các hợp chất tan trongnước

- Nung than ở 500oC trong điều kiện thiếu khí đểphân hủy các tạp chất còn lại ở giai đoạn trên

- Sau khi loại bỏ tạp chất, khối lượng than sẽ giảm

so với ban đầu và than có hoạt tính hơn do các lỗxốp của tạp chất để lại Vì vậy than hoạt tính cókhả năng hấp phụ tố hơn than thường

- Cho vào lần lượt 2 ống nghiệm lớn

2g than hoạt tính và than thường, rồi

sấy khô

- Cho vào ống nghiệm khác 3-4 ml

HNO3 đặc, thêm vài miếng đồng,

đậy nút có ống dẫn khí NO2 tạo

thành vào 2 ống nghiệm trên Đậy

nút và lắc mạnh.Ta thấy: khí NO2 ở

ống nghiệm chứa than hoạt tính mất

màu nhanh hơn

- Hơ nhẹ 2 ống nghiệm trên lửa cồn

Ban đầu khí thoát ra ở ống nghiệm

chứa than thường nhiều hơn nhưng

sau đó khí ở ống chứa than hoạt tính

lại thoát ra nhiều hơn

- Cho vào lần lượt 2 ống nghiệm lớn

2g than hoạt tính và than thường, rồi

thêm vào mỗi ống 5 ml dung dịch

màu hữu cơ, lắc kỹ và lọc lấy dung

- Do than có khả năng hấp phụ cao nên làm mấtmàu khí NO2 Hơn nữa do than hoạt tính có nhiều lỗxốp và bề mặt tiếp xúc lớn hơn than thường nênhấp phụ nhanh hơn

- Quá trình hấp thụ là tự xảy ra nhưng có S < Onên H < O tức là tỏa nhiệt Do đó khi cung cấpnhiệt thì quá trình giải hấp sẽ xảy ra và làm thoátkhí NO2 Than hoạt tính có nhiều lỗ xốp hơn, nhỏhơn than thường nên khả năng hấp phụ NO2 mạnhhơn Chính vì thế NO2 hấp phụ ở than thường dễthoát ra hơn và được giải hấp nhanh hơn

- Cả 2 loại than đều hấp phụ màu hữu cơ nhưng dothan hoạt tính hấp phụ mạnh hơn nên làm cho màudung dịch hữu cơ nhạt hơn

Kết luận:

dịch Dung dịch sau lọc ở ống chứa

than hoạt tính nhạt hơn so với than

thường

Than hoạt tính có khả năng hấp phụ tốt hơn thanthường

3

* Tính chất hóa học của than:

a/ Trộn và nghiền kỹ hỗn hợp 0.5 g

CuO và 1 g bột than trong cối sứ và

cho vào 1 chén sứ Đậy nắp và nung

chén ở 600oC trong 30 phút Để

nguội, đổ sản phẩm ra 1 tờ giấy lọc

Ta thấy sản phẩm có màu đỏ gạch

b/ Cho vào 2 ống nghiệm một ít than

đã nghiền:

- Ống 1: thêm 2-3 giọt H2SO4 đậm

đặc, đun nhẹ và dẫn khí thoát ra qua

nước vôi trong Khí có mùi hắc và

làm đục nước vôi

- Ống 2: thêm 2-3 giọt HNO3 đậm

đặc, đun nhẹ và dẫn khí thoát ra qua

nước vôi trong Khí màu nâu thoát ra

và làm đục nước vôi trong Phản ứng

Đậy ống nghiệm bằng nút có ống

dẫn khí và cho khí thoát ra vào ống

nghiệm chứa nước vôi trong

Ta thấy :

Ống chứa Na2CO3 có ít bọt khí

thoát ra và làm đục nước vôi trong

Ống nghiệm chứa (NH4)2CO3 sinh

ra nhiều khí làm đục nước vôi trong,

- Muối Na2CO3 bền nhiệt, không bị nhiệt phân Khíthoát ra là do có lẫn NaHCO3 và lượng CO2 hấp thụtrong khí quyển làm đục nước vôi trong

2NaHCO3   Nat o 2CO3 + CO2↑ + H2O

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O

2NH4HCO3   2NHt o 3↑ + CO2↑ + H2O

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2OCaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2

Kết luận:

- Các muối carbonat kim loại kiềm thì bền nhiệt.Khi đun nóng chúng nóng chảy mà không phân hủytrong khi muối carbonat của các kim loại khác thì bịphân hủy và giải phóng khí CO2

sau đó dung dịch trong trở lại.

5

* Muối của acid silicic:

- Cho vào chén sắt khoảng 2 g NaOH

rắn và 0.2 g SiO2, trộn và nung nóng

khoảng 30 phút Để nguội, cho nước

vào hòa tan và lọc lấy dung dịch

- Cho từng giọt HCl đậm đặc vào

dung dịch đến khi tạo tủa Kết tủa

dạng keo, màu trắng

- Dung dịch thu được là Na2SiO3 và NaOH dư:2NaOH + SiO2  t o Na2SiO3 + H2O

- Kết tủa chính là H2SiO3

TRẢ LỜI CÂU HỎI

Câu 1 Các bề mặt rắn thường không đồng nhất và có những khuyết tật (đỉnh nhô ra …)

mà ở đó các trường lực tinh thể chưa bão hòa Khi đó nó sẽ có khả năng lội kéo hoặc tập

trung các pha kế cận về phía nó Hiện tướng nói trên gọi là sự hấp phụ

 Sự khác nhau giữa hấp phụ và hấp thụ:

- Xảy ra trên bề mặt phân chia pha

- Là quá trình thuận nghịch

- Dạng: lỏng/rắn, khí/rắn, khí/lỏng

- Xảy ra trong toàn bộ thể tích pha

- Có thể thuận nghịch hoặc bất thuận nghịch

- Dạng: lỏng/lỏng, lỏng/khí Trên bề mặt than xảy ra hiện tượng hấp phụ

 Ứng dụng của hiện tượng hấp phụ:

Sự hấp phụ của than đối với phân tử trong dung dịch được ứng dụng rộng rãi để làm sạch

chất khí, lỏng; thu các chất quý, đánh giá các bề mặt riêng và để phân tách, phân tích hệ

nhiều cấu tử

Câu 2: Tính chất đặc trưng của than là tính khử Khi ở nhiệt độ cao, nó có thể tác dụng

với nhiều phi kim và oxit kim loại

C + O2 → CO2↑CuO + C → Cu + CO↑

Than chỉ thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với kim loại ở nhiệt độ rất cao tạo

thành những cacbua kim loại

C + 3Fe → Fe3C

Ở nhiệt độ cao và dưới tác dụng của hồ quang điện, than có thể tác dụng với khí

hydro: C + 2H2   CHt o 4

NH4Cl + NaNO2  t o NH4NO2 + NaCl

NH4NO2  t o N2 + 2H2OKhí thu được là khí N2 mà khí N2 thì không duytrì sự cháy nên ngọn lửa tắt ngay

Kết luận:

Có thể điều chế khí N2 bằng cách nhiệt phânmuối amoni nitrat Khí N2 không duy trì sự cháy

a/ Cho vào 2 ống nghiệm nhỏ mỗiống 3 giọt HNO3 đậm đặc

 Ống 1: thêm vào 1 mẫu kẽm

ta thấy kẽm tan ra, có khí màu nâu bốclên, phản ứng tỏa nhiệt mạnh, dd sauphản ứng không màu

 Ống 2: thêm vào 1 mẫu đồng

ta thấy đồng tan ra, có khí màu nâu bay

ra, phản ứng tỏa nhiệt mạnh, dd sauphản ứng có màu xanh

b/ Cho vào ống nghiệm một ít lưuhuỳnh Sau đó thêm 1ml HNO3 đậmđặc Đun nhẹ ta thấy lưu huỳnh tan ra,ống nghiệm nóng lên Khi cho 1ml dd

Ba2+ vào dd sau phản ứng thì thấy xuấthiện kết tủa màu trắng

c/ Cho vào ống nghiệm 1ml FeSO4

bão hòa, 5-6 giọt H2SO4 đậm đặc Làmlạnh ống nghiệm trong chậu nước

Thêm từ từ 1ml HNO3 loãng dọc theothành ống nghiệm và không lắc Quansát màu sắc của dd ta thấy:

 Dung dịch trước khi cho

Zn + 4HNO3, đđ  Zn(NO3)2 + 2NO2 + H2O Không màu màu nâu

Cu + 4HNO3, đđ  Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2O

dd màu xanh màu nâu

S + 4HNO3, đđ  H2SO4 + 2NO2 + 2H2O

Ba2+ + SO42-  BaSO4

HNO3 vào có màu xanh lơ của Fe2+.

 Khi cho HNO3 vào thì phần

dd phía trên có màu vàng nâu, có bọt

khí đồng thời ở giữa dần dần xuất hiện

lớp phân cách màu đen, dd phía dưới

vẫn màu xanh lơ

 Khi lắc mạnh dd thì lớp phâncách màu đen biến mất, đồng thời co

khí bay ra hóa nâu trong không khí và

dd sau cùng có màu nâu đỏ Khi thêm

H2SO4 vào thì thấy màu nâu đỏ nhạt

dần

- Dung dịch phía trên có màu vàng nâu là do Fe2+

bị oxy hóa thành Fe3+ theo phản ứng:

6FeSO4+3H2SO4+HNO33Fe2(SO4)3+2NO+4H2O

Do ống nghiệm bị lạnh nên khí NO tạo thành bịgiữ lại trong dd và tạo phức với FeSO4 chưa phảnứng thành một phức có màu đen:

FeSO4 +xNO  [Al(OH)Fe(NO)x]SO4

đen

- Do phức trên không bền nên khi ta lắc mạnh sẽphân hủy tạo NO thoát ra ngoài rồi hóa nâu ngoàikhông khí

[Al(OH)Fe(NO)x]SO4  FeSO4 +xNO

2NO + O2  2NO2

Dung dịch sau cùng màu nâu đỏ là do Fe2(SO4)3

thủy phân tạo Fe(OH)3 màu nâu đỏ Để kiểm chứng

ta cho H2SO4 vào thì màu nâu đỏ nhạt dần do sựthủy phân củaFe2(SO4)3 phụ thuộc vào pH của dungdịch

Kết luận:

HNO3 có tính oxy hóa mạnh nên nó có thể tácdụng được với cả kim loại đứng trước, sau hydro,với phi kim và nhiều hợp chất có tính khử

3

Cho vào 3 ống nghiệm, mỗi ống 1giọt Hg(NO3)2 và thêm từ từ dd

(NH4)2S cho đến khi kết tủa hoàn toàn

Quan sát ta thấy kết tủa màu đen

Li tâm và gạn bỏ phần dd trên kếttủa

 Ống 1: thêm vào từ từ 1 mlcường thủy (3HNO3: HCl), ta thấy kết

tủa tan ra, có khí thoát ra rồi hóa nâu

trong không khí và trong dd xuất hiện

tủa màu vàng Khi cho đến dư nước

cường thủy thi tủa vàng tan ra Thử

bằng dd Ba2+ thì có tủa trắng

 Ống 2: thêm từ từ dd HNO3

đậm đặc ta thấy không có hiện tượng

 Ống 3: thêm từ từ dd HCl đậmđặc thì thấy không có hiện tượng

2Cl + HgS  HgCl2 + S vàngKhi cho dư cường thủy:

đặc Ta thấy màu tím của hỗn hợp mất

đi và tạo dd trong suốt

 Ống 2: thêm vào dd FeSO4 vàvài giọt H2SO4 đậm đặc (không lắc) Ta

thấy xuất hiện lớp màu nâu đen và có

bọt khí không màu rồi hóa nâu

 Ống 3: thêm dd KI có pha 1giọt H2SO4 loãng Ta thấy đầu tiên dd

có màu vàng nhạt của KI, sau đó tạo

tủa màu tím than Khi cho dư dd KI thì

tủa tan tạo dd màu nâu đất Trong quá

trình phản ứng có bọt khí sinh ra

 Ống 4: thêm vài giọt H2SO4

đặc ta thấy dd có sủi bọt khí không

màu

6H+ +2MnO42-+5NO2-  5NO3- + 2Mn2+ + 3H2O Không màu

Fe2++2H+ +NO2-  Fe3+ + NO + H2O Khí không màu FeSO4 +xNO  [Al(OH)Fe(NO)x]SO4

đen 2NO + O2  2NO2

2I-+2NO2- +4H+  2NO +I2 +2H2O Tím thanKhi dư KI: I2 + KI  KI3 nâu đất

a) Điều chế NH3:Lắp bộ phận điều chế NH3.Cho vào ống nghiệm 3g NH4Cl và5ml dd NaOH đậm đặc Lắc kĩ ống

nghiệm, đun nóng bằng đèn cồn và thu

khí thoát ra trong 1 erlen, khi nghe mùi

NH3 bay ra và thành bình mờ như

sương mù thì ngưng đun

Đậy ống nghiệm bằng nút cao su cógắn ống thủy tinh và nhúng ngược bình

erlen vào chậu nước có thêm vài giọt

phenolphtalein Quan sát hiện tượng ta

thấy nước từ từ bị hút vào erlen sau đó

bỗng nhiên phụt mạnh và chuyển sang

Sở dĩ nước bị hút vào erlen là vì áp suất trongerlen giảm.Áp suất giảm do:

+ 1 mol NH4OH khi tan trong nước thì nó chỉchiếm khoảng 15ml nhưng nếu 1 mol NH4OH ở thểhơi thì nó chiếm đến 22,4l

+ NH3 ngưng tụ và tan vào nước

b) Cân bằng trong dung dịch NH3:Lấy dd thu được thí nghiệm trêncho vào 4 ống nghiệm, mỗi ống

nghiệm 1ml:

 Ống 1: thêm một ít dd NH4Cl

và lắc cho tan ra ta thấy màu hồng nhạt

dần Cho đến dư thì màu hồng không

H+ + OH -  H2OAcid vào trung hòa lượng OH – trong dd Khi chođến dư acid thì hoàn toàn hết OH – nên màu hồngcủa dd mất hẳn

Khi đun nóng thì NH3 bay hơi làm cân bằng phảnứng (3) dịch chuyển theo chiều làm giảm lượng OH-

nên màu hồng của dd nhạt dần

Kết luận:

- NH3 tan nhiều trong nước

- Dung dịch NH3 là một bazơ yếu

6

 Cho một ít tinh thể NH4Cl vàoống nghiệm, đun nóng Quan sát ta

thấy trên thành ống nghiệm có tinh thể

trắng bám lên Làm tương tự như trên

nhưng ta cẩn thận xua hơi ẩm ra khỏi

ống thì không xảy ra hiện tượng thăng

hoa vật lý

 Làm lại thí nghiệm trên nhưngthay NH4Cl bằng (NH4)2SO4 Ta thấy

khi đặt giấy tẩm phenolphtalein thì

giấy xuất hiện những vệt hồng, đồng

thời dd còn lại tạo tủa trắng với dd Ba2+

và trên thành ống nghiệm không có

tinh thể trắng tạo thành Đây là hiện

tượng thănh hoa hóa học

NH4Cl có nhiệt độ phân hủy lớn hơn nhiệt độ thănghoa nên sẽ thăng hoa trước Khi gặp nhiệt độ thấp vàhơi nước sẽ đọng lại trên thành ống nghiệm

NH4Cl  NH3 + HCl

NH3 + HCl  H O2  NH4Cl (r)Đây là hiện tượng thăng hoa vật lý vì trước khiđạt nhiệt độ phân hủy thì NH4Cl đã thăng hoa vàkhông bị biến đổi chất

(NH4)2SO4  t o 2NH3+H2SO4 (1)

Ba2+ + SO42-  BaSO4Đây là hiện tượng thăng hoa hóa học vì(NH4)2SO4 bị phân hủy theo phản ứng (1), không thểkết hợp lại với nhau

Kết luận:

Muối amoni không bền, dễ bị nhiệt phân, phảnứng phân hủy phụ thuộc vào gốc acid tạo thànhmuối amoni đó

Bài 6: HYDRO – OXI – LƯU HUỲNH

THÍ

NGHI

ỆM

MÔ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ QUAN SÁT

HIỆN TƯỢNG TRÌNH ,TÍNH TỐN VÀ RÚT RA KẾT LUẬN GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG ,VIẾT PHƯƠNG

1

 Điều chế H 2

- Lắp hệ thống thu khí

- Cho vào ống nghiệm 3 hạt kẽm + 5ml

HCl đậm đặc Thu khí sinh ra bằng ống

nghiệm nhỏ chứa đầy nước úp ngược trong

chậu.

- Châm lửa đốt khí hydro thoát ra ở đầu

ống dẫn có tiếng nổ nhẹ, ngọn lửa màu

xanh, đồng thời tỏa nhiều nhiệt

- Lấy thành phễu thủy tinh khô chà lên

ngọn lửa Ta thấy có hơi nước đọng trên

thành phễu

Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2 

Do hydro tác dụng với oxi có lẫn trong ống nghiệm và trong hệ thống dẫn khí nên có tiếng nổ Ban đầu lượng oxi nhiều nên có tiếng nổ lớn

2H2 + O2  t0 H2OHơi nước tạo thành gặp thành thủy tinh lạnh nên ngưng tụ

KMnO4 0.1M vào ống nghiệm Lắc kỹ rồi

chia làm 3 ống

- Ống 1: Dùng làm ống chuẩn

- Ống 2: Cho luồng khí hydro luồng qua

Màu không đổi so với ống thứ nhất

- Ống 3: Cho vào vài hạt kẽm Dung dịch

trong suốt, đồng thời có sủi bọt khí

- Hydro vào ống 2 là hydro phân tử không có tính khử mạnh nên không tác dụng với KMnO4

- Hydro mới sinh là hydro nguyên tử, có tính khử mạnh nên phản ứng với KMnO4 làm mất màu dung dịch

Khí sinh ra là do hydro nguyên tử chưa phản ứng kết hợp thành hydro phân tử

Zn + H2SO4  ZnSO4 + 2[H]

5[H] + MnO4- + 3H+  Mn2+ + 4H2O

Kết luận:

Hydro nguyên tử có tính khử mạnh hơn hydro phân tử

3

 Điều chế Oxi:

- Trộn đều 4g KClO3 + 1g MnO2 bằng cối

và chày sứ, cho vào ống nghiệm thật khô

Lắp hệ thống thu khí

- Đun nóng ống nghiệm và thu khí thoát ra

trong một ống nghiệm lớn chứa đầy nước úp

ngược trong chậu nước

 Tính chất của Oxi :

- Dùng thìa kim loại lấy một ít lưu huỳnh

đang cháy vào miệng ống nghiệm chứa Oxi

ta thấy ngọn lửa bùng lên có màu xanh tím

- Đưa một đóm than vào ống nghiệm chứa

khí Oxi thứ hai, than bùng cháy có tia lửa,

phản ứng tỏa nhiệt mạnh

- Nung đỏ sợi dây đồng và đưa vào ống

nghiệm chứa khí Oxi thứ 3

- Lưu huỳnh có ái lực lớn đối với oxi nên nó có thể cháy ngoài không khí cho ngọn lửa màu xanh và phát nhiều nhiệt

 Tính chất của H 2 O 2 :

a) Tính oxi hóa của H2O2 :

Cho vào ống nghiệm 4 giọt KI 0.5N + 3

giọt H2O2 3% + vài giọt H2SO4 2N Dung

dịch có màu nâu đất, làm xanh hồ tinh bột

b) Phân hủy H2O2 :

Cho vào ống nghiệm 10 giọt H2O2 và một

lượng nhỏ MnO2 Ta thấy dung dịch sủi bọt

mạnh, có khí thoát ra

Đưa đóm than vào gần ta thấy đóm than

sáng hơn Chứng tỏ đó là khí Oxi

2I- + H2O2 + 2H+  I2 + 2H2O

I2 sinh ra làm hóa xanh hồ tinh bột

Màu nâu đất của dung dịch là do I2 tạo phức với

KI dư

I2 + KI  KI3 ( nâu đất)

H2O2 + 2H++ 2e =2H2O E0= +1.77(V)

H2O2 + 2e = 2OH- E0= +0.87(V)MnO2 đóng vai trò là xúc tác cho sự phân hủy

H2O2

2H2O2   MnO 2 2H2O + O2

Kết luận:

H2O2 không bền Có tính khử và tính oxi hóa

6

 Phản ứng giữa S và Cu:

- Cho vào chén sứ 1g lưu huỳnh, đun sôi

Dùng kẹp đưa sợi dây đồng vào miệng

chén Sợi dây đồng chuyển sang màu đen

- Lấy sợi dây đồng có màu đen nhúng vào

HCl đậm đặc Một phần màu đen tan ra tạo

dung dịch màu xanh

- Khói trắng là lưu huỳnh bị bốc hơi

Cu +S  CuS ( đen)

-Phần tan trong HCl là CuO

2Cu + O2  2CuO CuO + 2HCl  CuCl2 + H2O Xanh

- Ống 1: thêm từng giọt hỗn hợp dung

dịch KMnO4 0.5N và H2SO4 2N (tỉ lệ 1:2)

Nhận thấy dung dịch mất màu Sau một thời

gian thì dung dịch bị đục

8MnO4+5S2O32-+14H+10SO42-+8Mn2++7H2O

S2O32- + 2H+  SO2 + S + H2O

S sinh ra làm đục dung dịch

- Ống 2: thêm từng giọt Iốt Màu tím than

của I2 mất dần đến không màu

Thay I2 bằng Cl2 hoặc Br2 thì dung dịch

cũng mất màu

- Thí nghiệm 2 cho thấy hydro nguyên tử có họat tính mạnh hơn hydro phân tử

- Nguyên nhân : Trong các phản ứng hóa học, hydro phân tử trước hết phải phân hủy thành

hydro nguyên tử mà quá trình phân hủy đó đòi hỏi tiêu tốn nhiều nhiệt Trong khi đó đối

với hydro nguyên tử thì không cần thiết Chính vì vậy mà hydro nguyên tử có họat tính

trong y tế, đèn xì ……

Câu3:

Để giữ cho H2O2 bền ta phải:

 Đựng trong các lọ thủy tinh màu nâu sẫm, để chỗ râm mát

 Cho thêm chất ức chế như acid photphoric hay acid sunfuric

Muối thiosunfat có tính khử vì trong ion S2O32- ngòai một nguyên tử S có số oxi hóa +6

còn một nguyên tử S có số oxi hóa -2 nên thiosunfat có tính khử Cấu tạo của Na2S2O3 :