TƯỜNG TRÌNH THÍ NGHIỆM hóa vô cơ 03

phản ứng xảy ra mãnh liệt, miếng nhôm tan, khí thoát ra nhiều.. Dung dịch không màu biến thành xám đen Miếng nhôm để ngoài không khí có 1 lớp màu trắng xám phồng lên.. Sản xuất thủy tinh

TƯỜNG TRÌNH THÍ NGHIỆM HÓA VÔ CƠ

Nhóm : 06

Tên sinh viên:

Ngày làm thí nghiệm: 30/09/2015

Bài 3: Nguyên Tố Nhóm IIIA

I Tóm tắt lý thuyết:

Trong các hợp chất số OXH chủ yếu: +3 Tuy nhiên vì có năng lượng ion hóa thứ nhất rất bé hơn tổng năng lượng ion hóa thứ 2 nên còn

có thể có số OXH +1.

II Báo cáo:

Thí

nghiệm

Mục đích thí nghiệm

Mô tả tóm tắt thí nghiệm

Hiện tượng xảy ra

Giải thích Tính toán Phương trình

Chú thích

Lý thuyết Thực tế

Điều chế và tính chất

a Lấy 10g quặng bauxite (46%

Al2O3) cho vào becher 250ml, thêm 40ml dd NaOH 3M Đun sôi, khuấy đều

15 phút Lọc bỏ cặn đỏ Phần

a.có kết tủa keo trắng trên nền hồng của phenolphtal ein

a.

Al + 2NaOH

o t

 

2Na[Al(OH)4] HCl + 2Na[Al(OH)4]   Al(OH)3 

+ NaCl + H2O Al(OH)3 + NaOH   Na[Al(OH)4] + (NaAlO2)

Al(OH)3 + HCl   AlCl3 + H2O

nước trong qua

lọc được trung

hòa bằng dd HCl

1M cho đến pH

7 ( dùng

phenolphtalein

để kiểm tra) Ta

thấy có kết tủa

keo trắng trên

nền hồng của

phenolphtalein

Lọc bỏ kết tủa

rồi sấy ở 100oC,

sản phẩm sau

sấy là Al(OH)3,

cân được

(g)

Hòa tan tủa đã

sấy khô với HCl và

NaOH ta thấy tủa

tan tạo dd trong

suốt

b Lấy 3 ống

nghiệm, mỗi ống

cho 5 giọt dung

dịch muối Al3+,

thêm từ từ từng

giọt dung dịch

NaOH 1M cho

đến khi tạo tủa

Sau đó thêm

vào:

- Ống 1: cho

NH4Cl

- Ống 2: cho

ống 1: ta thấy không

có hiện tượng

ống 2: ta thấy kết tủa tan

ống 3: đặc

ta thấy tủa tan

a Al3+ + 3OH-    Al(OH)3i Al(OH)3 + NaOH    NaAlO2 + 2H2O Al(OH)3+3NH4OH  (NH4)3[Al(OH)6]

dd NaOH 1M

- Ống 3: cho

- Al2O3 tan được trong dung dịch bazơ tạo thành phức Khi tác dụng với axit phức chất này tao thành Al(OH)3 là một hidroxit lưỡng tính tác dụng được với cả axit và bazơ tạo thành muối

- Tuy nhiên cả tính bazơ và axit của Al(OH)3 đều yếu

nhôm với acid và kiềm

Cho vào mỗi ống nghiệm 1ml dung dịch H2SO4, HNO3, HCl, NaOH đậm đặc Thêm vào mỗi ống trên 1 miếng nhôm

chứa

H2SO4

đậm đặc, không có hiện tượng

chứa

đậm đặc, không có hiện tượng

chứa HCl đậm

Ống 1 và 2 không có hiện tượng do nhôm

bị thụ động hóa trong H2SO4 và HNO3 đặc nguội

2Al + 6HCl   2AlCl3 + 3H2i 2Al + 2NaOH +6H2O   2Na[Al(OH)4] + 3H2i

Khi đun nóng:

2Al + 6H2SO4, dđ

o t

  Al2(SO4)3 + 3SO2i+

H2O

Al + 6HNO3, đđ  t o Al(NO3)3 + 3NO2i + 3H2O

Al + HCl đđ

o t

  2AlCl3 + 3H2i 2Al + 2NaOHđđ + 2H2O t o

  2NaAlO2 +

đặc,

phản

ứng xảy

ra

nhanhtạo

bọt khí

chứa

NaOH

đậm đặc,

phản

ứng xảy

ra nhanh

tạo bọt

khí

Khi đun

nóng:

 Ống 1:

phản

ứng

mãnh

liệt,

miếng

Al tan,

có khí

không

màu mùi

hắc thoát

ra

phản

ứng

mãnh

liệt,

miếng

3H2i

Với dung dịch loãng:

2Al + 3H2SO4    Al2(SO4)3 + 3H2i

Al + 4HNO3( l)    Al(NO3)3 + NOi + 2H2O

Al + 6HCl    2AlCl3 + 3H2i 2Al + 2NaOH +2H2O   2NaAlO2 + 3H2i

Khi đun nóng 2Al + 3H2SO4    Al2(SO4)3 + 3H2i

Al + 4HNO3, l  t o Al(NO3)3 + NOi + 2H2O

2NO + O2    2NO2

Al + 6 HCl    2AlCl3 +3H2i 2Al + 2NaOH + 2H2O   2NaAlO2 + 3H2i

 Kết luận :

- Nhôm có thể tan được trong kiềm và acid và phản ứng xảy ra nhanh hơn khi được đun nóng Nhôm không tác dụng với dung dịch axit đậm đặc có tính oxi hóa như HNO3 và H2SO4 ở nhiệt độ thường Vì các dung dịch này tạo cho nhôm lớp màng oxit bền khiến nhôm bị thụ động hóa

* Làm lại thí

nghiệm trên với

các dung dịch

loãng.

nhôm tan, có khí màu nâu bay

ra

phản ứng rất mãnh liệt, miếng nhôm tan, có khí thoát ra

phản ứng rất mãnh liệt, miếng nhôm tan, có khí thoát ra

phản ứng xảy

ra chậm, miếng

nhôm tan dần,

có khí thoát ra trên bề mặt Al

miếng nhôm tan

chậm, tạo ra khí

không màu hóa nâu trong không khí

phản ứng xảy

ra chậm,

có bọt khí trên

bề mặt Al

tan

chậm, có bọt khí thoát ra trên bề mặt Al

Khi đun

nóng:

phản ứng mãnh liệt, khí thoát ra rất

nhiều

phản ứng xảy

ra mãnh liệt hơn, khí thoát

ra nhiều

phản ứng xảy

ra mãnh liệt, miếng nhôm tan, khí thoát ra nhiều

phản ứng xảy

ra nhanh hơn khi chưa đun nóng, khí thoát

ra nhiều

Phản ứng của Al với oxy và nước

Lấy 2 miếng nhôm, đánh sạch bề mặt, rửa sạch bằng nước rồi thấm khô bằng giấy lọc Nhỏ lên mỗi miếng một giọt dung dịch muối

Hg2+

Sau vài phút dùng giấy lọc thấm khô

dd Hg2+ Một miếng

để ngoài không khí, một miếng ngâm trong nước

Dung dịch không màu biến thành xám đen

Miếng nhôm để ngoài không khí có 1 lớp màu trắng xám phồng lên Miếng ngâm trong nước xuất hiện sủi bọt khí nhưng sau đó thì hết

2Al + 3Hg2+    2Al3+ + 3Hgi

- Khi cho muối Hg2+ vào thì Al đẩy

Hg ra khỏi muối tạo ra Hg làm cho giọt dung dịch Hg2+ chuyển màu xám đen

thành hỗn hống Hg – Al Hỗn hống này tiếp xúc với oxy trong không khí:

4 Al – Hg + 3O2    2Al2O3 + 4Hg

- Lớp oxit hình thành rồi bông ra

Hg sinh ra lại tiếp tục kết hợp với

Al tạo hỗn hống phía trong, nó tiếp xúc và tác dụng với oxi làm lớp oxit cao dần lên

- Khi cho miếng nhôm vào nước nhôm phản ứng với nước tạo thành Al(OH)3 và H2 Nhưng do tạo lớp hydroxit nhôm che phủ bề mặt không cho nhôm tiếp xúc với nước nên không cho phản ứng tiếp diễn

2Al + 6H2O   2Al(OH)3i + 3H2i

Kết luận :

Nhôm có thể tác dụng với oxy và nước tạo thành oxit và hidroxit tương ứng nhưng ở điều kiện bình thường oxit và hidroxit sinh

ra sẽ ngăn cản nhôm tiếp tục phản ứng

boric và borat a H3BO3 + 3C2H5OH

   (C2H5O)3B + 3H2O

a Cho 0,5g

H3BO3 vào ống nghiệm rồi thêm vào đó 2 ml

C2H5OH, đun nhẹ

Rót dung dịch vào chén sứ rồi

b Lấy một ít tinh thể borat Na2B4O7

vào chén sứ Nhỏ lên vài giọt H2SO4

đặc cho đến khi tinh thể borat hoàn toàn

bị thấm ướt Sau đó cho thêm 1 nhúm nhỏ CaF2 (hoặc NaF) trộn đều, đem đun cho đến khi có khói trắng bay ra

Đốt trên khói trắng

đốt ta thấy ngọn lửa có màu xanh lục chứng tỏ

H3BO3 có tan trong

C2H5OH

ta thấy ngọn lửa có màu xanh lục

b Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O  

Na2SO4 + H3BO3

CaF2 + H2SO4    CaSO4 + 2HF 3HF + H3BO3    BF3 + 3H2O

Ở điều kiện thường, BF3 là một chất khí không màu và bốc khói mạnh trong không khí Do trong khói trắng tồn tại nguyên tố

Bo nên khi đốt ngọn lửa có màu xanh

 Kết luận :

Khi đốt cháy Bo có màu lục đặc trưng nên

có thể nhận biết borat và axit boric bằng cách đốt chúng

II Trả lởi câu hỏi:

TƯỜNG TRÌNH THÍ NGHIỆM HÓA VÔ CƠ

Nhĩm : 06

Tên sinh viên:

Ngày làm thí nghiệm: 30/09/2015

Bài 4: Cacbon và Silic

I Tĩm tắt lý thuyết:

-Cacbon:

C cĩ thể tồn tại với nhiều mức oxi hĩa khác nhau nhưng thường gặp là: -4; 0; +2; +4.

C cĩ cả tính khử và tính oxi hố nhưng tính khử vẫn là chủ yếu.

Sản xuất than hoạt bằng cách nhiệt phân nguyên liệu thơ cĩ chứa cacbon ở nhiệt độ dưới 10000c -Silic:

Các mức oxi hĩa cĩ thể cĩ của Si: -4; 0; +2; +4 (số oxi hĩa +2 ít đặc trưng) nên Si cĩ cả tính khử

và tính oxi hố.

Silic vơ định hình cĩ khả năng phản ứng cao hơn silic tinh thể.

Sản xuất thủy tinh bằng cách nấu chảy hỗn hợp cát trắng, đá vơi và sơđa ở 14000C:

6SiO2 + CaCO3 + Na2CO3 → Na2O.CaO.6SiO2 + 2CO2

II.Báo cáo

Thí

nghiệm

Mục đích thí nghiệm

Mơ tả tĩm tắt thí nghiệm

Hiện tượng xảy ra

Giải thích Tính tốn Phương trình

Chú thích

Lý thuyết Thực tế

hoạt tính:

Than sau khi nung

- Nghiền nhỏ than để tăng diện tích tiếp xúc của than với nước và để nước dễ dàng đi vào các lỗ rỗng trong cấu trúc

- Nghiền nhỏ than thường trong cối sứ, lấy

2 phần bằng nhau (mỗi phần 5g) 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 500 C trong 30 phút

Để nguội, cân lại.

có đen hơn và ánh hơn lúc đầu.

than, đồng thời đun sôi để loại bỏ các tạp chất

- Hút chân không để loại bỏ các hợp chất tan trong nước

- Nung than ở 500c trong điều kiện thiếu khí để phân 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 lỗ xốp của tạp chất để lại Vì vậy than hoạt tính có khả năng hấp phụ tốt hơn than thường

phụ của than hoạt tính:

a.

- Cho vào lần lượt 2 ống nghiệm lớn đã sấy khô 2g than

- Khí NO2

ở ống nghiệm chứa than hoạt tính mất màu nhanh hơn.

- Ban đầu

Do than có khả năng hấp phụ cao nên làm mất màu khí NO2 Hơn nữa

do than hoạt tính có nhiều lỗ xốp và bề mặt tiếp xúc lớn hơn than thường nên hấp phụ nhanh hơn

- Quá trình hấp thụ là tự xảy ra nhưng có

S < O nên H < O tức là tỏa nhiệt Do

S < O nên H < O tức là tỏa nhiệt Do S < O nên H < O tức là tỏa nhiệt Do đó khi cung cấp nhiệt thì quá trình giải hấp sẽ xảy ra và làm thoát khí NO2 Than hoạt tính có nhiều lỗ xốp hơn,

hoạt tính và than

thường

- Cho vào ống

nghiệm lớn

khác 3 - 4 ml

HNO3 đặc, thêm

vài miếng

đồng, đậy nút

có ống dẫn khí

NO2 tạo thành

vào 2 ống

nghiệm trên

Đậ y nút và lắc

mạnh.

- Hơ nhẹ 2 ống

nghiệm trên lửa

cồn.

b.

- 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

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.

- Dung dịch sau lọc ở ống chứa than hoạt tính nhạt hơn

so với than thường

nhỏ hơn than thường nên khả năng hấp phụ NO2 mạnh hơn Chính vì thế NO2 hấp phụ ở than thường dễ thoát ra hơn và được giải hấp nhanh hơn

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

Kết luận:

- Than hoạt tính có khả năng hấp phụ tốt hơn than thường

lấy dung dịch.

TN3

* 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.

b/ Cho vào 2

ống đã nghiền:

- Ống 1: thêm 2-3 giọt H2SO4 đậm đặc

- Ống 2: thêm 2-3 giọt HNO3 đậm đặc

- Sản phẩm có màu đỏ.

Khí có mùi hắc

- Khí màu nâu thoát

ra

- Chất rắn màu đỏ là đồng kim loại CuO + C   600 oC Cu + CO↑

C + 2H2SO4 đ    CO2 + 2SO2 + 2H2O

C + 4HNO3đ    4NO2↑ + CO2↑ + 2H2O

Kết luận:

- Carbon thể hiện tính khử khi tham gia phản ứng hĩa học

* Nhiệt phân muối carbonat:

- Cho vào lần lượt 2

ống nghiệm khoảng

1g Na2CO3 và (NH4)2CO3

Đốt nóng ống nghiệm Đậy ống nghiệm bằng nút có ống dẫn khí và cho khí thoát

ra vào ống nghiệm chứa nước vôi trong.

- Ống chứa Na2CO3 có

ít bọt khí thoát ra và không đủ làm đục nước vôi trong.

- Ống nghiệm chứa (NH4)2CO3 sinh ra nhiều khí làm đục nước vôi trong, sau đó dung dịch trong trở lại.

- Muối Na2CO3 bền nhiệt, không bị nhiệt phân Khí thoát ra là do có lẫn NaHCO3 nhưng quá ít nên khí sinh ra không đủ làm đục nươc vôi trong

2NaHCO3 → H2O + Na2CO3 + CO2 (NH4)2CO3→ H2O + NH3 + CO2 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O CaCO3 + 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 hủy trong khi muối carbonat của các kim loại khác thì bị phân hủy và giải phóng khí CO2

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

- Kết tủa dạng keo, màu trắng

- Dung dịch thu được là Na2SiO3 và NaOH dư:

2NaOH + SiO2    Na2SiO3 + H2O

- Kết tủa chính là H2SiO3 NaOH + HCl→ NaCl + H2O Na2SiO3 +2HClđ → H2SiO3↓ + 2NaCl

Kết luận:

- Muối kim loại kiềm và acid silicic d6ẽ tan trong nước nhưng acid silicic lại dễ nhưng tụ với nhautạo thành những hạt keo (sol) lớn hơn

dung dịch.

- Cho từng giọt HCl đậm đặc vào dung dịch đến khi tạo tủa.

III Trả lởi câu hỏi

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:

tượng hấp phụ.

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.

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↑

C + 2S → CS2 CuO + C → Cu + CO↑

- 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

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 → CH4↑