bài 2 hidro hidro peoxit

Điều chế khí Hidro a. Hiện tượng quan sát Khi mở khóa phễu chứa dung dich HCl 10% thì dung dịch HCl chảy xuống đáy bình và những viên Zn tan ra, dung dịch sủi bọt, có lượng khí sinh ra lớn, khí này theo ống thủy tinh thoát ra ngoài. Khi đốt đầu ống thủy tinh trong ngọn lửa đèn cồn, ban đầu không có hiện tượng gì xảy ra, tiếp tục đốt đầu ống thủy tinh một lúc thì có khí thoát ra nhiều hơn, mùi khét và có tiếng nổ lớn. Sau đó tiếp tục đốt thì không có tiếng nổ nữa nhưng quan sát thấy ngọn lửa có màu xanh rất nhạt. Khi úp phễu thủy tinh khô lên trên ngọn lửa thì thấy thành bình bị đục và có một lớp sương mờ bám trên thành bình. b. Phương trình phản ứng Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2↑ 2 H2 + O2 → 2 H2O c. Giải thích Vì Zn là kim loại hoạt động mạnh, đừng trước Hidro trong dãy hoạt động hóa học nên khi cho Zn tác dụng với dung dịch acid HCl sẽ giải phóng khí Hidro. Khi đốt đầu ống thủy tinh trong ngọn lửa đèn cồn thì có tiếng nổ lớn vì khi phản ứng được đốt nóng ở nhiệt độ cao, nhiệt độ bắt cháy của hỗn hợp khí hidro sinh ra và oxi không khí trong bình thí nghiệm có tỉ lệ 2:1, phản ứng xảy ra sẽ đốt nóng những phân tử H2 và O2 ở chung quanh làm cho chúng phản ứng với nhau và lan truyền trong toàn bộ thể tích của hỗn hợp gây ra hiện tượng nổ. Sau đó tiếp tục đốt thì lượng oxi phản ứng hết, còn lại khí H¬2 tinh khiết và khí H2 đốt cháy cho ngọn lửa màu xanh nhạt. Khi úp phễu thủy tinh khô lên trên ngọn lửa thì khí H2 tác dụng với khí O2 trong không khí tạo thành hơi nước nhìn như lớp sương mờ bám trên thành bình.

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

KHOA HÓA HỌC

- -Sinh viên thực hiện: TRẦN THỊ HOÀI NHI NGÀY 09/09/2014

Nhóm: 1

BÀI THỰC HÀNH SỐ 1:

HIDRO – HIDRO PEOXIT 1.Thí nghiệm 1: Điều chế khí Hidro

a Hiện tượng quan sát

Khi mở khóa phễu chứa dung dich HCl 10 thì dung dịch HCl chảy xuống đáy bình và những viên Zn tan ra, dung dịch sủi bọt, có lượng khí sinh ra lớn, khí này theo ống thủy tinh thoát ra ngoài

Khi đốt đầu ống thủy tinh trong ngọn lửa đèn cồn, ban đầu không có hiện tượng gì xảy ra, tiếp tục đốt đầu ống thủy tinh một lúc thì có khí thoát ra nhiều hơn, mùi khét và có tiếng nổ lớn Sau đó tiếp tục đốt thì không có tiếng nổ nữa nhưng quan sát thấy ngọn lửa có màu xanh rất nhạt

Khi úp phễu thủy tinh khô lên trên ngọn lửa thì thấy thành bình bị đục và có một lớp sương mờ bám trên thành bình

b Phương trình phản ứng

Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2

2 H2 + O2 2 H2O

c Giải thích

Vì Zn là kim loại hoạt động mạnh, đừng trước Hidro trong dãy hoạt động hóa học nên khi cho Zn tác dụng với dung dịch acid HCl sẽ giải phóng khí Hidro

Khi đốt đầu ống thủy tinh trong ngọn lửa đèn cồn thì có tiếng nổ lớn vì khi phản ứng được đốt nóng ở nhiệt độ cao, nhiệt độ bắt cháy của hỗn hợp khí hidro sinh ra và oxi không khí trong bình thí nghiệm có tỉ lệ 2:1, phản ứng xảy ra sẽ đốt nóng những phân tử H2 và O2 ở chung quanh làm cho chúng phản ứng với nhau và lan truyền trong toàn bộ thể tích của hỗn hợp gây ra hiện tượng nổ

Trang 2

Sau đó tiếp tục đốt thì lượng oxi phản ứng hết, còn lại khí H2 tinh khiết và khí H2 đốt cháy cho ngọn lửa màu xanh nhạt

Khi úp phễu thủy tinh khô lên trên ngọn lửa thì khí H2 tác dụng với khí O2 trong không khí tạo thành hơi nước nhìn như lớp sương mờ bám trên thành bình (Tài liệu tham khảo: Hóa học vô cơ – Hoàng Nhâm – Tập 2 – trang 5)

2 Thí nghiệm 2: Điều chế khí Hidro

Khi cho một ít phoi nhôm và dung dịch NaOH vào ống nghiệm thì quan sát thấy Al tan dần, có hiện tượng sủi bọt khí màu trắng và có lớp bọt khí bám trên

bề mặt miếng nhôm

Al2O3 + 2 NaOH + 3 H2O 2 Na[Al(OH)4]

Al + 3 H2O Al(OH)3 + H2

Al(OH)3 + NaOH Na[Al(OH)4]

Phản ứng tổng quát: 2 Al + 2 NaOH + 6 H2O 2 Na[Al(OH)4] + H2

c Giải thích

Al là nguyên tố lưỡng tính nên trong môi trường kiềm Al tác dụng với NaOH và giải phóng khí H2 nên xuất hiện hiện tượng sủi bọt khí

Phản ứng tạo thành phức aluminac, kim loại Al có lớp oxit nhôm rất bền bảo

vệ ngăn không cho tác dụng với H2O nhưng khi ở trong môi trường kiềm lớp oxit nhôm bị phá vỡ Khi lớp oxit nhôm bị phá vỡ thì Al tác dụng với H2O tạo thành kết tủa trắng Al(OH)3 Kết tủa Al(OH)3 không tan hết nên phản ứng tiếp với dung dịch NaOH tạo phức aluminac

3 Thí nghiệm 3: Tính chất của Hidro với phản ứng khử CuO

Lấy tờ giấy cuộn CuO trong đầu ống dẫn khí đã được đốt thì thấy trong tờ giấy đó có một ít chất rắn màu nâu đỏ

H2 + CuO Cu + H2O

Trang 3

c Giải thích

Tính chất hóa học đặc trưng của hidro là tính khử nên ở nhiệt độ cao H2 khử được oxit kim lọa CuO thành kim loại Cu Chất rắn màu nâu đỏ còn lại chính là kim loại đồng Cu

4 Thí nghiệm 4: So sánh hoạt tính của hidro phân tử và hidro nguyên tử

Ống nghiệm 2: cho 8 ml dung dịch H2SO4 10 và 1 ml dung dịch KMnO4 0,05M sau đó sục khí H2 tinh khiết thì thấy màu tím của dung dịch mất màu chậm

Ống nghiệm 3: cho 8 ml dung dịch H2SO4 10 và 1 ml dung dịch KMnO4 0,05M sau đó thả vào một miếng Zn thì thấy miếng Zn tan ra, có hiện tượng sủi bọt khí, màu tím của dung dịch mất màu nhanh hơn và để một lúc sau thì thấy dung dịch trong suốt

5 H2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 K2SO4 + 2 MnSO4 + 8 H2O

Zn + H2SO4 ZnSO4 + 2 H*

5 H* + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 2 MnSO4 + K2SO4 + 8 H2O

c Giải thích

Cho khí H2 tác dụng với dung dịch KMnO4 trong môi trường acid H2SO4 Ống nghiệm 2: khí hidro sục vào là khí hidro phân tử vì khí hidro điều chế

đã tinh khiết để trong không khí nó chuyển thành hidro phân tử, màu tím của dung dịch mất màu chậm

Ống nghiệm 3: miếng Zn tác dụng với dung dịch H2SO4 sinh ra khí H2 trong dung dịch nên có hiện tượng sủi bọt khí Khí H2 mới sinh ra chính là hidro nguyên tử nên có tính oxi hóa rất mạnh do đó làm mất màu tím của dung dịch KMnO4 nhanh hơn

Vì vậy hidro nguyên tử có hoạt tính mạnh hơn hidro phân tử

Trang 4

5 Thí nghiệm 5: Điều chế Hidro peoxit

Khi cho 1 gam BaO2 vào ống nghiệm to chứa 5 ml H2SO4 loãng ngâm trong nước đá, quan sát thấy trong ống nghiệm có hiện tượng sủi bọt khí đồng thời có kết tủa màu trắng

BaO2 + H2SO4 BaSO4 + H2O2

c Giải thích

Khi cho BaO2 tác dụng với acid H2SO4 thì sẽ giải phóng khí H2O2 gây ra hiện tượng sủi bọt khí, kết tủa màu trắng còn lại trong ống nghiệm là BaSO4 Trong môi trường acid H2O2 bền nên nó không bị phân hủy

6 Thí nghiệm 6: Tính chất của Hidro peoxit

Ống nghiệm 1: đun nóng dung dịch H2O2 thì thấy có hiện tượng sủi bọt khí Ống nghiệm 2: thêm vào dung dịch H2O2 một ít bột MnO2 thì có hiện tượng sủi bọt khí thoát ra nhanh, có một ít chất rắn lắng xuống dưới đáy ống nghiệm

2 H2O2 2 H2O + O2

c Giải thích

H2O2 là chất lỏng không bền, tan vô hạn trong nước, dễ phân hủy ngay ở nhiệt độ thường tạo H2O và O2 nên ở ống nghiệm 1 khi đun nóng H2O2 thì sự phân hủy xảy ra chậm, giải phóng khí O2 nên có hiện tượng sủi bọt khí

Ở ống nghiệm 2 có MnO2 là chất xúc tác nên phản ứng phân hủy nhanh hơn làm khí O2 thoát ra nhanh hơn

Khí bay lên ở cả 2 ống nghiệm là khí O2, để nhận biết khí O2 ta dùng que đóm Trong phản ứng này MnO2 đóng vai trò là chất xúc tác giúp phản ứng phân hủy nhanh hơn Có thể thay MnO2 bằng các chất như V2O5, Fe2O3

Trang 5

Khi cho KI vào ống nghiệm chứa dung dịch H2O2 thấy không có hiện tượng xảy ra

2 KI + H2O2 2 KOH + I2

c Giải thích

H2O2 vừa cso tính oxi hóa vừa có tính khử, khi phản ứng với dung dịch KI

nó oxi hóa được I- thành I2

Cho dung dịch Pb(CH3COO)2 tác dụng với Na2S thì có kết tủa màu trắng xám và có khí mùi khai Cho kết tủa vào ống nghiệm rồi thêm dung dịch H2O2 thì thấy có kết tủa màu đen và dung dịch trong

Na2S + H2O NaOH + H2S

Pb(CH3COO)2 + 2 NaOH Pb(OH)2 + 2 CH3COONa

Pb(OH)2 + H2O2 PbO2 + 2 H2O

Pb(CH3COO)2 + Na2S PbS + 2 CH3COONa

PbS + 4 H2O2 PbSO4 + H2O

c Giải thích

Dung dịch Na2S là muối của gốc bazơ mạnh và acid yếu nên Na2S bị phân hủy trong nước tạo thành NaOH và khí có mùi khai chính là H2S

NaOH tác dụng với dung dịch Pb(CH3COO)2 tạo kết tủa màu trắng xám chính là Pb(OH)2 Thêm vào dung dịch thu được vài giọt H2O2 thì Pb(OH)2 bị oxi hóa thành PbO2 có kết tủa màu đen

Trang 6

Khi thêm dung dịch NaOH 20 vào ống nghiệm chứa dung dịch Cr2(SO4)3 0,1M thì lúc đầu dung dịch có màu trắng, có sủi bọt khí, lắc đều thì kết tủa tan sau đó dần dần dung dịch chuyển sang màu xanh rêu

Thêm vào dung dịch thu được vài giọt H2O2 10 thì có hiện tưởng sủi bọt khí thoát ra nhanh

Cr2(SO4)3 + 6 NaOH 3 Na2SO4 + 2 Cr(OH)3

Cr(OH)3 + NaOH Na[Cr(OH)4]

2 Na[Cr(OH)4] + 2 NaOH + 3 H2O2 2 Na2CrO4 + 8 H2O

c Giải thích

Cr2(SO4)3 tác dụng với NaOH tạo kết tủa Cr(OH)3 màu xanh rêu, Cr(OH)3 là hdroxit lưỡng tính, kết tủa này tan ra trong NaOH dư tạo thành Na[Cr(OH)4] Khi thêm vài giọt H2O2 vào dung dịch Na[Cr(OH)4] trong môi trường kiềm thì phản ứng tạo ra muối crommat

 Trong các this nghiệm trên, H2O2 thể hiện tính oxi hóa

Thêm dung dịch NaOH loãng vào ống nghiệm chứa dung dịch AgNO3 thì có kết tủa màu nâu đen và ống nghiệm nóng lên Thêm tiếp vào vài giọt dung dịch H2O2 10 thì có kết tủa màu trắng xám

2 AgNO3 + 2 NaOH → Ag2O + 2 NaNO3 + H2O

2 AgNO3 + 2 NaOH + H2O2 → 2 Ag + 2 NaNO3 + 2 H2O + O2

c Giải thích

Dung dịch AgNO3 tác dụng với dung dịch NaOH loãng sẽ tạo thành AgOH nhưng do AgOH kém bền nên bị phân hủy thành Ag2O có kết tủa màu nâu đen

Trang 7

Khi thêm dung dịch H2O2 vào thì H2O2 phản ứng với AgNO3 trong môi trường kiềm tạo thành kim loại Ag chính là kết tủa màu trắng xám và giải phóng khí O2

Cho dung dịch H2O2 10 vào ống nghiệm chứa dung dịch KMnO4 0,05M và dung dịch H2SO4 đậm đặc thì thấy màu tím của dung dịch nhạt hơn lúc ban đầu

và có các hạt liti bám trên thành bình

2 KMnO4 + 3 H2SO4 + 5 H2O2 K2SO4 + 2 MnSO4 + 5 O2 + 8 H2O

c Giải thích

Trong môi trường acid mạnh H2O2 thể hiện tính khử nên H2O2 sẽ khử MnO4

-về Mn2+ và giải phóng khí O2 cho thấy hiện tượng có các hạt liti bám trên thành bình khi phản ứng xảy ra

 Trong 2 thí nghiệm sau cùng, H2O2 thể hiện tính khử

Từ các thí nghiệm trên cho thấy H2O2 vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử H2O2 là chất oxi hóa mạnh trong cả môi trường acid và môi trường kiềm H2O2 thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với chất khử (KI, PbS…), thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh (KMnO4/H2SO4…)

Trang 8

Hydro (tiếng Anh: hydrogen, từ tiếng Latinh: hydrogenium) là một nguyên tố hóa học trong hệ thống tuần hoàn các nguyên tố với nguyên tử số bằng

1, nguyên tử khối bằng 1 đvC Trước đây còn được gọi là khinh khí (như trong

"bom khinh khí" tức bom H); hiện nay từ này ít được sử dụng Sở dĩ được gọi là

"khinh khí" là do hydro là nguyên tố nhẹ nhất và tồn tại ở thể khí, với trọng lượng nguyên tử 1,00794 u Hydro là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ, tạo nên khoảng 75% tổng khối lượng vũ trụ và tới trên 90% tổng số nguyên tử Các sao thuộc dải chính được cấu tạo chủ yếu bởi hydro ở trạng thái plasma Hydro nguyên tố tồn tại tự nhiên trên Trái Đất tương đối hiếm do khí hydro nhẹ nên trường hấp dẫn của Trái Đất không đủ mạnh để giữ chúng khỏi thoát ra ngoài không gian, do đó hydro tồn tại chủ yếu dưới dạng hydro nguyên tử trong các tầng cao của khí quyển Trái Đất

Đồng vị phổ biến nhất của hydro là proti, ký hiệu là H, với hạt nhân là

một proton duy nhất và không có neutron Ngoài ra hydro còn có một đồng vị bền là deuteri, ký hiệu là D, với hạt nhân chứa một proton và một neutron và một đồng vị phóng xạ là triti, ký hiệu là T, với hai neutron trong hạt nhân

Với vỏ nguyên tử chỉ có một electron, nguyên tử hydro là nguyên tử đơn giản nhất được biết đến, và cũng vì vậy nguyên tử hydro tự do có một ý nghĩa to lớn

về mặt lý thuyết Chẳng hạn, vì nguyên tử hydro là nguyên tử trung hòa duy nhất mà phương trình Schrödinger có thể giải được chính xác nên việc nghiên cứu năng lượng và cấu trúc điện tử của nó đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của cả cơ học lượng tử và hóa học lượng tử

Ở điều kiện thường, các nguyên tử hydro kết hợp với nhau tạo thành những phân

tử gồm hai nguyên tử H2 (Ở những nhiệt độ cao, quá trình ngược lại xảy ra.) Khí hydro lần đầu tiên được điều chế một cách nhân tạo vào đầu thế kỉ 16 bằng cách nhúng kim loạivào trong một axit mạnh Vào những năm

1766-1781, Henry Cavendish là người đầu tiên nhận ra rằng hydro là một chất riêng biệt và rằng khi bị đốt trong không khí nó tạo ra sản phẩm là nước Tính chất

Trang 9

này chính là nguồn gốc của cái tên "hydrogen", trong tiếng Hy Lạp nghĩa là

"sinh ra nước" Ở điều kiện tiêu chuẩn, hydro là một chất khí lưỡng nguyên tử không màu, không mùi, không vị và là một phi kim

Trong các hợp chất ion, hydro có thể có thể tồn tại ở hai dạng Trong các hợp chất với kim loại, hydro tồn tại dưới dạng các anionhydrua mang một điện tích

âm, ký hiệu H- Hydro còn có thể tồn tại dưới dạng các cation H+ là ion dương sinh ra do nguyên tử hydro bị mất đi một electron duy nhất của nó Tuy nhiên một ion dương với cấu tạo chỉ gồm một proton trần trụi (không có electron che chắn) không thể tồn tại được trong thực tế do tính dương điện hay tính axit và do

đó khả năng phản ứng với các phân tử khác của H+ là rất cao Một cation hydro thực sự chỉ tồn tại trong quá trình chuyển proton từ các axit sang các bazơ (phản

khác phân ly ra) kết hợp với phân tử nước tạo ra các cation hydroni H3O+,

thường cũng được viết gọn là H+ Ion này đóng một vai trò đặc biệt quan trọng trong hóa học axit-bazơ

Hydro tạo thành các hợp chất cộng hóa trị với hầu hết các nguyên tố khác Nó có mặt trong nước và hầu hết các hợp chất hữu cơcũng như các cơ thể sống

Định dạng
Số trang	10
Dung lượng	31,3 KB