BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA VÔ CƠ, ĐẠI HỌC BÁCH KHOA,KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM, HÓA VÔ CƠ, ĐẠI HỌC BÁCH KHOA,KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

HOÁ VÔ CƠ

Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Tuấn Anh

Sinh viên thực hiện : Lê Hữu Toàn 61304190

Báo Cáo Thí Nghiệm Bài 1:

KIM LOẠI KIỀM (Phân nhóm IA)

Ngày thí nghiệm: 26/08/2014

I/ MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

- Nắm vững vị trí của kim loại kiềm trong bản phân loại tuần hoàn Mendeleev, cấu hình electron, trạng thái oxy hóa, tính chất vật lý và hóa học kim loại kiềm và các hợp chất của nó

- Hiểu rõ về cách điều chế cacbonat natri bằng phương pháp Solvay

II/ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

NH3 Ngâm erlen trong chậu nước lạnh,đợi cho đến khi có tinh thể trắng tạothành Lọc chân không lấy tinh thể (trángbằng cồn, không tráng bằng nước lạnh)

 Lấy một ít tinh thể trêncho vào cốc nước Thêm vào một giọtphenolphtalein ta thấy dung dịch chuyểnsang màu hồng nhạt

- CO2 bị hấp thụ trong nước tạo thành H2CO3

theo phản ứng:

CO2 + H2O  H2CO3

NH3 + H2CO3  NH4+ + HCO3

HCO3- + Na+  NaHCO3

Cả 4 chất: NaCl, NH4HCO3, NaHCO3 và

NH4Cl đều tan trong nước nhưng NaHCO3 hơi

ít tan hơn nên tách ra dưới dạng tinh thể (dungdịch ban đầu là bão hòa NH3) Đây là sự cânbằng giữa khả năng phản ứng và tốc độ phảnứng Nhiệt độ vừa phải để vận tốc không chậm

và độ tan của NaHCO3 không lớn hơn độ tancủa NaCl

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

Lương Thị Mỹ Trang: 61304228

Cho một ít tinh thể vào ống 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 đục sẽ trong trở lại

 Do xảy ra các phản ứng sauđây:

Có thể điều chế muối NaHCO3 dựa vào

sự khác nhau về độ tan đủ lớn ở nhiệt độ nhấtđịnh Trong công nghiệp ta có thể thu lại CO2

bị giải phóng khi nhiệt phân NaHCO3 cũngnhư khi nung đá vôi để sử dụng cho giai đoạnđầu

lửa có màu vàng, còn với dung dịch KCl

bão hòa thì ta thấy ngọn lửa có màu tím

 Khi thay LiCl bằng Li2SO4 thì thấymàu ngọn lửa không thay đổi

Ở trong ngọn lửa, những electron củanguyên tử và ion kim loại kiềm được kíchthích nhảy lên các mức năng lượng cao hơn.Khi trở về những mức năng lượng ban đầu,các electron này phát ra năng lượng dưới dạngcác bức xạ trong vùng khả kiến Vì vậy, ngọnlửa có màu đặc trưng cho từng kim loại

Do anion SO42

giữ electron chặt hơn Cl

-nên năng lượng từ ngọn lửa đèn cồn không đủlớn để kích thích electron lên trạng thái kíchthích nên Li+ trong Li2SO4 không thể hiệnđược tính chất như LiCl

3  Phản ứng của kim loại kiềm với

nước:

 Cho nước vào chén sứ đến ½ thểtích, nhỏ vào đó 1 giọt phenolphtalein

Dùng kẹp sắt lấy một mẫu kim loại Na,

dùng dao nhựa cắt thành một mẫu nhỏ

(1x1mm) ta thấy 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 nhưng thaynước 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 tủa

màu lam và tại chỗ bốc cháy có tủa màu

đen Dung dịch chuyển sang màu hồng

sau đó mất màu hồng đi

 Do phản ứng sinh ra NaOH là mộtbazơ mạnh nên dung dịch có chứaphenolphtalein hóa hồng Một phần NaOHsinh ra bao quanh mẫu làm giảm bề mặt tiếpxúc của Na với H2O nên phản ứng xảy rachậm H2 sinh ra phân bố không đồng đều tạonên lực nâng và lực đẩy, đẩy Na chạy trên mặtnước

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 baoquanh mẫu Na làm giảm bề mặt tiếp xúc giữa

Na với H2O

+ Trong TN sau NaOH vừa tạo thành đãphản ứng ngay với CuSO4 nên không làmgiảm bề mặt tiếp xúc giữa Na với H2O Vì vậy,phản ứng mãnh liệt hơn

 Mặt khác, do NaOH mới sinh raphản ứng tức thời với lượng dư CuSO4 nêndung dịch chứa phenolphtalein ban đầuchuyển sang màu hồng nhưng sau đó mất màu

 Kết tủa màu đen là do nhiệt tỏa racủa phản ứng (a) làm nhiệt phân tủa Cu(OH)2

thành CuO có màu đen:

Cu(OH)2  t o CuO + H2O đen

Lương Thị Mỹ Trang: 61304228

Kết luận:

Kim loại kiềm mềm, dễ cắt, rất hoạt động

về mặt hóa học Trong các phản ứng chúng thểhiện tính khử mạnh.Ở điều kiện thường, trongkhông khí khô kim loại thường được phủ 1 lớpoxít Trong không khí ẩm thì lớp oxít sẽ kếthợp với hơi nước tạo thành các hydroxít kếthợp với CO2 tạo muối carbonat vì vậy kim loạikiềm thường được bảo quản trong bình kínhoặc ngâm trong dầu hỏa

4

 Độ tan của các muối kim loại kiềm:

Cho vào 2 ống nghiệm mỗi ống khoảng 1

ml dung dịch LiCl 0.5M và 5 giọt NH4OH

đậm đặc

 Ống 1: thêm vào 1ml dung dịch NaF

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 dịch

NaH2PO4 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

mà LiF có một phần liên kết cộng hóa trị nêntủa nhiều hơn

OH- + H2PO4-  H2O + HPO4

OH- + HPO42-  H2O + PO4

3Li+ + PO43-  LiPO4

chung trong một becher Đun cách thủy

đền khi cạn khô sẽ thu 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 5giọt NH4OH đậm đặc, không có hiện

tượng gì xảy ra

 Khi hòa tan hỗn hợp bằng cồn thì do

Li+ có bán kính nguyên tử nhỏ nên lực hút hạtnhân vơi electron ngoài cùng lớn làm cho độphân cực trong muối LiCl giảm mà cồn làdung môi phân yếu nên LiCl được hòa tan tốtcòn KCl thì không tan do tính phân cực mạnh

Vì vậy, phần qua lọc có chứa LiCl còn mẫurắn là KCl

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

 Ống 2: thêm 10 giọt acidpiric 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 trong dung dịchthu được có chứa ion Li+

Lương Thị Mỹ Trang: 61304228

Báo Cáo Thí Nghiệm Bài 2:

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

II/ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

THÍ

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 loạicủa muối hấp thụ năng lượng từ ngọn lửa, cácelectron ở lớp ngoài cùng bị kích thích lên mứcnăng lượng cao hơn nên khi trở về trạng thái cơbản nó sẽ phát ra bức xạ có bước sóng trong vùngkhả kiến đặc trưng cho mỗi ion kim loại và cómàu sắc khác nhau

Kết luận :

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

đi từ trên xuống dưới màu đặc trưng của ngọn lửa

sẽ chuyển từ đỏ đến vàng, nghĩa là năng lượngtăng dần do bán kính nguyên tử tăng, electron dễchuyển sang mức 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

+ 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

+ 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

- Do TMg(OH)2 = 10-9.22 nên vẫn có một phầnMg(OH)2 tan tạo ion OH- khiến phenolptalein hóahồng tại bề mặt phân chia giữa Mg và nước Mg(OH)2  Mg2+ + 2OH- (2)

- Ở nhiệt độ cao Mg(OH)2 tan nhiều hơn trongnước nên tạo nhiều OH- khiến màu hồng dungdịch đậm hơn Đồng thời sự che phủ của Mg(OH)2

giảm nên phản ứng (1) xảy ra nhanh hơn  bọtkhí thoát ra nhiều hơn

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

và khí 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 đếnmất màu phenolptalein

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

NH3 sinh ra ở phản ứng trên và OH- do phản ứng(2) sinh ra

Kết luận:

Kim loại kiềm thổ tác dụng yếu với nước ở nhiệt

độ thường nhưng phản ứng mạnh khi đun nónghoặc có xúc tác thích hợp

3 * Điều chế và tính chất của Mg(OH) 2 :

Lấy 3 ống nghiệm cho vào mỗi ống

dung dịch NaOH ta thấy xuất hiện kết tủa

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

MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + 2NaCl

Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O

Lương Thị Mỹ Trang: 61304228

mùi khai

- Ống 3: Cho NaOH vào Khơng cĩ hiện

tượng xảy ra

* Điều chế và tính chất của hydroxit kim

loại kiềm thổ:

Lấy 4 ống nghiệm, mỗi ống lần lượt

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

về phía nĩ làm cho phân tử hydroxyt phân cựcmạnh nên tạo dung mơi phân cực

Kết luận:

Cĩ thể điều chế các hydroxyt của kim loạikiềm thổ bằng cách cho muối tan của chúng tácdụng với kim loại kiềm, Hydroxyt của kim loạikiềm thổ cĩ tính bazơ

4 * Khảo sát sự hịa 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 đĩ nhỏ từ từ dung

dịch H2SO4 2N vào Ta thấy :

Ống chứa MgCl2 khơng cĩ hiện tượng

Ơng chưa CaCl2 bị vẫn đục do tạo chất ít

tan

Ống chứa SrCl2 cĩmàu trắng đục

Ơng chứa BaCl2 bị đục nhiều

- Cho H2SO4 đến dư các kết tủa khơng

Kết luận :

Độ tan của hydroxyt vào muối sunfat khi đi từ

Mg đến Ba ngược nhau vì đối với muối sunfatnăng lượng hoạt hĩa của cation lớn hơn nănglượng mạng tinh thể hơn nữa đi từ Mg đến Ba bán

kính X2+ tăng dần nên khả năng phân cực trongnước giảm và năng lượng hydrat giảm dần nên độtan giảm từ Mg đến Ba.

5

* Xác định độ cứng của nước :

- Hút 10ml nước cứng cho vào erlen

250ml, thêm nước cất 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 nên khi

chỉ thị chuyển từ đỏ tím sang xanh dương

X = V ETDA x CN ETDA x 1000/ Vmẫu

0.1M và 2ml vơi sữa Đun sơi hỗn hợp

trong 3 phút, lọc bỏ kết tủa Tiến hành

chuẩn độ phần nước trong như thí nghiệm

X < X chứng tỏ hàm lượng Mg2+ và Ca2+ trongmẫu giảm=>nước được làm mềm khi thêmnước được làm mềm khi thêm

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

Mg2+ + 2OH-  Mg(OH)2↓

Ca2+ + CO32-  CaCO3↓Làm giảm hàm lượng Mg2+ và Ca2+ trong dungdich sau lọc

- Nắm vững vị trí của kim loại nhóm IIIA trong bảng tuần hoàn

- Hiểu được các tính chất của các đơn chất và hợp chất qua các phản ứng đặc trưng

II/ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

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

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

mỗi ống cho 5 giọt dd muối Al3+, thêm

từ từ từng giọt dd NaOH 1M cho đếnkhi tạo tủa Sau đó thêm vào:

Al(OH) 3 là một chất có tính acid và bazơ đều yếu.

2  Phản ứng của nhôm với acid và

kiềm:

Lấy 4 ống nghiệm lần lượt chovào mỗi ống 1ml dung dịch đậm đặcsau: H2SO4, HNO3, HCl, NaOH Thêmvào mỗi ống 1 miếng nhôm

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 khíđồng thời có rắn màu đen xuất hiện

 Ống 4: chứa NaOH đậmđặc, phản ứng xảy ra mãnh liệt tạo bọtkhí đồng thời có rắn màu đen xuất hiệngiống ống 3

cao Ta thấy:

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

- Do nhôm bị thụ động hóa trong H2SO4 và HNO3

đặc nguội

- Xuất hiện rắn đen là do nhôm chuyển dạng thùhình

2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H22Al + 2NaOH +6H2O  2Na[Al(OH)Al(OH)4] + 3H2

2Al+6H2SO4, dđ

o t

  Al2(SO4)3+3SO2+6H2O

Al+6HNO3, đđ

o t

  Al(NO3)3+3NO2 + 3H2O

Lương Thị Mỹ Trang: 61304228

do nhôm bị chuyển dạng thù hình

 Ống 4: phản ứng rất mãnhliệt, có khí thoát ra, có rắn đen xuấthiện do Al bị chuyển dạng thù hình

* Làm lại thí nghiệm trên với cácdung dịch loãng

độ phòng Quan sát ta thấy:

 Ống 1: phản ứng xảy rachậm, có khí thoát ra trên bề mặt Al

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

 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

cao 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 đđ

o t

  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

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

2Al+3H2SO4  Al2(SO4)3 + 3H2 Al+6HNO3

o t

  Al(NO3)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

 Phản ứng của Al với oxy và nước:

Lấy 2 miếng Al, đánh sạch bề mặt,rửa sạch bằng nước rồi thấm khô bằnggiấy lọc Nhỏ lên mỗi miếng một giọt

dd muối Hg2+ Ta thấy giọt dd Hg2+ từkhông màu chuyển sang màu xám đen

Sau vài phút dùng giấy lọc thấmkhô dd Hg2+ Một miếng để ngoàikhông khí, một miếng ngâm trong

2Al + 3Hg2+  2Al3+ + 3Hg

Chính Hg sinh ra làm cho giọt dung dịch Hg2+

chuyển màu xám đen

nước.Quan sát hiện tượng ta thấy:

 Miếng nhôm để ngoài khôngkhí có 1 lớp màu trắng xám hình kimphồng dần lên

 Miếng ngâm trong nước banđầu sủi bọt khí nhưng sau đó thì hếtđồng thời xuất hiện màng keo tại nơiphản ứng

- 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

C2H5OH Đun nhẹ ta thấy hầu nhưkhông tan Rót dd vào chén sứ rồi đốt

ta thấy ngọn lửa có màu xanh lụcchứng tỏ H3PO3 có tan trong C2H5OH

b) Lấy một ít tinh thểborat Na2B4O7 vào chén sứ Nhỏ lên vàigiọt H2SO4 đặc cho đến khi tinh thểborat hoàn toàn bị thấm ướt Sau đóthêm một ít CaF2, trộn đều, đem đuncho đến khi có khói trắng bay ra Đốttrên khói trắng, ta thấy ngọn lửa cómàu 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

 Nắm vững phương pháp điều chế khí Nitơ.

 Tính chất của axit nitric, tính chất của các muối nitrit

 Điều chế và tính chất muối NH3

II/ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

THÍ

QUAN SÁT HIỆN TƯỢNG

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

1

 Điều chế Nitơ:

Cho 2g NaNO2 vào ống nghiệm

và rót vào ống 5ml dd NH4Cl bãohòa ta thấy có bọt khí sủi nhẹ Lắp

hệ thống thu khí như hình vẽ:

Đun nhẹ thì phản ứng mạnh hơn

Thu khí vào ống nghiệm lớn chứađầy nước úp ngược trên 1 chậuđựng nước Lấy que nhang đangcháy đưa vào ống nghiệm chưa khíthu được thì ngọn lửa tắt ngay

NH4Cl + NaNO2

o t

  NH4NO2 + NaCl

NH4NO2

o t

  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 phân muốiamoni nitrat Khí N2 không duy trì sự cháy

2  Tính chất của acid nitric:

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

 Ống 1: thêm vào 1 mẫu Zn + 4HNO3, đđ  Zn(NO3)2 + 2NO2 + H2O

kẽm ta thấy kẽm tan ra, có khí màu

nâu bốc lên, phản ứng tỏa nhiệt

mạnh, dd sau phản 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 sau phản ứng có màu

xanh

b/ Cho vào ống nghiệm một ít

lưu huỳnh Sau đó thêm 1ml HNO3

đậm đặc Đun nhẹ ta thấy lưu huỳnh

tan ra, ống nghiệm nóng lên Khi

cho 1ml dd Ba2+ vào dd sau phản

ứng thì thấy xuất hiện kết tủa màu

trắng

c/ Cho vào ống nghiệm 1ml

FeSO4 bão hòa, 5-6 giọt H2SO4 đậm

đặc Làm lạnh ống nghiệm trong

chậu nước Thêm từ từ 1ml HNO3

loãng dọc theo thành ống nghiệm

và không lắc Quan sát màu sắc của

dd ta thấy:

 Dung dịch trước khi cho

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

phân cách 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

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

- 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:

Lương Thị Mỹ Trang: 61304228

có tính oxy hóa mạnh nên nó có thể tác dụng được với cả kim loại đứng trước, sau hydro,

3

 Tính chất của dd cường thủy:

Cho vào 3 ống nghiệm, mỗi ống

1 giọt 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 trênkết tủa

 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 ddHNO3 đậm đặc ta thấy không có

hiện tượng

 Ống 3: thêm từ từ dd HClđậm đặc thì thấy không có hiện

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

đậm đặc Ta thấy màu tím của hỗn

hợp mất đi và tạo dd trong suốt

 Ống 2: thêm vào dd FeSO4

và vài 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

1 giọt H2SO4 loãng Ta thấy đầu

tiên dd có màu vàng nhạt của KI,

sau đó tạo tủa màu tím than Khi

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 than

cho dư dd KI thì tủa tan tạo dd màu

nâu đất Trong quá trình phản ứng

5  Điều chế và tính chất của

amoniac:

a) Điều chế NH3:Lắp bộ phận điều chế NH3.Cho vào ống nghiệm 3g NH4Cl

và 5ml 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 có gắn 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 màu

NH4Cl và lắc cho tan ra ta thấy màu

hồng nhạt dần Cho đến dư thì màu

hồng không mất hẳn

NH4Cl + NaOH  t o NH4OH + NaCl (1)

NH4OH  t o NH3 + H2O (2)

NH3 + H2O  NH4+ + OH- (3)Phenolphtalein hóa hồng là do có OH- sinh ra

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

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

mất hẳn.

 Ống 4: giữ để so sánh

So sánh màu trong 4 ống ta thấymàu dung dịch nhạt dần theo thứ tự

ống 4 >nước được làm mềm khi thêm ống 3 >nước được làm mềm khi thêm ống 1 >nước được làm mềm khi thêm ống 2

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

 Nhiệt phân muối amoni:

 Cho một ít tinh thể NH4Clvào ống 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 trênnhưng thay 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

o t

  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 báo cáo thí nghiệm số 6:

HYDRO – OXY – LƯU HUỲNH ( H2 – O2 – S)

Ngày thí nghiệm: 16/09/2014

I/ MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

 Điều chế khí hydro và oxi

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

II/ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

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 động lên

Kết Luận:

- Ñieàu chế hydro bằng cách cho kim loạimạnh tác dụng với axid

- Hốn hợp hydro và oxi là hỗn hợp nổ màmạnh nhất khi tỉ lệ xấp xỉ 2:1

- 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 cótính khử mạnh nên không tác dụng với KMnO4.

- Hydro mới sinh là hydro nguyên tử, có tínhkhử 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.

- Trộn đều 4g KClO3 + 1g MnO2 bằng

cối và chày sứ, cho vào ống nghiệm thật

khô Lắp hệ thống thu khí

- Đung nóng ống nghiệm và thu khí

thiats ra trong một ống nghiệm lớp chứa

đầy nước úp ngược trong chậu nước

2KClO3 ⃗MnO 2 , t0

2KCl + 3O2 MnO2 đóng vai trò là chât xúc tác

Kết luận:

KClO3 dễ bị nhiệt phân khi có chất xúc tácthích hợp tạo ra O2

4  Tính chất của oxi:

- Dùng thìa kim loại lấy 1 ít lưu huỳnh

đang cháy vào miệng ống nghiệm chứa

Oxi ta thấy ngọn lửa bùng lên có màu

xanh tím

- Lưu huỳnh có ái lực lớn đối với Oxi nên no cóthể cháy ngoài không khí và cho ngọn lửa xanhphát nhiều nhiệt

- Đưa một đĩm than vào ống nghiệm

chứa khí oxi thứ 2, than bùng cháy cĩ tia

lửa, phản ứng tỏa nhiệt mạnh

- Nung đỏ sợi dây đồng và đưa vào ống

nghiệm chứa khí oxi thứ 3 dây đồng bị

a) Tính oxi hĩa của H2O2:

Cho vào ống nghiệm 4 giọt KI 0.5N

+ 3 giọt H2O2 3% +vài giọtt H2SO4 2N

Dung dịch cĩ 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, cĩ khí thốt ra

Đưa đĩm than vào gẩn ta thấy đĩm than

sáng hơn Chứng tỏ đĩ là khí oxi

2I- + H2O2 + 2H+  I2 + 2H2O

I2 sinh ra làm hĩa xanh hồ tinh bột

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

I2 + KI  KI3 ( nâu đất)

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

H2O2 + 2e = 2OH- E0= +0.87(V)MnO2 đĩng vai trị là chất xúc tác cho sự phânhủy H2O2:

- Cho vào chén sứ 1g lưu huỳnh, đun

sơi Dùng kẹp đưa sợi dây đồng vào

miệng chén Sợi dây đồng chuyển sang

1:2).Nhận thấy dung dịch mất màu Sau 1

thời gian dung dịch bị đục

- Ống 2: Thêm từng giọt Iốt màu tím

than của I2 mất dần đến khơng màu

Thay I2 bằng Cl2 hoặc Br2 thì dung

III/TRẢ LỜI CÂU HỎI:

Câu 1:

- 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 khôngcần thiết Chính vì vậy mà hydro nguyên tử có họat tính cao hơn

xì ……

Câu3: