BÁO CÁO THỰC TẬP HÓA VÔ CƠBÀI 3: NGUYÊN TỐ NHÓM IIIAĐIỀU CHẾ VÀ TÍNH CHẤT CỦA NHÔM HYDROXIDE Tiến hành và hiện tượngThí nghiệm 1Thí nghiệm 2Giải thích. Thí nghiệm 1 Lượng tủa Al(OH)3 lý thuyết thu được Hiệu suấtH=mmlt x 100%=3.47.04 x 100%=48.30%Kết luận: Al(OH)3 là một hidroxide lưỡng tính, vừa tác dụng acid vừa tác dụng với base.. Thí nghiệm 2Al3+ + 3OH Al(OH)3Ống 1: Al(OH)3 không phản ứng với NH4ClỐng 2: Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O làm tủa tanỐng 3: Al(OH)3 + 6NH4OH (Al(NH3)6)(OH)3 + 6H2OKết luận: Al(OH)3 là một chất có tính acid và base đều yếu.Kết luậnAl(OH)3 là một hidroxide lưỡng tính, vừa tác dụng acid vừa tác dụng với base.Al(OH)3 là một chất có tính acid và base đều yếu.PHẢN ỨNG CỦA NHÔM VỚI ACID VÀ BASETiến hànhPhản ứng giữa nhôm với các acid, base đậm đặcLấy 4 ống nghiệm lần lượt cho vào mỗi ống 1ml dung dịch đậm đặc sau: Ống 1: thêm H2SO4Ống 2: thêm HNO3Ống 3: thêm HClỐng 4: thêm NaOHThêm vào mỗi ống 1 miếng nhôm.Để ở nhiệt độ phòng. Quan sát hiện tượngĐun nóng và quan sát.Phản ứng giữa nhôm với các acid, base loãngLàm như trên với các dung dịch loãngHiện tượngPhản ứng giữa nhôm với các acid, base đậm đặcỞ nhiệt độ phòngỐng 1: không có hiện tượngỐng 2: không có hiện tượngỐng 3: phản ứng xảy ra mãnh liệt tạo bọt khí và có rắn màu đen xuất hiệnỐng 4: giống ống nghiệm 3Đun nóngỐng 1: phản ứng mãnh liệt, Al tan ra tạo dung dịch màu vàng, có khí bay raỐng 2: phản ứng mãnh liệt có khí màu nâu bay ra.Ống 3: phản ứng rất mãnh liệt, có khí thoát ra, có rắn đen Ống 4: giống ống nghiệm 3Phản ứng giữa nhôm với các aicd, base loãngNhiệt độ phòngỐng 1: phản ứng xảy ra chậm, có khí thoát ra trên bề mặt Al.Ống 2: phản ứng xảy ra chậm tạo khí không màu hóa nâu trong không khí.Ống 3: phản ứng xảy ra chậm, có bọt khí trên bề mặt Al.Ống 4: Al tan chậm, có bọt khí thoát ra trên bề mặt Al.Đun nóngỐng 1: phản ứng mãnh liệt, khí thoát ra rất nhiều.Ống 2: có khí màu nâu bay ra.Ống 3: phản ứng xảy ra mãnh liệt, khí thoát ra nhiều.Ống 4: phản ứng xảy ra nhanh hơn khi chưa đun nóng, khí thoát ra nhiều.3.Giải thích3.1. Phản ứng của nhôm với acid, base đậm đặcỐng 1: nhôm bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc nguội, khi đun nóng xảy ra phản ứng và có khí SO2 thoát ra2Al+6H2SO4 đđ Al2(SO4)3+3SO2+6H2OỐng 2: nhôm bị thụ động hóa trong HNO3 đặc nguội, khi đun nóng xảy ra phản ứng và có khí NO2 thoát raAl+6HNO3, đđ Al(NO3)3+3NO2 + 3H2OỐng 3: khí thoát ra là hydrogen và có rắn đen là do do nhôm chuyển dạng thù hình.2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H22Al + 6HCl đđ 2AlCl3 +3H2Ống 4:2Al + 2NaOH +6H2O 2NaAl(OH)4 + 3H22Al + 2NaOH +2H2O 2NaAlO2 + 3H23.2. Phản ứng giữa nhôm với acid, base loãngỐng 1: khí thoát ra là hydrogen, khi đun nóng phản ứng xảy ra nhanh hơn.2Al+3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2Ống 2: khí thoát ra là NO, NO sinh ra phản ứng với oxy trong không khí tạo NO2 màu nâuAl + 4HNO3 Al(NO3)3 + NO + 2H2O2NO + O2 2NO2Al+6HNO3 Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2OỐng 3: 2Al + 6HCl 2AlCl3 +3H2. Khi đun nóng phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn.Ống 4: 2Al + 2NaOH +2H2O 2NaAlO2 + 3H2. Khi đun nóng phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn.Kết luậnAl có thể tan được trong kiềm và acid nhất là khi đun nóng. Ở nhiệt độ thường Al được bảo vệ bởi màng oxide nên bị thụ động hóa trong một số acid. Vì thế ta dùng nhôm để đựng một số acid đậm đặc như HNO3 và H2SO4.PHẢN ỨNG CỦA NHÔM VỚI OXY VÀ NƯỚCTiến hànhLấy 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+. Sau vài phút dùng giấy lọc thấm khô dd Hg2+. Một miếng để ngoài không khí, một miếng ngâm trong nước. Quan sát hiện tượng.Hiện tượngKhi nhỏ dung dịch Hg2+ lên miếng nhôm, giọt dd Hg2+ từ không màu chuyển sang màu xám đen.Miếng nhôm để ngoài không khí có 1 lớp màu trắng xám phồng dần lên.Miếng ngâm trong nước ban đầu sủi bọt khí nhưng sau đó thì hết đồng thời xuất hiện màng keo tại nơi phản ứng.Giải thíchKhi nhỏ dung dịch Hg2+ lên miếng nhôm, giọt dd Hg2+ từ không màu chuyển sang màu xám đen do phản ứng oxy hóa khử giữa Al với cation Hg2+2Al + 3Hg2+ 2Al3+ + 3HgMiếng nhôm để ngoài không khí có 1 lớp màu trắng xám phồng dần lên vì tại chỗ nhỏ Hg2+, miếng nhôm tạo thành hỗn hống Hg – Al. Hỗn hống này tiếp xúc với oxy trong không khí4 Al – Hg + 3O2 2Al2O3 + 4HgLớp oxide hình thành rồi bong ra, lớp hỗn hống phía trong tiếp xúc tác dụng và cứ thế làm lớp oxide cao dần.Miếng ngâm trong nước ban đầu sủi bọt khí nhưng sau đó thì hết đồng thời xuất hiện màng keo tại nơi phản ứng do tạo lớp hydroxide nhôm che phủ bề mặt không cho nhôm tiếp xúc với nước nên không cho phản ứng tiếp diễn.2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2Kết luậnNhôm có thể tác dụng với oxy trong không khí và nước nếu không có lớp oxide bảo vệ bên ngoài.NHẬN BIẾT BORIC ACID VÀ BORATETiến hành và hiện tượngNhận biết boric acidCho 0,5g H3BO3 vào ống nghiệm rồi thêm vào đó 2ml C2H5OH. Đun nhẹ ta thấy hầu như không tan. Rót dung dịch vào chén sứ rồi đốt ta thấy ngọn lửa có màu xanh lục chứng tỏ H3BO3 có tan trong C2H5OH.Nhận biết borateLấy một ít tinh thể borat Na2B4O¬7 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.Giải thíchNhận biết boric acid: H3BO3 + 3C2H5OH B(OC2H5)3 +3H2ONhận biết borateNa2B4O¬7 + H2SO4 + 5H2O Na2SO4 + H3BO3CaF2 + H2SO4 CaSO4 + 2HF3HF + H3BO3 BF3 + 3H2ONếu HF dư: BF3 + HF HBF4Ở 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 luậnBoric acid và borate có thể nhận biết bằng màu đặc trưng của ngọn lửa khi đốt cháy những hợp chất của chúng. Ngọn lửa cho màu xanh
Trang 1BÁO CÁO THỰC TẬP HÓA VÔ CƠ
Trang 2Hòa tan Al(OH)3 với HCl và NaOH
Dung dịch trong suốt
Lọc, rửa tủa Sấy ở 100oC
Thu được 3.4g Al(OH)3
10g quặng bauxite + 40ml dd NaOH 3M
Tủa keo trắng
Trung hòa dịch lọc bằng dd HCl 1M đến pH 7
Đun sôi, khuấy đều 15min
Lọc bỏ cặn
BÀI 3: NGUYÊN TỐ NHÓM IIIA
1. Tiến hành và hiện tượng
I.1. Thí nghiệm 1
I.2. Thí nghiệm 2
Trang 3Ống 1: 5 giọt dd muối Al3+ + vài giọt NaOH 1M
+ NH4Cl
Không có hiện tượng
Ống 2: 5 giọt dd muối Al3+ + vài giọt NaOH 1M
+ NaOH
Tủa tan
Ống 3: 5 giọt dd muối Al3+ + vài giọt NaOH 1M +
+ NH4OH đđ
Tủa tan nhưng chậm hơn ống 2
2. Giải thích
2.1 Thí nghiệm 1
( )
o t
Al ¬ → Na Al OH
Trang 4( )4 ( )3 2 O
H++Na Al OH →Al OH +Na++H
Al OH NaOH N
Al OH HCl AlCl H
+ = + + = +
− Lượng tủa Al(OH)3 lý thuyết thu được
10x46
x2x78=7.04 (g)
102 x100
lt
m =
− Hiệu suất
Kết luận: Al(OH)3 là một hidroxide lưỡng tính, vừa tác dụng acid vừa tác dụng với base
2.2 Thí nghiệm 2
Al3+ + 3OH- Al(OH)3
− Ống 1: Al(OH)3 không phản ứng với NH4Cl
− Ống 2: Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O làm tủa tan
− Ống 3: Al(OH)3 + 6NH4OH (Al(NH3)6)(OH)3 + 6H2O
Kết luận: Al(OH)3 là một chất có tính acid và base đều yếu
3. Kết luận
− Al(OH)3 là một hidroxide lưỡng tính, vừa tác dụng acid vừa tác dụng với base
− Al(OH)3 là một chất có tính acid và base đều yếu
II. PHẢN ỨNG CỦA NHÔM VỚI ACID VÀ BASE
1. Tiến hành
1.1. Phản ứng giữa nhôm với các acid, base đậm đặc
− Lấy 4 ống nghiệm lần lượt cho vào mỗi ống 1ml dung dịch đậm đặc sau:
• Ống 1: thêm H2SO4
Trang 5• Ống 2: thêm HNO3
• Ống 3: thêm HCl
• Ống 4: thêm NaOH
− Thêm vào mỗi ống 1 miếng nhôm
− Để ở nhiệt độ phòng Quan sát hiện tượng
− Đun nóng và quan sát
1.2. Phản ứng giữa nhôm với các acid, base loãng
Làm như trên với các dung dịch loãng
2. Hiện tượng
− Ở nhiệt độ phòng
• Ống 1: không có hiện tượng
• Ống 2: không có hiện tượng
• Ống 3: phản ứng xảy ra mãnh liệt tạo bọt khí và có rắn màu đen xuất hiện
• Ống 4: giống ống nghiệm 3
− Đun nóng
• Ống 1: phản ứng mãnh liệt, Al tan ra tạo dung dịch màu vàng, có khí bay ra
• Ống 2: phản ứng mãnh liệt có khí màu nâu bay ra
• Ống 3: phản ứng rất mãnh liệt, có khí thoát ra, có rắn đen
• Ống 4: giống ống nghiệm 3
− Nhiệt độ phòng
• Ống 1: phản ứng xảy ra chậm, có khí thoát ra trên bề mặt Al
• Ống 2: phản ứng xảy ra chậm tạo khí không màu hóa nâu trong không khí
• Ống 3: phản ứng xảy ra chậm, có bọt khí trên bề mặt Al
• Ống 4: Al tan chậm, có bọt khí thoát ra trên bề mặt Al
− Đun nóng
• Ống 1: phản ứng mãnh liệt, khí thoát ra rất nhiều
Trang 6• Ống 2: có khí màu nâu bay ra.
• Ống 3: phản ứng xảy ra mãnh liệt, khí thoát ra nhiều
• Ống 4: phản ứng xảy ra nhanh hơn khi chưa đun nóng, khí thoát ra nhiều
3.Giải thích
3.1 Phản ứng của nhôm với acid, base đậm đặc
− Ống 1: nhôm bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc nguội, khi đun nóng xảy ra phản ứng và có khí SO2 thoát ra
2Al+6H2SO4 đđ
o t
→
Al2(SO4)3+3SO2+6H2O
− Ống 2: nhôm bị thụ động hóa trong HNO3 đặc nguội, khi đun nóng xảy ra phản ứng và có khí NO2 thoát ra
Al+6HNO3, đđ
o t
→
Al(NO3)3+3NO2 + 3H2O
− Ống 3: khí thoát ra là hydrogen và có rắn đen là do do nhôm chuyển dạng thù hình
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2
2Al + 6HCl đđ
o t
→
2AlCl3 +3H2
− Ống 4:
2Al + 2NaOH +6H2O 2Na[Al(OH)4] + 3H2
2Al + 2NaOH +2H2O
o t
→
2NaAlO2 + 3H2
3.2 Phản ứng giữa nhôm với acid, base loãng
− Ống 1: khí thoát ra là hydrogen, khi đun nóng phản ứng xảy ra nhanh hơn
2Al+3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2
− Ống 2: khí thoát ra là NO, NO sinh ra phản ứng với oxy trong
Trang 7không khí tạo NO2 màu nâu
Al + 4HNO3 Al(NO3)3 + NO + 2H2O
2NO + O2 2NO2
Al+6HNO3
o t
→
Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
− Ống 3: 2Al + 6HCl 2AlCl3 +3H2 Khi đun nóng phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn
− Ống 4: 2Al + 2NaOH +2H2O 2NaAlO2 + 3H2 Khi đun nóng phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn
4. Kết luận
Al có thể tan được trong kiềm và acid nhất là khi đun nóng Ở nhiệt độ thường Al được bảo vệ bởi màng oxide nên bị thụ động hóa trong một số acid Vì thế ta dùng nhôm để đựng một số acid đậm đặc như HNO3 và H2SO4
III. PHẢN ỨNG CỦA NHÔM VỚI OXY VÀ NƯỚC
1. Tiến hành
− 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+ Sau vài phút dùng giấy lọc thấm khô dd Hg2+
− Một miếng để ngoài không khí, một miếng ngâm trong nước Quan sát hiện tượng
2. Hiện tượng
− Khi nhỏ dung dịch Hg2+ lên miếng nhôm, giọt dd Hg2+ từ không màu chuyển sang màu xám đen
− Miếng nhôm để ngoài không khí có 1 lớp màu trắng xám phồng dần lên
− Miếng ngâm trong nước ban đầu sủi bọt khí nhưng sau đó thì
Trang 8hết đồng thời xuất hiện màng keo tại nơi phản ứng.
3. Giải thích
− Khi nhỏ dung dịch Hg2+ lên miếng nhôm, giọt dd Hg2+ từ không màu chuyển sang màu xám đen do phản ứng oxy hóa khử giữa
Al với cation Hg2+
2Al + 3Hg2+ 2Al3+ + 3Hg
− Miếng nhôm để ngoài không khí có 1 lớp màu trắng xám phồng dần lên vì tại chỗ nhỏ Hg2+, miếng nhôm tạo thành hỗn hống Hg – Al Hỗn hống này tiếp xúc với oxy trong không khí
4 Al – Hg + 3O2 2Al2O3 + 4Hg Lớp oxide hình thành rồi bong ra, lớp hỗn hống phía trong tiếp xúc tác dụng và cứ thế làm lớp oxide cao dần
− Miếng ngâm trong nước ban đầu sủi bọt khí nhưng sau đó thì hết đồng thời xuất hiện màng keo tại nơi phản ứng do tạo lớp hydroxide nhôm che phủ bề mặt không cho nhôm tiếp xúc với nước nên không cho phản ứng tiếp diễn
2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2
4. Kết luận
Nhôm có thể tác dụng với oxy trong không khí và nước nếu không
có lớp oxide bảo vệ bên ngoài
IV. NHẬN BIẾT BORIC ACID VÀ BORATE
1. Tiến hành và hiện tượng
1.1. Nhận biết boric acid
− Cho 0,5g H3BO3 vào ống nghiệm rồi thêm vào đó 2ml C2H5OH Đun nhẹ ta thấy hầu như không tan
Trang 9− Rót dung dịch vào chén sứ rồi đốt ta thấy ngọn lửa có màu xanh lục chứng tỏ H3BO3 có tan trong C2H5OH
1.2. Nhận biết borate
− 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 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
2. Giải thích
− Nhận biết boric acid: H3BO3 + 3C2H5OH B(OC2H5)3 +3H2O
− Nhận biết borate
Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O Na2SO4 + H3BO3
CaF2 + H2SO4 CaSO4 + 2HF
3HF + H3BO3 BF3 + 3H2O
Nếu HF dư: BF3 + HF HBF4
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
3. Kết luận
Boric acid và borate có thể nhận biết bằng màu đặc trưng của ngọn lửa khi đốt cháy những hợp chất của chúng Ngọn lửa cho màu xanh