Đang tải... (xem toàn văn)
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
BÁO CÁO THỰC TẬP HĨA VƠ CƠ BÀI 3: NGUN TỐ NHĨM IIIA ĐIỀU CHẾ VÀ TÍNH CHẤT CỦA NHƠM HYDROXIDE Tiến hành tượng I.1 Thí nghiệm I 10g quặng bauxite + 40ml dd NaOH 3M Đun sơi, khuấy 15min Lọc bỏ cặn Trung hòa dịch lọc dd HCl 1M đến pH Tủa keo trắng Lọc, rửa tủa Sấy 100oC Thu 3.4g Al(OH)3 Hòa tan Al(OH)3 với HCl NaOH Dung dịch suốt I.2 Thí nghiệm Ống 1: giọt dd muối Al3+ + vài giọt NaOH 1M + NH4Cl Khơng có tượng Ống 2: giọt dd muối Al3+ + vài giọt NaOH 1M + NaOH Tủa tan Ống 3: giọt dd muối Al3+ + vài giọt NaOH 1M + + NH4OH đđ 2.1 Giải thích Thí nghiệm Tủa tan chậm ống o t → Na Al ( OH ) Al2O3 +2NaOH ¬ 4 H + + Na Al ( OH ) → Al ( OH ) + Na + + H O Al (OH )3 + NaOH = NaAlO + 2H O Al (OH )3 + HCl = AlCl3 + H O − Lượng tủa Al(OH)3 lý thuyết thu mlt = − 10x46 x2x78=7.04 (g) 102 x100 Hiệu suất Kết luận: Al(OH)3 hidroxide lưỡng tính, vừa tác dụng acid vừa tác dụng với base 2.2 Thí nghiệm 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 chất có tính acid base yếu Kết luận − Al(OH)3 hidroxide lưỡng tính, vừa tác dụng acid vừa tác − dụng với base − Al(OH)3 chất có tính acid base yếu II PHẢN ỨNG CỦA NHÔM VỚI ACID VÀ BASE Tiến hành 1.1 Phản ứng nhôm với acid, base đậm đặc − Lấy ống nghiệm cho vào ống 1ml dung dịch đậm đặc sau: • Ống 1: thêm H2SO4 Ống 2: thêm HNO3 • Ống 3: thêm HCl • Ống 4: thêm NaOH − Thêm vào ống miếng nhôm − Để nhiệt độ phòng Quan sát tượng − Đun nóng quan sát 1.2 Phản ứng nhôm với acid, base loãng Làm với dung dịch lỗng Hiện tượng II.1 Phản ứng nhơm với acid, base đậm đặc • − − II.2 − Ở nhiệt độ phòng • Ống 1: khơng có tượng • Ống 2: khơng có tượng • Ống 3: phản ứng xảy mãnh liệt tạo bọt khí có rắn màu đen xuất • Ống 4: giống ống nghiệm Đun nóng • Ống 1: phản ứng mãnh liệt, Al tan tạo dung dịch màu vàng, có khí bay • Ống 2: phản ứng mãnh liệt có khí màu nâu bay • Ống 3: phản ứng mãnh liệt, có khí ra, có rắn đen • Ống 4: giống ống nghiệm Phản ứng nhơm với aicd, base lỗng Nhiệt độ phòng • Ống 1: phản ứng xảy chậm, có khí bề mặt • − Al Ống 2: phản ứng xảy chậm tạo khí khơng màu hóa nâu khơng khí • Ống 3: phản ứng xảy chậm, có bọt khí bề mặt Al • Ống 4: Al tan chậm, có bọt khí bề mặt Al Đun nóng • Ống 1: phản ứng mãnh liệt, khí nhiều • • • Ống 2: có khí màu nâu bay Ống 3: phản ứng xảy mãnh liệt, khí thoát nhiều Ống 4: phản ứng xảy nhanh chưa đun nóng, khí nhiều 3.Giải thích 3.1 Phản ứng nhơm với acid, base đậm đặc − Ống 1: nhơm bị thụ động hóa H 2SO4 đặc nguội, đun nóng xảy phản ứng có khí SO2 o t → − 2Al+6H2SO4 đđ Al2(SO4)3+3SO2+6H2O Ống 2: nhôm bị thụ động hóa HNO đặc nguội, đun nóng xảy phản ứng có khí NO2 o t → − Al+6HNO3, đđ Al(NO3)3+3NO2 + 3H2O Ống 3: khí hydrogen có rắn đen do nhơm chuyển dạng thù hình 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 o t → − 2Al + 6HCl đđ 2AlCl3 +3H2 Ống 4: 2Al + 2NaOH +6H2O 2Na[Al(OH)4] + 3H2 o 2Al + 2NaOH +2H2O t → 2NaAlO2 + 3H2 3.2 Phản ứng nhơm với acid, base lỗng − Ống 1: khí hydrogen, đun nóng phản ứng xảy − nhanh 2Al+3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 Ống 2: khí NO, NO sinh phản ứng với oxy khơng khí tạo NO2 màu nâu Al + 4HNO3 Al(NO3)3 + NO + 2H2O 2NO + O2 2NO2 o t → − Al+6HNO3 Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Ống 3: 2Al + 6HCl 2AlCl3 +3H2 Khi đun nóng phản ứng − xảy mãnh liệt Ống 4: 2Al + 2NaOH +2H2O 2NaAlO2 + 3H2 Khi đun nóng phản ứng xảy mãnh liệt Kết luận Al tan kiềm acid đun nóng Ở nhiệt độ thường Al bảo vệ màng oxide nên bị thụ động hóa số acid Vì ta dùng nhơm để đựng số acid đậm đặc HNO3 H2SO4 III PHẢN ỨNG CỦA NHÔM VỚI OXY VÀ NƯỚC Tiến hành − Lấy miếng Al, đánh bề mặt, rửa nước thấm − khô giấy lọc Nhỏ lên miếng giọt dd muối Hg2+ Sau vài phút dùng − giấy lọc thấm khô dd Hg2+ Một miếng để ngồi khơng khí, miếng ngâm nước Quan sát tượng Hiện tượng 2+ 2+ − Khi nhỏ dung dịch Hg lên miếng nhôm, giọt dd Hg từ không − màu chuyển sang màu xám đen Miếng nhơm để ngồi khơng khí có lớp màu trắng xám phồng − dần lên Miếng ngâm nước ban đầu sủi bọt khí sau hết đồng thời xuất màng keo nơi phản ứng Giải thích 2+ 2+ − Khi nhỏ dung dịch Hg lên miếng nhôm, giọt dd Hg từ không màu chuyển sang màu xám đen phản ứng oxy hóa khử Al với cation Hg2+ 2Al + 3Hg2+ 2Al3+ + 3Hg − Miếng nhơm để ngồi khơng khí có lớp màu trắng xám phồng dần lên chỗ nhỏ Hg2+, miếng nhơm tạo thành hỗn hống Hg – Al Hỗn hống tiếp xúc với oxy khơng khí Al – Hg + 3O2 2Al2O3 + 4Hg Lớp oxide hình thành bong ra, lớp hỗn hống phía tiếp − xúc tác dụng làm lớp oxide cao dần Miếng ngâm nước ban đầu sủi bọt khí sau hết đồng thời xuất màng keo nơi phản ứng 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 Kết luận Nhơm tác dụng với oxy khơng khí nước khơng có lớp oxide bảo vệ bên ngồi IV NHẬN BIẾT BORIC ACID VÀ BORATE Tiến hành tượng 1.1 Nhận biết boric acid − Cho 0,5g H3BO3 vào ống nghiệm thêm vào 2ml C2H5OH Đun nhẹ ta thấy khơng tan − Rót dung dịch vào chén sứ đốt ta thấy lửa có màu xanh − lục chứng tỏ H3BO3 có tan C2H5OH Nhận biết borate Lấy tinh thể borat Na2B4O7 vào chén sứ Nhỏ lên vài giọt − H2SO4 đặc tinh thể borat hoàn toàn bị thấm ướt Sau thêm CaF2, trộn đều, đem đun có khói 1.2 trắng bay Đốt khói trắng, ta thấy lửa có màu xanh lục 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 chất khí khơng màu bốc khói mạnh khơng khí Do khói trắng tồn nguyên tố Bo nên đốt lửa có màu xanh Kết luận Boric acid borate nhận biết màu đặc trưng lửa đốt cháy hợp chất chúng Ngọn lửa cho màu xanh ... acid, base đậm đặc − Ống 1: nhôm bị thụ động hóa H 2SO4 đặc nguội, đun nóng xảy phản ứng có khí SO2 o t → − 2Al+6H2SO4 đđ Al2(SO4)3+3SO2+6H2O Ống 2: nhơm bị thụ động hóa HNO đặc nguội, đun nóng... Khi nhỏ dung dịch Hg lên miếng nhôm, giọt dd Hg từ không màu chuyển sang màu xám đen phản ứng oxy hóa khử Al với cation Hg2+ 2Al + 3Hg2+ 2Al3+ + 3Hg − Miếng nhôm để ngồi khơng khí có lớp màu... keo nơi phản ứng 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 Kết luận Nhôm tác dụng với oxy khơng khí nước