I. CHUẨN BỊ LÝ THUYẾT: Nắm vững vị trí của các kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn Mendeleev, cấu hình electron, trạng thái oxy hóa, tính chất hóa học. Trình bày cách điều chế cacbonat natri bằng phương pháp Solvay. II. THỰC HÀNH: 1. Thí nghiệm 1: Điều chế Na2CO3 bằng phương pháp Solvay : Trong công nghiệp người ta thường điều chế Na2CO3 bằng phương pháp Solvay ( E.sonvay 18381922 – người Bỉ) bằng phản ứng thuận nghịch: NH4HCO3 + NaCl NaHCO3 + NH4Cl Do NaHCO3 là chất ít tan kết tinh thành những tinh thể màu trắng và tách ra khỏi dung dịch làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Nhưng thực tế người ta cho khí NH3 rồi cho khí CO2 qua dung dịch NaCl bão hòa để điều chế NaHCO3. Lấy 1 ít tinh thể đem cho vào nước rồi cho vào đó 1 giọt phenolphtalein, hiện tượng là dung dịch có màu hồng nhạt. Do tinh thể NaHCO3 tan trong trong nước có tính bazơ yếu phân ly tạo H2O + + H2CO3 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 vẩn đục. Nếu tiếp tục dẫn khí vào dung dịch vẩn đục sẽ trong trở lại.Do xảy ra các phản ứng sau đây: 2NaHCO3 Na2CO3+ CO2 + H2O CO2 + Ca(OH)2 CaCO3¬ + H2O CO2 + H2O + CaCO3 Ca(HCO3)2
Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm Bài 1: KIM LOẠI KIỀM (Phân Nhóm IA) I CHUẨN BỊ LÝ THUYẾT: - Nắm vững vị trí kim loại kiềm thổ bảng tuần hồn Mendeleev, cấu hình electron, trạng thái oxy hóa, tính chất hóa học - Trình bày cách điều chế cacbonat natri phương pháp Solvay II THỰC HÀNH: Thí nghiệm 1: Điều chế Na2CO3 phương pháp Solvay : - Trong công nghiệp người ta thường điều chế Na2CO3 phương pháp Solvay ( E.sonvay 1838-1922 – người Bỉ) phản ứng thuận nghịch: NH4HCO3 + NaHCO3 NaCl + NH4Cl - Do NaHCO3 chất tan kết tinh thành tinh thể màu trắng tách khỏi dung dịch làm cân chuyển dịch theo chiều thuận Nhưng thực tế người ta cho khí NH3 cho khí CO2 qua dung dịch NaCl bão hịa để điều chế NaHCO3 - Lấy tinh thể đem cho vào nước cho vào giọt phenolphtalein, tượng dung dịch có màu hồng nhạt Do tinh thể NaHCO3 tan nước có tính bazơ yếu phân ly tạo OH OH + H2CO3 H2O + HCO3 - Cho tinh thể vào ống nghiệm, đậy nút cao su có gắn ống thủy tinh Đun nóng ống nghiệm đèn cồn Dẫn khí vào nước vơi ta thấy dung dịch nước vôi vẩn đục Nếu tiếp tục dẫn khí vào dung dịch vẩn đục trở lại.Do xảy phản ứng sau đây: t 2NaHCO3 Na2CO3+ CO2 + H2O CaCO3 + H2O CO2 + Ca(OH)2 o Ca(HCO3)2 CO2 + H2O + CaCO3 - Sấy phần tinh thể lại 100oC ta tinh thể Na2CO3 khan Phương t trình phản ứng: 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O o Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm Kết luận: cơng nghiệp người ta thường điều chế Na2CO3 phương pháp Solvay NaHCO3 chất tan chất nên cuối q trình thu sản phẩm có độ tinh khiết cao đồng thời sản phẩm phụ q trình tái sử dụng q trình khác giúp nang cao hiệu kinh tế Thí nghiệm 2: Quan sát màu lửa kim loại kiềm: Cách tiến hành tượng: - Nhúng đầu mẫu giấy lọc vào dung dịch LiCl bão hòa đưa vào lửa đèn cồn - Hiện tượng: có lửa có màu đỏ tía - Làm tương tự với dung dịch NaCl KCl bão hòa NaCl: lửa có màu vàng KCl: lửa có màu tím Khi thay LiCl Li2SO4 thấy màu lửa khơng thay đổi Giải thích: - Electron nguyên tử ion kim loại kiềm hấp thụ lượng đèn cồn nhảy lên mức lượng cao không bền Lặp tức trở mức lượng ban đầu giải phóng xạ ánh sáng vùng khả kiến, tạo lửa có màu đặc trưng cho kim loại 2 - Cịn đốt Li2SO4 anion SO4 giữ electron chặt Cl nên lượng lửa đèn cồn khơng đủ để kích thích electron lên mức lượng cao nên thay LiCl Li2SO4 thấy màu lửa khơng thay đổi Kết luận: - Khi đốt cháy muối kim loại kiềm với lượng thích hợp cho lửa có màu đặc trưng kim loại Khi đốt muối kim loại kiềm từ xuống theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân , màu lửa chuyển từ đỏ đến tím, chứng tỏ bán kính nguyên tử tăng, electron dễ chuyển sang mức lượng cao giải phóng lượng lớn Thí nghiệm 3: Phản ứng kim loại kiềm với nước: Cách tiến hành tượng: - Dùng dao nhựa cắt miếng Na thành mẫu nhỏ ta thấy Na mềm - Cho vào chén sứ có phân nửa thể tích nước giọt phenolphtalein Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm - Hiện tượng: mẫu Na bốc cháy chạy mặt nước, phản ứng xảy mãnh liệt, có khói trắng bay lên Dung dịch chuyển sang màu hồng Ban đầu phản ứng nhanh sau chậm dần - Làm lại thí nghiệm thay nước dung dịch CuSO4 0.5M - Hiện tượng: phản ứng xảy mãnh liệt thí nghiệm Na bốc cháy kèm theo tiếng nổ, có khói trắng xuất hiện, có kết tủa màu lam xuất chỗ Na bốc cháy có kết tủa màu đen Xung quanh mẫu Na cháy có màu hồng xuất Phương trình phản ứng giải thích: - Phương trình phản ứng: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 (1) 2H2 + O2 2H2O (2) - Na tác dụng với nước tạo H2, phản ứng (1) tỏa nhiệt lớn tạo điều kiện cho phản ứng (2) xảy ra, tạo khói trắng hỗn hợp H2 nước.Phản ứng sinh NaOH bazơ mạnh nên làm dung dịch có chứa phenolphtalein hóa hồng NaOH sinh bao quanh mẫu Na làm giảm bề mặt tiếp xúc Na với H2O nên phản ứng xảy chậm H2 sinh phân bố không tạo nên lực nâng đẩy Na chạy mặt nước - Làm lại thí nghiệm với dung dịch CuSO4 0.5M, ngồi phản ứng (1) (2) cịn có phản ứng: 2NaOH +CuSO4 Cu(OH)2 + Na2SO4 (xanh lam) - Khi vào dung dịch CuSO4, Na tác dụng với nước trước không trực tiếp khử ion Cu2+ - Natri phản ứng mãnh liệt vì:Trong thí nghiệm đầu NaOH vừa tạo thành bao quanh mẫu Na làm giảm bề mặt tiếp xúc Na với H2O Cịn thí nghiệm sau NaOH vừa tạo thành phản ứng với CuSO4 nên không làm giảm bề mặt tiếp xúc Na với H2O.Mặt khác, NaOH sinh phản ứng tức thời với lượng dư CuSO4 nên dung dịch chứa phenolphtalein ban đầu chuyển sang màu hồng sau màu - Kết tủa màu đen nhiệt tỏa phản ứng (1) làm nhiệt phân tủa Cu(OH)2 thành CuO có màu đen: Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm Cu(OH)2 - - - - CuO (đen) + H2O to Kết luận: Kim loại kiềm mềm, dễ cắt Trong phản ứng chúng thể tính khử mạnh Rất hoạt động mặt hóa học, phản ứng mãnh liệt với nước tạo bazơ mạnh tỏa nhiệt Kim loại kiềm dễ tác dụng với nước oxi khơng khí nên người ta bảo quản kim loại kiềm dầu hoả Thí nghiệm 4: Độ tan muối kiêm loại kiềm Cách tiến hành tượng: Cho vào ống nghiệm ống khoảng ml dung dịch LiCl 0.5M giọt NH4OH đậm đặc Ống 1: thêm vào 1ml dung dịch NaF 0.5M, lắc để yên vài phút ta thấy có tủa trắng tạo thành Khi thêm NH4OH vào lượng tủa nhiều Ống 2: thêm vào 1ml dung dịch NaH2PO4 lắc khơng thấy tượng cho NH4OH vào có tủa trắng xuất tiếp tục đến dư NH4OH tủa khơng tan Phương trình phản ứng giải thích: LiF chất tan nên có kết tủa tạo thành Khi cho NH4OH đậm đặc vào, NH4OH làm dung môi phân cực mà LiF có tính liên kết cộng hóa trị nên tủa nhiều NaF + LiCl NaCl + LiF Li3PO4 tan cho NH4OH đậm đặc vào, dung môi trở nên phân cực nên Li3PO4 trở nên tan OH- + H2PO4- H2O + HPO42OH- + HPO42- H2O + PO433Li+ + PO43 Li3PO4 - Làm lại thí nghiệm thay LiCl KCl ống khơng có tượng Kết luận: - Đa số muối kim loại kiềm dễ tan trừ số muối Li.Do kim loại kiềm Li có bán kính ngun tử nhỏ nên lực hút hạt nhân với electron lớn làm cho độ phân cực muối giảm làm cho muối Li khó tan dung mơi phân cực Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm Thí nghiệm 5: Cách tiến hành tượng: - Lắc chung hỗn hợp gồm 0.5g LiCl 0.5g KCl với 3ml cồn Lọc rửa phần rắn không tan với 1ml cồn (3 lần) Phần cồn qua lọc cồn dùng để rửa gộp chung becher Đun cách thủy đền cạn khô thu khối rắn: giấy lọc cạn Lấy mẫu rắn giấy lọc hịa tan 2ml nước chia thành ống nghiệm để thử Li+: - Ống 1: thêm 1ml NaF giọt NH4OH đậm đặc Hiện tượng: khơng có tượng xảy - Ống 2: thêm 10 giọt acid piric vào có xuất kết tủa vàng hình kim Chứng tỏ có K+ dung dịch Làm tương tự với mẫu rắn thu cạn ống có kết tủa trắng tạo thành, cịn ống khơng có tượng chứng tỏ có Li2+ Phương trình phản ứng giải thích: - Khi hịa tan hỗn hợp cồn Li+ có bán kính nguyên tử nhỏ nên lực hút hạt nhân với electron lớn làm cho độ phân cực muối LiCl giảm mà cồn dung môi phân cực yếu nên LiCl tan tốt cịn KCl khơng tan tính phân cực mạnh Vì vậy, phần qua lọc có chứa LiCl cịn mẫu rắn KCl - Điều chứng tỏ chất rắn lọc không chứa ion Li+ mà chứa ion K+ Kết luận : - Trong phân nhóm IA từ xuống độ phân cực muối kim loại tăng dần.Các chất tan dễ dàng dung môi phân cực - BÀI 2: KIM LOẠI KIỀM THỔ (Phân nhóm IIA) I CHUẨN BỊ LÝ THUYẾT: - Nắm vững vị trí kim loại kiềm thổ bảng tuần hoàn Mendeleev, cấu hình electron, trạng thái oxy hóa, tính chất hóa học - Biết khái niệm nước cứng, cách làm mềm nước thang đo độ cứng Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm II THỰC HÀNH: Thí nghiệm 1: quan sát màu lửa kim loại kiềm thổ Cách tiến hành: - Nhúng mẫu giấy lọc vào dung dịch CaCl2 bão hòa đưa vào lửa đèn cồn, quan sát màu sắc lửa Làm tương tự SrCl2 BaCl2 - Hiện tượng: CaCl2: lửa màu da cam SrCl2: lửa màu đỏ tươi BaCl2: lửa màu vàng lục - - - - - - Giải thích: Do electron lớp ngồi ion kim loại muối hấp thụ lượng từ lửa đèn cồn bị kích thích lên mức lượng cao trở trạng thái phát xạ có bước sóng vùng ánh sáng nhìn thấy có màu sắc khác đặc trưng cho kim loại Kết luận: Khi đốt cháy cation kim loại kiềm thổ cho lửa có màu đặc trưng Trong nhóm IIA, từ xuống (Ca, Sr, Ba) màu đặc trưng lửa từ đỏ đến vàng chứng tỏ electron kim loại có bán kính tăng dần có mức lượng cao nên dễ dàng chuyển lên mức lượng cao Thí nghiệm 2: phản ứng kim loại kiềm thổ nước Cách tiến hành: Lấy ống nghiệm cho vào ống 1-2ml nước,một bột Mg giọt phenolphtalein Ống 1: để nhiệt độ thường sau đun nóng Ống 2: cho thêm 5-6 giọt dung dịch NH4Cl Hiện tượng: Ống 1: Khi để nhiệt độ thườngtại bề mặt tiếp xúc xuất màu hồng nhạt đồng thời xuất chậm bọt khí khơng màu.Sau đun nóng bọt khí xuất nhiều hơn, màu hồng đậm Ống 2: cho từ từ NH4Cl vào phản ứng xảy mạnh hơn,màu hồng dung dịch nhạt dần màu, đồng thời khí nhiều hơn,sau màu hồng xuất trở lại Giải thích: Ống 1: phản ứng xảy chậm Mg(OH)2 tạo thành bám bề mặt Mg Mg(OH)2 + H2 ↑ Mg + 2H2O (1) Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm Do có phần Mg(OH)2 tan tạo thành ion OH khiến cho phenolphtalein chuyển sang màu hồng Mg2+ + OH (2) Mg(OH)2 Ở nhiệt độ cao Mg(OH)2 tan nhiều nước nên dung dịch chuyển sang màu hồng đâm hơn,sự che phủ Mg(OH)2 bề mặt Mg giảm nên phản ứng (1) xảy nhanh khí H2 nhanh nhiều - Ống 2: thêm NH4Cl vào Mg(OH)2 bị hoà tan theo phản ứng (3) nên phản ứng (1) xảy nhanh khí nhiều MgCl2 + 2NH4OH (3) 2NH4Cl + Mg(OH)2 Màu hồng nhạt màu dần Mg(OH)2 tham gia phản ứng (3) nên phản ứng (2) dịch chuyển theo chiều nghịch làm giảm nồng độ OH Sau màu hồng xuất hiển trở lại NH3 sinh phản ứng (3) OH phản ứng (2) sau NH4Cl phản ứng hết Kết luận: - Kim loại kiềm thổ từ Mg trở xuống tác dụng với nước tạo bazơ mạnh giải phóng khí H2 - Riêng Mg tác dụng chậm với nước nhiệt độ thường, tác dụng mạnh đun nóng có điều kiện phản ứng thích hợp Thí nghiệm 3: a Điều chế tính chất Mg(OH)2 Cách tiến hành tượng: - Cách tiến hành: cho NaOH tác dụng với muối dung dịch Mg2+ ống nghiệm Ly tâm bỏ phần dung dich phía lấy phần kết tủa cho vào ống nghiệm Ống 1: tác dụng HCl Ống 2: tác dụng NaOH Ống 3: tác dụng NH4Cl - Hiện tượng:Khi cho NaOH vào muối Mg2+ xuất kết tủa trắng không tan nước Ống 1: kết tủa tan dung dịch suốt Ống 2: khơng có tượng Ống 3: kết tủa tan dung dịch suốt có khí mùi khai Phương trình phản ứng: Mg(OH)2 Mg2+ + OH MgCl2 + H2O Ống 1: Mg(OH)2 + 2HCl Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm Ống 2: chất bazơ nên không phản ứng Ống 3: Mg(OH)2 + 2NH4Cl MgCl2 + 2NH3 ↑ + 2H2O b Điều chế tính chất kim loại kiềm thổ: Cách tiến hành tượng: - Cách tiến hành:Lấy ống nghiệm ống nghiệm chứa 1ml dung dịch muối Mg2+ , Ca2+ , Ba2+ , Sr2+ 0.5M thêm vào ống 0,5ml dung dịch NaOH 1M, ly tâm quan sát kết tủa - Hiện tượng: Cả ống nghiệm xuất kết tủa theo thứ tự tăng dần Ba2+, Sr2+, Ca2+, Mg2+ - Vậy độ tan hydroxit tương ứng chúng giảm dần theo thứ tự Phương trình phản ứng giải thích: Mg(OH) Mg2+ + OH - - - - Ca(OH) Ca2+ + OH 2+ Ba + OH Ba(OH)2 Sr2+ + OH Sr(OH)2 Do từ Mg đến Ba bán kính ngun tử tăng lên nên lực hút hạt nhân với electron giảm oxi có độ âm điện lớn nên rút electron phía làm cho phân tử hydroxyt phân cực mạnh nên tan nước dung môi phân cực Kết luận: Có thể điều chế hidroxit kim loại kiềm thổ cách cho muối tan chúng tác dụng với dung dịch kiềm Hydroxyt kim loại kiềm thổ có tính bazơ Thí nghiệm 4: Khảo sát độ tan muối sunfat kim loại kiềm thổ: Cách tiến hành tượng: Cách tiến hành: Lấy ống nghiệm, cho vào ống ml dung dịch MgCl2, CaCl2, BaCl2 SrCl2 Cho từ từ dung dịch H2SO4 2N vào ống ngiệm Cho thêm H2SO4 vào kết tủa Hiện tượng: Ống chứa MgCl2 không tượng, ống chứa CaCl2 đục, ống SrCl2 có màu trắng đục, ống chứa Bacl2 bị đục nhiều Khi cho thêm H2SO4 vào kết tủa khơng tan Phương trình phản ứng giải thích: CaSO4 + H2O CaCl2 + H2SO4 SrSO4↓ + H2O SrCl2 + H2SO4 Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm BaCl2 + H2SO4 BaCl2↓ +H2O - Độ tan hydroxyt muối sunfat từ Mg đến Ba ngược muối sunfat lượng hoạt hóa cation lớn lượng mạng tinh thể Hơn từ Mg đến Ba, bán kính ion X2+ tăng dần nên khả phân cực nước giảm lượng hydrat giảm dẫn đến độ tan giảm từ Mg đến Ba TCaSO4=10-5,04, TSrSO4=10-6,49, TBaSO4=10-9,97 Kết luận: độ tan muối sufat giảm dần từ Ca đến Ba Thí nghiệm 5: Xác định độ cứng nước: Cách tiến hành tượng: - Cách tiến hành: Lấy 10ml dung dịch nước cứng pipet 10 ml cho vào erlen 250 ml, thêm nước cất để tổng thể tích khoảng 100ml Thêm 5ml dung dịch đệm pH 10, thêm 4- giọt thị ERIO-T Lắc chuẩn độ dung dịch ETDA 0,02N đến màu thị chuyển từ đỏ tím sang xanh dương hẳn - Tính tốn V1= 18,8 ml V2= 19,4 ml VETDA =19,1 ml v= 10 ml N = 0,02 N Tổng hàm lượng Mg2+ Ca2+: X= V.N.(1000/v) = 19,1.0,02.1000/10 = 38.2 mN Kết luân: Vậy độ cứng nước 38,2 mili đương lượng gam Thí nghiệm 6: Làm mềm nước Cách tiến hành: - Lấy 50ml nước cứng cho vào berche 250ml,thêm 5ml dd Na2CO3 0,1M 2ml sữa vôi.Đun sôi hỗn hợp 3phút lọc bỏ kết tủa lấy phần nước trong.Tiến hành xác định độ cứng thí nghiệm - Tính tốn: V1 = 15,1ml, V2 = 15,3ml => V= 15,2 ml vmẫu = 10 ml Tổng hàm lượng Mg2+ Ca2+ lại: Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm X’=V.N.(1000/v) = 15,2 0.02 1000/ 10 = 30,4 (mN) Nhận xét: X< X chứng tỏ hàm lượng Mg2+ Ca2+ mẫu giảm nước làm mềm thêm Na2CO3 Ca(OH)2 vào xảy phản ứng: Mg(OH)2↓ Mg2+ + 2OH CaCO3↓ Ca2+ + CO32- Làm giảm lượng Mg2+ Ca2+ dung dịch sau lọc Bài 3: NGUYÊN TỐ NHÓM IIIA I CHUẨN BỊ LÝ THUYẾT: - Nắm vững vị trí ngun tố nhóm IIIA bảng tuần hồn Mendeleev, cấu hình điện tử, trạng thái oxy hóa, tính chất hóa học đơn chất hợp chất II THỰC HÀNH: Thí nghiệm 1: Hydroxyt nhơm – Điều chế tính chất Cách tiến hành - Hiện tượng: a Lấy 10g quặng bauxite (46% Al2O3) cho vào becher 250ml, thêm 40ml dd NaOH 3M Đun sôi, khuấy 15 phút Lọc bỏ cặn đỏ Phần nước qua lọc trung hòa dd HCl 1M pH (dùng phenolphtalein để kiểm tra) Ta thấy có kết tủa keo trắng hồng phenolphtalein Lọc bỏ kết tủa sấy 100oC, sản phẩm sau sấy Al(OH)3, cân 6,37(g) Hịa tan tủa sấy khơ với HCl NaOH ta thấy tủa tan tạo dd suốt b Lấy ống nghiệm, ống cho giọt dung dịch muối Al3+, thêm từ từ giọt dung dịch NaOH 1M tạo tủa Sau thêm vào: - Ống 1: cho NH4Cl vào ta thấy khơng có tượng - Ống 2: cho dd NaOH 1M ta thấy kết tủa tan - Ống 3: cho dd NH4OH đậm đặc ta thấy tủa tan chậm ống Phương trình phản ứng giải thích: a Al + 2NaOH o t 2Na[Al(OH)4] 10 Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm Ống : Cho NaOH đến dư Ống : Thêm acid loãng Hiện tượng : - Xuất kết tủa màu xám xanh Ống : Tủa tan tạo dung dịch màu lục nhạt Ống 2: Tủa tan tạo dung dịch màu xanh tím Phương trình phản ứng giải thích: Cr(OH)3( xanh xám) Cr3+ + OH [Cr(OH)6]Na3(lục nhạt) Cr(OH)3 + 3NaOH Cr(OH)3 + 3H3O+ [Cr3(H2O)6]3+ (xanh tím) Kết luận :Cr(OH)3 có tính lưỡng tính, vừa tác dụng với bazơ, vừa tác dụng với axit Thí nghiệm 4: tính oxi hóa Cr+6: Cách tiến hành: - Cho vào ống nghiệm giọt K2Cr2O7 0.5N giọt H2SO4 2N - Hiện tượng: dung dịch màu da cam chuyển sang màu xanh nâu xuất bọt khí khơng màu hóa nâu khơng khí Phương trình phản ứng giải thích: - Màu da cam K2Cr2O7 màu xanh nâu sau phản ứng Cr3+ Cr2O7 2 + 3NO2 + 8H+ 2Cr3+ + NO3 + 4H2O HNO3 + 2NO + H2O 3HNO2 2 Kết luận: Cr2O7 có tính oxy hóa mạnh mơi trường axit Thí nghiệm 5: Cân ion cromat bicromat 40 Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm Cách tiến hành : - Lấy ống nghiệm Ống :3-4 giọt K2CrO4 + giọt H2SO4 2N Ống : 3-4 giọt K2Cr2O7 + giọt NaOH 2N - Hiện tượng : Ống : dung dịch chuyển từ màu vàng sang cam Ống : Màu dung dịch chuyển từ cam sang vàng Phương trình phản ứng giải thích: 2H++ CrO4 2 Cr2O72- + H2O 2CrO42- + H2O Cr2O7 2 + OH Kết luận: 2 2 - Cân Cr2O7 CrO4 chuyển dịch tùy theo pH môi trường để tạo thành dạng bền : 2 Cr2O7 bền acid 2 CrO4 bền bazơ Thí nghiệm 6: Muối cromat tan Cách tiến hành :Cho 1vào ống nghiệm mỗI ống giọt K2CrO4 0,5N Ống 1: giọt BaCl2 0,5N Ống 2: giọt SrCl2 0,5N Ống 3: giọt CaCl2 0,5N Ống 4: giọt Pb(NO3)2 0,5N Ống 5: giọt AgNO3 0,5N - Ly tâm, thêm vào tủa 1ml dd CH3COOH 2N 41 Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm - Hiện tượng: Ống 1: Kết tủa vàng nhạt Ống 2: Kết tủa vàng Ống 3: Khơng có tượng Ống 4: Kết tủa vàng đậm Ống 5: Kết tủa nâu đỏ - Kết tủa ống (2) tan nhanh, ống (1) tan phần, ống (4),(5) gần không tan CH3COOH Phương trình phản ứng giải thích: BaCrO4 Ba2+ + CrO42- SrCrO4 Sr2+ + CrO42- PbCrO4 Pb2+ + CrO42- Ag2CrO4 Ag+ + CrO42- - Ta có tích số tan: T (CaCrO4 ) > T (SrCrO4 ) > T ( Ag2CrO4 ) > T ( PbCrO4 ) - Do CaCrO4 khơng tạo tủa mơi trường trung tính - Lấy phản ứng acid muối không tan: H2CrO4 + Sr2+ SrCrO4 + 2H+ K ' Sr2 1, Tst 10 0, 98 ( 6,5) 10 4, 44 103,04 100 K 'Ba2 102.45 ; K ' Ag 104.47 ; K 'Pb2 106.27 - Vì SrCrO4 tan nhiều CH3COOH, BaCrO4 tan tủa cịn lại gần khơng tan - Kết luận: Trừ muối Cromat kim loại kiềm, amoni, magie, canxi, muối cromat tan dễ tan mơi trường acid.Trong phân nhóm độ tan giảm dần từ xuống 42 Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm Bài 11:NHĨM VIIIB (MANGAN) I CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Tính chất hóa học Mn hợp chất chúng II THỰC HÀNH: Thí nghiệm Điều chế KMnO4: Cách tiến hành -Hiện tượng: - Cho thật nhanh 3g KOH cho vào chén sắt trộn với 2,5g KClO3 Cho từ từ đến hết 1,5g MnO2 Đun hỗn hợp 600oC khoảng 20 phút Lấy để nguội thấy sản phẩm có màu xanh lục - Hòa tan sản phẩm nước cất cho vào becher 250ml ta thấy dung dịch có màu xanh - Cho HCl 2N vào trung hòa dd có màu tím hẳn - Để n dd phút lọc lấy dd qua phễu lọc chân không Thể tích dung dịch thu 102ml - Lấy 25ml dd cho vào buret Dùng ống hút bầu hút xác 10ml FeSO4 0,1N cho vào erlen 250ml, thêm vào 50ml nước cất ml H2SO4 đậm đặc Nhỏ KMnO4 xuống từ từ dd chyuển sanh màu hồng nhạt dừng Thể tích KMnO4 dùng 27.5ml Phương trình phản ứng giải thích: o t KClO3 + 3MnO2 + 6KOH 3K2MnO4+ KCl + 3H2O - Màu xanh lục màu K2MnO4 2KMnO4+MnO2+4KOH (1) 3K2MnO4+H2O HCl + KOH KCl + H2O 43 Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm - Khi cho HCl vào làm cân phản ứng (1) dịch chuyển theo chiều tạo KMnO4 - Định phân FeSO4: 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O C N ( KMnO4 ) 10.0,1 0,0364( N ) 27.5 Số mol KMnO4 thực tế: ntt 10.0,1 0,076 0,0055 (mol) 27,5 Số mol KMnO4 lý thuyết: nlt - Hiệu suất: H 1,5 x 0, 0115 (mol) 87 0,0055 100 47.82% 0,0115 Thí nghiệm Tính chất hợp chất Mn: Cách tiến hành –HIện tượng: a Cho NaOH 2N vào dd Mn2+ ống nghiệm ta thấy có tủa Mn(OH)2 trắng xuất - Ống 1: Khi để tủa Mn(OH)2 ngồi khơng khí, kết tủa hóa nâu đen - Ống 2: Thử tủa với HCl 2N tủa tan sau tạo tủa mịn màu đen - Ống 3: Thử tủa với dd NaOH đậm đặc dư thấy tủa không tan b Cho vào ống nghiệm giọt dd MnSO4 loãng giọt dd NaOH 2N, có kết tủa trắng tạo thành sau hóa nâu phần khơng khí - Thêm vào 5-6 giọt H2O2 3% Ta thấy có kết tủa nâu đen tạo thành có bọt khí xuất c Cho vào ống nghiệm 1ml dd muối Mn2+, thêm vào nhúm bột K2S2O8 1ml NaOH đặc đun nhẹ ống nghiệm - Khi chưa đun phản ứng xảy nhanh chóng, xuất tủa màu đen, phản ứng tỏa nhiệt 44 Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm - Sau đun nhẹ dung dịch chuyển sang màu tím Nếu tiếp tục đun dd chuyển sang màu xanh d Cho vào ống nghiệm 1ml KMnO4 loãng, thêm vào giọt KI 0,5N giọt H2SO4 2N Ta thấy có tủa tím than tạo thành Khi cho thêm KI tủa tan tạo dd màu nâu đất Phương trình phản ứng giải thích: Mn2+ + 2OH- Mn(OH)2 a - Do oxy khơng khí oxy hóa Mn(OH)2 thành Mn(OH)4 Nhưng Mn(OH)4 không bền thủy phân tạo MnO2 màu nâu đen 2Mn(OH)2 + O2+ 2H2O 2Mn(OH)4 Mn(OH)4 MnO2 + 2H2O Mn(OH)2 +2HCl MnCl2 + 2H2O Tủa mịn màu đen MnO2 sinh theo chế - Mn(OH)2chỉ tan dung dịch kiềm đặc, tạo phức Phức không bền, phân hủy dung dịch kiềm đặc nên xem không phản ứng Mn(OH)2 + NaOH Na[Mn(OH)3] Kết luận: Muối Mn2+ bền hydroxit khơng bền dễ bị oxy hóa Mn(OH)2 có tính bazơ yếu Mn2+ + OH- Mn(OH)2 trắng b - Mn(OH)2 hóa nâu đen phần tác dụng với oxy khơng khí 2Mn(OH)2 + O2 + 2H2O Mn(OH)4 Mn(OH)4 MnO2 + 2H2O - Khi cho H2O2 vào: H2O2 H2O + [O] 2[O] O2 45 Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm - Bọt khí oxy Oxy nguyên tử sinh nhiều chưa kịp tác dụng nên kết hợp với thành oxy phân tử bay c 2Mn2+ +S2O82-+4OH- MnO2+2SO4 +H2O - Màu tím dd diện ion MnO4- 2Mn2++S2O82-+16OH- 2MnO4 +10SO4 +8H2O - Màu xanh dd ion MnO42- tạo thành bị đun nước 22MnO4- + MnO2 + OH- 3MnO4 + 2H2O d 2KMnO4+10KI+8H2SO4 6K2SO4+2MnSO4+5I2+8H2O - Tủa I2 bị hòa tan KI dư: I2 + KI KI3 nâu đất 46 Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm Bài 12:KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP NHÓM VIIIB CƠ SỞ LÝ THUYẾT: I Nắm vững tính chất hợp chất Fe2+, Fe3+, Ni2+, Co2+ II THỰC HÀNH: Thí nghiệm 1: Cách tiến hành: - Becher : 25ml dd H2SO4 4N + 2.5g vỏ bào sắt Đun sôi tủ hút sắt tan hết Khi đun giữu cho thể tích dd khơng đổi.Lọc lấy dung dịch.Thêm vào dd qua lọc 7g (NH4)2SO4 rắn, đun đến xuất váng tinh thể.Để nguội cho kết tinh nhiệt độ phịng Lọc chân khơng thu sản phẩm có khối lượng m = 14,6g - Hiện tượng: Khí ra.Dung dịch có màu đen Phương trình phản ứng giải thích: Khí hydro Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 Dung dịch có màu đen sắt bị nhiễm bẩn.Màu xanh màu dd FeSO4 Sản phẩm kết tinh thu muối Morh (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O Hiệu suất : H m pu mlt 56 392 x100 = 83,43 % 2,5 14,6 100 = Thí nghiệm 2: Tính chất hợp chất Fe2+và Fe3+ Cách tiến hành : Fe2+: 47 Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm - Cho muốI Morh tác dụng với :K3[Fe(CN)6], H2O2/H2SO4, K2Cr2O7/H2SO4, KMnO4/H2SO4, (NH4)2S 0,2M, NaOH 2N Fe3+: - Cho vào ống nghiệm giọt FeCl3 0,5N + giọt H2SO4 2N + 2-3 giọt KI 0,5N.Cho vào ống nghiệm ống giọt FeCl3 0,5N : Ống 1: giọt NH4SCN 0,01N Ống : giọt K4[Fe(CN)6] 0,5N Hiện tượng: Fe2+ : K3[Fe(CN)6]: Kết tủa màu xanh dương (xanh turbull) H2O2/H2SO4: Dung dịch có màu vàng nhạt, có khí K2Cr2O7/H2SO4: dung dịch có màu xanh rêu KMnO4/H2SO4: dung dịch có màu vàng nhạt (NH4)2S: Xuất kết tủa đen NaOH 2N: Xuất kết tủa xanh, hóa nâu đỏ ngồi khơng khí Fe3+: Xuất tủa màu tím than - Tủa tan tạo dd màu nâu đất làm xanh hồ tinh bột Ống 1: DD chuyển sang màu đỏ máu dư KI Ống 2: Kết tủa màu xanh đậm (xanh berlin) Phương trình phản ứng giải thích: 48 Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm Fe2+ Fe2+ + K3[Fe(CN)6] + KFe[Fe(CN)6]+2K 2Fe2+ + 3H2O2 + 3+ 2H+ 2Fe + 4H2O + O2 3+ 3+ 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe + 2Cr ( xanh rêu)+7H2O 3+ 2+ 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ 5Fe ( vàng)+ Mn + 4H2O Fe2+ + S2- FeS (đen) Fe2+ + OH- Fe(OH)2 (trắng xanh) 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 2Fe(OH)3 nâu đỏ Fe3+ 2+ 2Fe3+ + I- Fe + I2(tím than) Khi dư KI I2 + KI KI3( nâu đỏ) Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 (đỏ máu) Fe3+ + K4[Fe(CN)6] KFe[Fe(CN)6] ( xanh berlin) Kết luận: Fe2+ dễ bị oxi hóa.Muối Fe3+ bền khơng khí, có tính oxi hóa acid Thí nghiệm 3: Cách tiến hành: a Cho vào ống nghiệm ống giọt dd CoCl2 loãng.Thêm vài giọt NaOH 2N Ống 1: Đun nóng.Để ngồi khơng khí Ống 2: Thêm vài giọt H2O2 3% 49 Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm b Cho vào ống nghiệm ống giọt NiCl2 + giọt dd NaOH 2N Ống 1: Để tủa ngồi khơng khí Ống 2: Thêm vài giọt H2O2 3% c Lấy ống nghiệm Ống 1: giọt Fe2+ vài giọt NaOH Chia tủa thu làm 2: cho HClđđ , cho NaOHđđ vào Ống 2: giọt Fe3+ vài giọt NaOH Chia tủa làm 2: cho HClđđ, cho NaOHđđ vào Ống 3: giọt Co2+ vài giọt NaOH Chia tủa làm 2: cho HClđđ , cho NaOHđđ vào Ống : giọt Ni2+ vài giọt NaOH Chia tủa làm 2: cho HClđđ , cho NaOHđđ vào Hiện tượng: a Dung dịch CoCl2 có màu hồng Ống 1: Dung dịch chuyển sang màu xanh xuất tủa màu đỏ hồng Ống 2: Màu kết tủa nhạt đi.Kết tủa nhanh chóng chuyển sang xám xuất bọt khí b Xuất kết tủa trắng xanh Ống 1: Tủa không bị đổi màu để ngồi khơng khí Ống 2: Xuất bọt khí c Fe2+ : Xuất tủa trắng xanh Cho HCl: Tủa tan tạo dd màu vàng Cho NaOH: Tủa khơng tan 50 Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm Fe3+: Xuất tủa màu nâu đỏ Cho HCl : Tủa tan tạo dd màu vàng Cho NaOH: Tủa không tan Co2+: Xuất tủa màu hồng đỏ Cho HCl : Tủa tan tạo dd màu hồng nhạt Cho NaOH: Tủa không tan Ni2+:Xuất tủa màu xanh lục Cho HCl: Tủa tan tạo dd màu lục sáng Cho NaOH: Tủa khơng tan Phương trình phản ứng giải thích: - Màu hồng màu phức [Co(H2O)6]2+ NaOH hút nước mạnh, trả lại Co2+ có màu xanh Co2+ + OH Co(OH)2 (đỏ hồng) 4Co(OH)2 + O2 + 2H2O 4Co(OH)3 ( xám) Co(OH)2 + H2O2 Co(OH)3 ( xám) Ni2+ + OH Ni(OH)2 ( trắng xanh) Khí sinh oxi H2O2 phân hủy Fe2+ + OH Fe(OH)2 ( trắng xanh) 2+ Fe(OH)2 + H+ Fe + H2O Fe3+ + OH Fe(OH)3 ( nâu đỏ) 51 Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm 3+ Fe(OH)3 + H+ Fe + 2H2O Co2+ + OH Co(OH)2 ( hồng đỏ) 2+ Co(OH)2 + H+ Co + H2O Ni2+ + OH Ni(OH)2( xanh lục) 2+ Ni(OH)2 + H+ Ni + H2O Kết luận: - Co2+ dễ bị oxi hóa.Độ bền hợp chất hóa trị II nguyên tố chuyển tiếp nhóm tăng dần, độ bền hợp chất hóa trị III giảm dần từ Fe đến Ni - Các hidroxyt có tính base trội khơng tan kiềm Thí nghiệm 4: Cách tiến hành: a Dùng dd CoCl2 bão hòa viết lên tờ giấy lọc Hơ lửa đèn cồn b Phản ứng Tsugaep Niken : - Cho vào ống nghiệm giọt NiCl2 + giọt NH4OH 2N.Thêm giọt demethyl glioxyme - Hiện tượng: a Chữ có màu hồng.Màu hồng biến mất, xuất màu xanh tím b Xuất kết tủa màu xanh lục, sau tan tạo dd xanh đậm Phương trình phản ứng giải thích: a Do phức [Co(H2O)6]2+ đun nóng bị nước tạo phức [Co(H2O)4]2+ nhỏ nên có màu xanh tím b Ni2+ + OH Ni(OH)2 (xanh lục) Ni(OH)2 + 6NH3 [Ni(NH3)6](OH)2( xanh đậm) 52 Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm Thí nghiệm Cách tiến hành : a Lấy ống nghiệm, cho vào ống 0,5 ml CoCl2 Ống : thêm từ từ dung dịch NH4OH đậm đặc đến dư Ống : thêm HCl đậm đặc dư b Thay CoCl2 NiCl2 Ống : Thêm từ từ đến dư dung dịch NH4OH đậm đặc Ống : Thêm HCl đđ dư Hiện tượng: a Dung dịch màu hồng Ống 1: Tủa hồng xuất tan tạo dung dịch màu nâu Ống 2: không tượng b Dung dịch có màu xanh Ống 1: Kết tủa xanh lục tan tạo dd xanh đậm Ống 2: Dung dịch không đổi màu Phương trình phản ứng giải thích: Co2+ + OH Co(OH)2 ( hồng ) Co(OH)2 + 6NH3 [Co(NH3)6](OH)2 (nâu) Màu xanh NH4OH đậm đặc hút nước phức [Co(OH)6]2+ [Co(OH)6]2+ + Cl CoCl4 ( xanh) + 6H2O Ni2+ + OH Ni(OH)2 (xanh lục) Ni(OH)2 + 6NH3 [Ni(NH3)6](OH)2( xanh đậm) Kết luận: Ni(OH)2 Co(OH)2 tan NH3 có khả tạo phức bền 53 Báo cáo thí nghiệm hóa vơ Nhóm 54 ... Màu hồng màu phức [Co( H2O)6]2+ NaOH hút nước mạnh, trả lại Co2 + có màu xanh Co2 + + OH Co( OH)2 (đỏ hồng) 4Co( OH)2 + O2 + 2H2O 4Co( OH)3 ( xám) Co( OH)2 + H2O2 Co( OH)3 ( xám) Ni2+... thường điều chế Na 2CO3 phương pháp Solvay NaHCO3 chất tan chất nên cuối trình thu sản phẩm có độ tinh khiết cao đồng thời sản phẩm phụ q trình tái sử dụng trình khác giúp nang cao hiệu kinh tế... tỏ hàm lượng Mg2+ Ca2+ mẫu giảm nước làm mềm thêm Na 2CO3 Ca(OH)2 vào xảy phản ứng: Mg(OH)2↓ Mg2+ + 2OH CaCO3↓ Ca2+ + CO3 2- Làm giảm lượng Mg2+ Ca2+ dung dịch sau lọc Bài