Giáo trình Hóa đại cương và vô cơ - Trường Cao đẳng Y tế Ninh Bình

Mục tiêu của giáo trình là giúp các bạn có thể trình bày được đặc điểm, vị trí, tính chất hóa học, ứng dụng của nguyên tử Oxi và Hidro và hợp chất trong Y -Dược. Trình bày được vị trí, đặc điểm, tính chất, vai trò và ứng dụng trong Y - Dược, Độc tính của đơn chất, hợp chất của một số nguyên tố nhóm A , nhóm B. Thực hiện được các quy tắc an toàn, bảo hiểm và rèn luyên được thái độ chính xác, thận trọng tỉ mỉ khi làm thí nghiệm.

GIỚI THIỆU HỌC PHẦN HĨA ĐẠI CƯƠNG – VƠ CƠ Đối tượng : Cao đẳng dược - Số đơn vị học trình : - Số tiết: + Lý thuyết : + Thực hành: - Thời điểm thực hiện: 04 (2/2) 90 tiết 30 tiết 60 tiết MỤC TIÊU HỌC PHẦN Trình bày kiến thức Định luật bảo toàn, chuyển hóa l-ợng chiều h-ớng trình hóa học, Cân hóa học, Tốc độ phản ứng, Dung dịch, Phản ứng oxi hóa khử dòng điện Trỡnh by c c điểm, vị trí, tính chất hóa học, ứng dụng nguyên tử Oxi Hidro hợp chất Y -Dược Trình bày vị trí, đặc điểm, tính chất, vai trò ứng dụng Y - Dược, Độc tính đơn chất, hợp chất số nguyên tố nhóm A , nhóm B Thực quy tắc an toàn, bảo hiểm rèn luyên thái độ xác, thận trọng tỉ mỉ làm thí nghiệm Giải thích khả dẫn điện dung dịch chất điện li, cân dung dịch axit yếu bazơ yếu Thực cách pha chế, xác định nồng độ dung dịch, nhận biết màu số chất thị màu thông dụng, xác định pH dung dịch Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng cân hóa học, phản ứng ơxi hóa - khử chiều phản ứng ôxi hóa - khử 8.Thực số phản ứng thể tích chất số nguyên tố nhóm A nhóm B, hợp chất số nguyên tố nhóm A nhóm B NỘI DUNG HỌC PHẦN STT 10 11 Số tiết Tên Phần Lý thuyết Ch-¬ng 1: Định luật bảo toàn, chuyển hóa l-ợng chiều h-ớng trình hóa học Ch-ơng : Cân hóa học Ch-ơng 3: Tốc độ phản ứng Ch-ơng 4: Dung dịch Ch-ơng 5: Phản ứng oxi hóa khử dòng điện Ch-¬ng 6: Hidro Oxi Ch-¬ng 7: Kim loại phân nhóm A Ch-¬ng 8: Kim loại phân nhóm B Ch-¬ng 9: Phi kim Phần Thực hành Bài 1: Các quy tắc phịng thí nghiệm Bài 2: Pha chế dung dịch - chuẩn độ 10 Trang 17 26 34 45 52 57 66 79 89 91 - - 12 13 14 15 16 17 18 19 Bài 3: Dung dịch điện ly – chất thị màu Bài 4: Tốc độ phản ứng - Cân hóa học Bài 5: Phản ứng Oxi hóa – khử Bài 6: Hidro Bài 7: Tính chất chung kim loại kiềm Bài 8: Nhôm hợp chất nhôm Bài 9: Kẽm hợp chất Kẽm Bài 10: Tính chất Crom – Mangan hợp chất chúng Tổng số 4 6 97 100 104 107 110 113 116 118 90 120 III ĐÁNH GIÁ: - Điểm kiểm tra thường xuyên: + 01 thi kết thúc học phần + 01 điểm chuyên cần - Tính điểm: 15% điểm chuyên cần: + 85% thi kết thúc học phần - - PHẦN LÝ THUYẾT CHƯƠNG ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN, CHUYỂN HĨA NĂNG LƯỢNG VÀ CHIỀU HƯỚNG DIỄN BIẾN CỦA CÁC Q TRÌNH HĨA HỌC MỤC TIÊU Trình bày nội dung nguyên lý I nhiệt động lực học số ứng dụng nguyên lý I Trình bày nội dung nguyên lý II, định luật Nernst ( nguyên lý III nhiệt động lực học ) ứng dụng Trình bày lượng tự chiều hướng diễn biến phản ứng hóa học ứng dụng NỘI DUNG 1.1 Nguyên lý thứ nhiệt động lực học 1.1.1 Nội Như nói, nội hệ tổng lượng tồn bên hệ Nội U không xác định xác, hệ đơn giản Tuy nhiên, nhiệt động lực học người ta không cần xét giá trị tuyệt đối nội mà cần xác định biến thiên nội ΔU trình biến đổi hệ từ trạng thái sang trạng thái khác thông qua đại lượng đo công nhiệt 1.1.2 Nội dung nguyên lý Dựa vào liệu thực nghiệm người ta phát biểu nguyên lý I sau: Đối với hệ nhiệt động tồn hàm trạng thái, gọi nội U, mà trình biến đổi hệ từ trạng thái (1) sang trạng thái (2), biến thiên nội ΔU tổng nhiệt Q cơng A trao đổi với mơi trường bên ngồi Điều biểu diễn hệ thức sau đây: ΔU = U2 - U1 = Q + A (1.1) (đối với q trình vơ nhỏ ta có: dU = δQ + δA) Như vậy, nguyên lý I thực chất định luật bảo toàn lượng với chấp nhận nội hàm trạng thái Từ hệ thức trên, ta thấy hệ lập (áp dụng cho hệ vĩ mơ) khơng có trao đổi vơng với mơi trường bên ngồi (Q = A = 0) biến thiên nội ΔU = 0, nghĩa nội hệ bảo toàn Để minh họa cho ý nêu người ta thường xét hệ nhiệt động đơn giản gồm khối khí xác định đựng xi lanh đóng kín pit - tơng chuyển động tự do: Phệ = Png = const, Png áp suất bên ngồi Ở trạng thái I hệ có nội U1, cung cấp cho hệ nhiệt lượng Qp nhiệt độ hệ tăng, khí giãn nở từ thể tích V1 đến thể tích V2, từ hệ thực công A = -Png(V2 - V1) Hệ chuyển sang trạng thái II có nội U2, theo nguyên lý I ta có: ΔU = U2 - U1 = Q + A - - 1.1.3 Khái niệm entampi 1.1.3.1 Nhiệt đẳng áp, entampi Trong sơ đồ trên, pit - tông chuyển động tự nên áp suất P hệ ln ln áp suất khí không đổi: P1 = P2 = const Nhiệt trao đổi trình gọi nhiệt đẳng áp Qp Theo nguyên lý I: ΔU = QP + A Như biết hệ thực công: A = - P (V2 - V1) Vậy ΔU = U2 - U1 = Qp - P(V2 - V1) Qp = U2 - U1 + PV2 - PV1 = (U2 + PV2 ) - (U1 + PV2 ) Bằng định nghĩa người ta ký hiệu: H = U + PV suy ra: Qp = H2 - H1 = ΔH (1.2) Đại lượng H = U + PV tổng hợp đại lượng trạng thái nên đại lượng trạng thái gọi entampi, ứng với trạng thái xác định, H có giá trị xác định Cũng nội U, entampi H hàm biến số trạng thái nên entampi H gọi hàm trạng thái H có đơn vị lượng Từ biểu thức (1.2) ta nhận thấy nhiệt đẳng áp Qp biến thiên entampi hệ, trình đẳng áp người ta thường thay Qp (ΔH = ΔU + PΔV) Đối với q trình biến đổi vi phân (vơ nhỏ) ta có: δQp = dH 1.1.3.2 Nhiệt đẳng tích Cũng từ điều minh họa ta giữ cho pit - tơng đứng n để thể tích V khơng đổi (V1 = V2) q trình biến đổi hệ q trình biến đổi đẳng tích nhiệt trao đổi nhiệt đẳng tích Qv Theo nguyên lý I: ΔU = Qv + A song ΔV = nên A = từ nhiệt đẳng tích Qv là: QV = ΔU (1.3) Như vậy, nhiệt đẳng tích biến thiên nội hệ Trong trương hợp nhiệt cung cấp hoàn toàn sử dụng làm tăng nội hệ Đối với q trình biến đổi vơ nhỏ ta viết: δQv = dU Bài tập áp dụng: Biết mol nước hóa 100oC, áp suất cố định 101325 Pa hấp thụ lượng nhiệt 40,58 kJ - Nếu thể tích mol nước lỏng 0,019 L 373 K, cịn thể tích nước 30,605 L cơng sinh bao nhỉêu? - Tính ΔU q trình chuyển hóa Lời giải: Phản ứng hóa nước H2O (ℓ) → H2O(h) Theo đầu 373 K ∆V = 30,605 - 0,019 = 30,586L A = -P∆V = - 101325 x 30,586.10-6 = -3,1kJ Mặc khác ∆U = ∆H - P∆V thay số vào ta có: ∆U = 40,58 + 3,1 = 43,68 kJ 1.1.3.3 Quan hệ nhiệt phản ứng đẳng tích nhiệt phản ứng đẳng áp Như biết, công trao đổi liên quan chặt chẽ đến biến thiên thể tích hệ Ở q trình đẳng tích, thể tích V khơng đổi nên cơng trao đổi khơng Cịn q trình đẳng áp, cơng (cơ học) trao đổi khác khơng nên có biến thiên thể tích hệ Trong phép tính ta cần ý là: so với thể tích mol chất khí thể tích mol chất rắn lỏng (pha ngưng tụ) nhỏ không đáng kể thể tích - - chất rắn lịng biến thiên thể tích chúng phản ứng hóa học coi khơng Vì vậy, xét cơng học ta cần ý đến biến thiên thể tích chất khí tham gia phản ứng Ví dụ: phản ứng : C(r) + H2O (k) → CO (k) + H2 (k) V0 V0 V0 Thể tích cacbon rắn coi không Như vậy, phản ứng ta có: ΔV = V2 - V1 = (2 - 1)V0 Từ biểu thức (2.2), (2.3) phương trình PV = nRT ta tìm mối quan hệ ΔU ΔH sau: ΔH = ΔU + ΔnRT hay Qp = Qv + ΔnRT (1.4) Bài tập áp dụng: Ở 298 K thể tích khơng đổi đốt cháy mol rượu metylic theo phản ứng: CH3OH(l) + 3/2O2 → CO2 + H2O (l) giải phóng lượng nhiệt 726,25 kJ Tính ΔH phản ứng Lời giải: Áp dụng công thức: ΔH = ΔU + ΔnRT cho phản ứng ta có: ΔH = - 726,25 + (1 - 3/2) 298.8,314.10-3 = - 727,79 kJ/mol 1.1.4 Nhiệt hóa học 1.1.4.1 Nhiệt phản ứng Ta biết nhiệt phản ứng nhiệt trao đổi hệ môi trường xung quanh Trong phản ứng hóa học người ta thường nói: “Nhiệt lượng tỏa hay hấp thụ phản ứng hóa học gọi nhiệt phản ứng” Theo quy ước chung: - Nếu phản ứng thu nhiệt ta ghi dấu +; - Nếu phản ứng phát nhiệt (tỏa nhiệt) ta ghi dấu - Để xác định nhiệt phản ứng người ta dùng nhiệt lượng kế Nhiệt lượng kế thiết kế cho khơng có trao đổi nhiệt với mơi trường Nó gồm thùng lớn đựng nước, có nhúng ngập bom nhiệt lượng kế, nơi thực phản ứng hóa học Trong thùng cịn có nhệt kế đo thay đổi nhiệt độ nước, que khuẩy trì cân nhiệt hệ Thực nghiệm cho biết với phản ứng, giá trị nhiệt lượng đo phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác cách tiến hành đo điều kiện đẳng tích hay đẳng áp, nhiệt độ nào, trạng thái tập hợp chất trạng thái Nếu nhiệt phản ứng đo điều kiện đẳng áp ta có biến thiên entanpi ΔH hệ Nếu nhiệt phản ứng đo điều kiện đẳng tích ta có biến thiên nội ΔU hệ Như ΔH ΔU gọi hiệu ứng nhiệt phản ứng Ví dụ: 2CO(k) + O2 → 2CO2(k); ΔU = - 563,50kJ 2CO(k) + O2 → 2CO2(k); ΔH = - 565,79kJ Mối liên hệ ΔH ΔU chứng minh biểu thức (1.4) Phương trình phản ứng có kèm theo hiệu ứng nhiệt phản ứng gọi phương trình nhiệt hóa học Ví dụ: C + O2 → CO2; ΔH = - 395,40 kJ Kim cương (tinh thể) (khí) (khí) C + O2 → CO2; ΔH = - 394,05 kJ Graphit (than chì) (khí) (khí) Khi viết phương trình nhiệt hóa học người ta cần lưu ý tới hệ số phương trình, ví dụ: - - O2(k) → H2O (l) ; ΔH = - 258,84 kJ 2H2(k) + O2(k) → 2H2O (l) ; ΔH = - 517,68 kJ Các phản ứng hóa học thường tiến hành phịng thí nghiệm áp suất khíquyển khơng đổi nên hiệu ứng nhiệt thường dùng ΔH Theo quy ước quốc tế hiệu ứng nhiệt trình hóa học đo trạng thái chuẩn Trạng thái giữ áp suất P = atm; to = 25oC hay 298 K Hiệu ứng H2(k) + nhiệt ΔH trường hợp ghi là: ΔH hay đơn giản ΔHo, ví dụ: 298 O2(k) → H2O (l); ΔH = - 258,84 kJ 298 Bài tập áp dụng: Xét phản ứng hóa học sau: Fe2O3(r) + 3CO(k) → 2Fe(r) + 3CO2(k) Biết khử 53 gam Fe2O3 CO có thoát 9,414 kJ nhiệt lượng kiện đẳng áp Hãy tính hiệu ứng nhiệt phản ứng Cho O = 16; Fe = 56 Lời giải: Khi khử mol Fe2O3 nhiệt lượng phát là: H2(k) + 160 x 9,414 = 36,945 kJ 53 Vậy hiệu ứng nhiệt phản ứng: Fe2O3(r) + 3CO(k) → 2Fe(r) + 3CO2(k) ΔH = -36,945 kJ Bài tập áp dụng: Tính hiệu ứng nhiệt đẳng tích ΔU phản ứng sau 25oC 2SO2(k) + O2(k) → 2SO3(k); ΔH = - 196,145 kJ Lời giải: Áp dụng công thức: ΔU = ΔH - Δn x RT Giá trị Δn = - = -1 Do ΔU = - 196,145 + 1.8,314.10-3 298 = - 18367 kJ 1.1.4.2 Sinh nhiệt - Nhiệt phân hủy - Thiêu nhiệt a) Sinh nhiệt Sinh nhiệt (còn gọi nhiệt tạo thành) chất hiệu ứng phản ứng tạo thành mol chất từ đơn chất Nếu nhiệt chuẩn phản ứng phải tương ứng với trạng thái chuẩn (250C; 1amt) Ví dụ: C (graphit) + O2(k) → CO2(k); ∆H (CO2) = -39,62kJ/mol sn O2(k) → H2O(k); ∆H (H2O) = -241,82kJ/mol sn Sinh nhiệt số hợp chất điều kiện chuẩn Theo định nghĩa sinh nhiệt tất đơn chất trạng thái chuẩn không b) Nhiệt phân huỷ Chúng ta điều biết phản ứng nghịch phản ứng tạo thành gọi phản ứng phân huỷ Vì vậy, ta hiểu hiệu ứng nhiệt phản ứng tạo thành phản ứng phân huỷ có trị số tuyệt đối trái dấu Ví dụ: H2(k) + C (graphit) + O2(k) → CO2(k) ; ∆H (CO2) = -39,5kJ/mol CO2(k) → C(graphit) + O2(k) ; ∆H sn ph (CO2) = +393,5kJ/mol - - c) Thiêu nhiệt Thiêu nhiệt (còn gọi nhiệt đốt cháy) hiệu ứng nhiệt phán ứng đốt cháy mol chất oxi phản ứng (O2) để tạo thành oxit bền với hóa trị cao sản phẩm cháy bền Nếu thiêu nhiệt chuẩn phản ứng tương ứng với trạng thái chuẩn (250C; 1atm) Ví dụ: C2H6(k) + O2(k) → 2CO2(k) + 3H2O(ℓ); ∆H (C2H6) = -1558,4kJ/mol tn Bảng 1.1 Thiêu nhiệt (nhiệt đốt cháy) số chất hữu (250C, 1atm) Chất Metan (k) Etan (k) Propan (k) n-Butan (k) Etylen (k) Axetilen (k) Benzen (ℓ) Saccarozơ (r) Etanol (ℓ) Axit axetic (ℓ) Công thức ∆H kJ/mol CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C2H4 C2H2 C6H6 C12H22O11 C2H5OH CH3COOH -890,355 -1558,400 -2220,03 -2878,510 -1410,970 -1299,630 -3293,640 -5643,788 -1366,910 -871,690 tn 1.1.4.3 Định luật Hess Dựa vào lý thuyết nhiệt động lực học số liệu thực nghiệm thu G.I.Hess phát minh định luật nhiệt hóa học vào năm 1840 Định luật phát biểu sau: Hiệu ứng nhiệt q trình hóa học xảy áp suất hay thể tích khơng đổi phụ thuộc vào chất trạng thái chất ban đầu sản phẩm thu không phụ thuộc vào giai đoạn trung gian Điều diễn giải cách đơn giản: Nếu có nhiều cách để chuyển chất ban đầu thành sản phẩm cuối giống hiệu ứng nhiệt tổng cộng theo cách Bài tập áp dụng: Phân tử SO3 tạo thành từ S O2 tiến hành theo hai cách khác nhau: - Hoặc cách trực tiếp Cách 1: S(r) + O2(k) → SO3(k); ∆H1 = -1653,510kJ/mol - Hay qua hai giai đoạn Cách 2: S(r) +O2(k) → SO2(k) ; ∆H2 = -1242,648kJ/mol SO2(k) + O2(k) → SO3(k) ; ∆H1 = ? Xuất phát từ kiện tính giá trị ∆H3 Lời giải: Vì cách nêu xuất phát từ trạng thái đầu để đến trạng thái cuối nên theo định luật Hess ta viết: Tổng cộng: ∆H1 = ∆H2 + ∆H3 Từ suy ra: ∆H3 = ∆H1 - ∆H2 ∆H3 = - 1653,510 - (-1242,648) = -410,862kJ/mol - - Điều minh họa theo sơ đồ sau S+ ∆H1 O2 SO3 ∆H2 ∆H3 S+ O2 1.1.4.4 Hệ định luật Hess Từ định luật Hess rút hệ sau: Hệ 1: Hiệu ứng nhiệt phản ứng tổng sinh nhiệt (nhiệt tạo thành) sản phẩm trừ tổng sinh nhiệt chất đầu (có kèm theo hệ số) ∆H = ∑∆Hsn(sản phẩm) - ∑∆Hsn(chất đầu) (1.5) Bài tập áp dụng Căn vào giá trị nhiệt tạo thành CaCO3, CaO, CO2 tìm hiệu ứng nhiệt phản ứng CaCO3(r) → CaO(r) + CO2(k) ; ∆H pu =? ∆H0(kJ/mol) - 288,5 -151,9 -94,1 Lời giải: ∆H pu = ∆H sp (CaO) + ∆H sp (CO2) - ∆H cd (CaCO3) = -151,9 - 94,1 + 288,5 = + 42,5kJ/mol Hệ 2: Hiệu ứng nhiệt phản ứng tổng thiêu nhiệt (nhiệt đốt cháy) chất đầu trừ tổng thiêu nhiệt sản phẩm (có kèm hệ số) ∆H = ∑∆Htn(chất đầu) - ∑∆Htn(sản phẩm) (1.6) Bài tập áp dụng: Tìm hiệu ứng nhiệt phản ứng este hóa sau biết nhiệt đốt cháy chất cho: CH3COOH(ℓ) + C2H5OH(ℓ) →CH3COOC2H5(ℓ) + H2O(ℓ) ; ∆H ∆H (kJ/mol) tn -871 -1367 pu =? -2284 Lời giải: Theo hệ định luật Hess ta tính ∆H phản ứng trên: ∆H pu = -871 - 1367+ 2284 = + 46kJ/mol 1.1.4.5 Một số ứng dụng định luật Hess a) Xác định hiệu ứng nhiệt phản ứng Đối với phản ứng khó khơng thể xác định thực nghiệm người ta thường vận dụng hệ định luật Hess Bài tập áp dụng: Xác định hiệu ứng nhiệt trình: C(r) → C(r); ∆H = ? Than chì Kim cương Biết: C(r)than chì + O2(k) →CO2(k); ∆H1 = -394,052 kJ/mol C(r)kim cương + O2(k) → CO2(k); ∆H2 = -395,405 kJ/mol Lời giải: Các trình biểu diễn sau: - - ∆H1 Than chì C (r) CO2 (k) ∆H ∆H2 C(r) Kim cương Theo định luật Hess ta có: ∆H = ∆H1 - ∆H2 = -394,052 + 395,405 = 1,353 kJ/mol Bài tập áp dụng: Phản ứng tạo thành CO2 từ C O2 tiến hành theo hai cách khác nhau: - Hoặc tiến hành trực tiếp: C + O2 → CO2 với hiệu ứng nhiệt đẳng áp ∆H = -393kJ/mol - Hay qua hai giai đoạn O2 → CO2 với ∆H CO + O2 → CO2; ∆H = -283kJ/mol 2 C+ Tính giá trị ∆H Lời giải: Vì hai cách xuất phát từ trạng thái đầu đến trạng thái cuối giống nên theo định luật Hess, hiệu ứng nhiệt hai đường 0 nhau, nghĩa là: ∆H0 = ∆H + ∆H Trạng thái đầu Trạng thái cuối ∆H C + O2 ∆H 0 CO2 ∆H CO + O2 Trạng thái trung gian Trong ví dụ biết ∆H0 = -393kJ/mol ∆H = -283kJ/mol ta dễ dàng tính ∆H (phản ứng khó xác định hiệu ứng nhiệt phản ứng thực nghiệm) 0 Vậy ta có: ∆H = ∆H0 - ∆H = -393 - (-283) = -110 kJ/mol b) Xác định nhiệt tạo thành chất Bài tập áp dụng: Tìm nhiệt tạo thành rượu etylic từ kiện sau: C2H5OH (ℓ) + 3O2(k) → 2CO2(k) + 3H2O(ℓ) ; ∆Hpư = -1368kJ/mol ∆H (kJ/mol) ? -394 -286 Lời giải: Áp dụng hệ định luật Hess ta có: ∆Hpư = 2(-394) + 3(-286) - ∆H0 (C2H5OH) = -1368 Rút ra: ∆H0 (C2H5OH) = 2(-394) + 3(-286) - (-1368) = -278kJ/mol c) Xác định lượng liên kết Hiệu ứng nhiệt phản ứng tính theo lượng liên kết là: ∆Hpư = ∑∆Hlk (chất đầu) - ∑∆Hlk (sản phẩm) (1.7) - - Bài tập áp dụng: Xác định lượng trung bình liên kết O - H phân tử nước, biết lượng liên kết H - H O = O tương ứng -435,9 498,7kJ/mol, đốt cháy 2mol H2 tỏa 483,68kJ/mol Lời giải: 2H2(k) + O2(k) → 2H2O(k) ; ∆Hpư = -483,68kJ/mol Có thể tính hiệu ứng nhiệt phản ứng theo lượng liên kết: ∆Hpư = ∑∆Hlk (chất đầu) - ∑∆Hlk (sản phẩm) Vậy: -483,68 = 2(-435,9) - 498,7 - 4∆Hlk (O - H) ∆Hlk (O - H) =   435,9   498,  483,36   4 = -463,545kJ/mol 1.2 Nguyên lý II nhiệt động lực học hóa học Chiều diễn biến q trình hóa học Từ ngun lý I nhiệt động lực học xác định hiệu ứng q trình hóa học chưa đốn nhận chiều diễn biến q trình tự nhiên phản ứng hóa học 1.2.1 Khái quát nguyên lý II nhiệt động lực học 1.2.1.1 Nội dung nguyên lý II - Đối với hệ nhiệt động tồn hàm trạng thái gọi entropi S mà: - Trong trình biến đổi thuận nghịch biến đổi không thuận nghịch biến thiên entropi hệ xác định hệ thức: Q dS ≥ T Nếu xét toàn trình biến đổi hệ từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) thì: Q ∆S ≥  (1.8) T Dấu = dành cho trình thuận nghịch Dấu > dành cho q trình khơng thuận nghịch Đối với trường hợp mà suốt trình xảy ra, nhiệt độ khơng đổi hệ thức (1.8) có dạng đơn giản sau: ∆S ≥ Q T Đối với hệ lập nhiệt trao đổi khơng nên từ hệ thức ta viết: dS ≥ hay ∆S ≥ (1.9) Điều có nghĩa hệ cô lập, entropi hệ khơng thay đổi tăng khơng giảm Đó cách phát biểu nguyên lý II Vì trình tự phát, q trình khơng thuận nghịch nên hệ cô lập xảy theo chiều tăng entropi Khi entropi hệ đạt giá trị cực đại nghĩa đến biến thiên entropi không (dS =0) hệ đạt trạn thái cân Trong q trình biến đổi trạng thái hệ, có trao đổi nhiệt với mơi trường bên ngồi với biến thiên entropi hệ có biến thiên entropi mơi trường bên ngồi Nếu gọi ∆ST tổng biến thiên entronpi hệ môi trường bên ngồi ta viết: ∆ST = ∆Shệ + ∆Smtr - 10 - Dựa vào thay đổi màu dung dịch, nhận biết sản phẩm tạo thành sau phản ứng ống nghiệm Viết phương trình phản ứng Giải thích tượng Lưu ý: Biết ion MnO2− dung dịch có màu xanh cây, ion MnO − có màu tím, ion Mn2+ có màu hồng nhạt khơng màu dung dịch lỗng, cịn MnO2 tan có màu nâu - 107 - BÀI HIĐRO MỤC TIÊU Thực phản ứng điều chế hidro Thực phản ứng thể tính chất Hidro I Chuẩn bị lý thuyết - Tính chất Hidro - Các phương pháp điều chế Hidro phịng thí nghiệm II.Tiến hành thí nghiệm Điều chế khí hiđro Thí nghiệm Điều chế khí hiđro cách cho kẽm kim loại tác dụng với axit a Hoá chất dụng cụ Kẽm hạt; dung dịch axit sufuric 10%; ống nghiệm có nút; ống dẫn khí đầu vuốt nhọn; cặp gỗ; đèn b Tiến hành - Lấy ống nghiệm đựng khoảng 1-2 ml dung dịch axit sufuric 10% Nghiêng ống nghiệm, cho vài hạt kẽm trượt theo thành ống (tại sao?) Đậy ống nghiệm nút có mang ống dẫn khí đầu vuốt nhọn Quan sát tượng Viết phương trình phản ứng - Lấy ống nghiệm khác nhỏ úp lên ống thuỷ tinh, khoảng phút, dùng ngón tay bịt chặt miệng ống, để miệng ống lại gần lửa đèn cồn, có tiếng nổ; tiếp tục làm khơng cịn tiếng nổ tiếng nổ bé - Rút ống nghiệm nhỏ, châm lửa đốt đầu ống thuỷ tinh vuốt nhọn Quan sát màu lửa khí hiđro Giải thích q trình thí nghiệm Thí nghiệm 2: Điều chế khí hiđro cách cho nhơm tác dụng với dung dịch kiềm a Hoá chất dụng cụ Nhôm kim loại; dung dịch natri hiđroxit 1N; ống nghiệm a Tiến hành Cho nhơm vụn vào ống nghiệm đựng khoảng 1- ml dung dịch natri hiđroxit Quan sát tượng Viết phương trình phản ứng Thí nghiệm 3: Điều chế khí hiđro cách cho natri kim loại tác dụng với nước a Hoá chất dụng cụ Natri kim loại; nước cất; chậu thuỷ tinh; giá sắt; cặp sắt dùng để cặp ống nghiệm; cặp chén nung (hoặc cặp panh); kính; que đóm; ống thuỷ tinh hình trụ (hoặc ống nghiệm) b Tiến hành Cho nước cất vào khoảng hai phần ba chậu thuỷ tinh Lấy ống nghiệm đựng đầy nước cất, dùng ngón tay bịt chặt miệng ống, úp vào chậu, đảm bảo khơng cịn bọt khí ống; miệng ống nghiệm nằm mặt nước Lắp ống nghiệm vào giá - 108 - (Nếu có ống thuỷ tinh hình trụ dùng kính đậy miệng ống trước úp ống vào chậu) Dùng chén nung cặp panh gắp miếng natri từ lọ đựng natri chứa dầu hoả trung tính, lau khơ giấy lọc, nhanh chóng dùng dao khơ cắt miếng nhỏ (bằng hạt ngơ), phần cịn lại bỏ vào lọ Dùng cặp, cặp miếng natri đưa nhanh vào miệng ống nghiệm Quan sát tượng Khi biết khí hiđro đầy ống nghiệm, dùng thuỷ tinh đặt vào miệng ống nghiệm, cẩn thận tháo ống nghiệm khỏi giá, dùng que đóm cháy đưa nhanh vào miệng ống nghiệm: Khí hiđro bốc cháy (Lót tay cầm ống chứa khí hiđro khăn trước đưa đóm vào miệng ống) Tính chất Hidro Thí nghiệm 4: Tác dụng khí hiđro với oxi a Hố chất dụng cụ Kẽm hạt; axit sufuric 10%; kali clorat; mangan đioxit; bình kíp điều chế khí hiđro; bình chứa khí oxi; ống nghiệm; đèn cồn b Tiến hành Khí hiđro điều chế từ bình kíp với kẽm axit sufuric 10%; khí oxi điều chế phương pháp nhiệt phân kali clorat với mangan đioxit làm xúc tác Nạp khí oxi vào bình chứa khí Lấy khí hiđro vào 2/3 thể tích ống nghiệm phương pháp thu qua nước, sau tiếp tục lấy khí oxi đến đầy ống (từ bình chứa khí) Dùng ngón tay bịt chặt miệng ống Lót tay khăn mặt (hoặc giẻ dày), cầm ống nghiệm, đưa miệng ống nghiệm vào gần lửa đèn cồn , đồng thời mở ngón tay Nêu tượng giải thích Thí nghiệm 5: Khử oxit kim loại hiđro a Hố chất dụng cụ Đồng (II) oxit; bình kíp điều chế khí hiđro từ kẽm axit sufuric; bình rửa khí với axit sufuric đặc; ống thuỷ tinh hình chữ V; đèn cồn; giá; cặp b Tiến hành - Cho bột đồng (II) oxit sấy khơ vào đày ống hình chữ V Từ bình kíp cho luồng khí hiđro (đã làm khơ axit sufuric đặc) qua ống chữ V Sau lúc khí hiđro đuổi hết khơng khí khỏi tồn hệ thống phản ứng (làm để biết?), dùng dèn cồn đơt nóng đáy ống chữ V (đồng thời cho khí hiđro qua) phản ứng xong Tắt đèn cồn tiếp tục, tiếp tục cho luồng khí hiđro qua ống chữ V ống nguội hẳn Khố vịi bình kíp Tháo ống chữ V ngâm ống đựng vào axit nitric đặc Nhận xét tượng - Muốn chứng minh trình phản ứng có tạo nước dùng ống thuỷ tinh chịu nóng, phía có đặt thuyền sứ chứa oxit kim loại lắp dụng cụ hình vẽ, nước tạo ngưng tụ bình hai cổ cuối hệ thống Thí nghiệm 6: Tác dụng hiđro với dung dịch bạc nitrat a Hoá chất dụng cụ Dung dịch bạc nitrat 0.05N; dung dịch chì nitrat 0.5N (hoặc chì axetat); dung dịch kali pemanganat kiềm; bình kíp dùng điều chế hiđro từ kẽm axit sufuric 10%; bình rửa khí ống nghiệm b Tiến hành Nối bình kíp với hai bình rửa khí Bình thứ đựng dung dịch chì nitrat (hoặc chì axetat); bình thứ hai đựng dung dịch kali pemanganat mơi trường kiềm - 109 - Khí hiđro từ bình kíp theo tạp khí hiđro sufua (H2S) hiđro asenua (AsH3), qua bình rửa khí, cá tạp chất bị giữ lại Nối bình rửa khí thứ hai với ống dẫn khí nhúng vào ống nghiệm có chứa dung dịch bạc nitrat Khi cho khí hiđro qua dung dịch bạc nitrat, sau 10-15 phút, dung dịch từ suốt không màu tối dần cuối chuyển sang màu đen theo phản ứng: 2Ag+ + H2 → 2Ag + 2H+ Thí nghiệm 7: So sánh tính khử hiđro phân tử hiđro sinh a Hoá chất dụng cụ Dung dịch sắt (III) clorua loãng; dung dịch natri hiđroxit 10%; dung dịch axit sunfuric 10%; dung dịch kali pemanganat 0.005N; kẽm hạt; bình kíp điều chế khí hiđro từ kẽm axit sufuric 10%; ống nghiệm; bìa cứng màu trắng ; giá; cặp b Tiến hành - Ống nghiệm đựng khoảng ml dung dịch sắt (III) clorua, thêm vào – giọt dung dịch axit sufuric 10% Chia dung dịch vào hai ống nghiệm: Ống 1: Cho thêm vài hạt kẽm Ống 2: Cho khí hiđro từ từ qua Sau 5- 10 phút, so sánh màu sắc hai ống Nhỏ vào ống vài giọt dung dịch natri hiđroxit Nhận xét màu kết tủa - Ống nghiệm khác đựng ml dung dịch kali pemanganat 0.005N, thêm vào ml dung dịch H2SO4 10% Trộn Chia dung dịch vào ba ống nghiệm: Ống 1: Để so sánh Ống 2: Cho thêm vài hạt kẽm Ống 3: Cho khí hiđro (từ bình kíp) từ từ qua dung dịch Sau – 10 phút , so sánh màu sắc dung dịch ba ống nghiệm Viết phương trình phản ứng - 110 - BÀI TÍNH CHẤT CHUNG CỦA KIM LOẠI KIỀM MỤC TIÊU Thực phản ứng thể tính chất chung kim loại kiềm Thực phản ứng thể tính chất chung hợp chất kim loại kiềm I Chuẩn bị lý thuyết - Tính chất kim loại kiềm - Các hợp chất kim loại kiềm (tính chất điều chế) II.Tiến hành thí nghiệm chất chung kim loại kiềm Thí nghiệm 1: Tác dụng kim loại kiềm với nước a Hoá chất dụng cụ: Các kim loại, liti Natri, kali, dung dịch phenolphthalein, cặp sắt, chậu thuỷ tinh, phễu thuỷ tinh b Tiến hành: Dùng cặp sắt gắp natri lọ dầu hoả, đặt lên kính, dùng dao khô cắt mẩu hạt ngô Quan sát bề mặt lúc cắt sau thời gian, nhận xét? Gắp mẩu kim loại cho vào chậu thuỷ tinh có chứa nước đến 2/3 thể tích Lấy phễu thuỷ tinh (có đường kính miệng lớn đường kính chậu ) úp lên chậu Qua thành phễu quan sát tượng xảy Sau vài giấy thấy có khí từ đầu vuốt nhọn, lúc dùng que đóm châm lửa đốt cháy dịng khí hiđro Khi natri tan hết, cho vào chậu vài giọt dung dịch phenolphthalein Giải thích kết Lần lượt làm thí nghiệm với liti kali So sánh tượng ba trường hợp rút kết luận khả hoạt động kim loại kiềm Chú ý: không dùng lượng kim loại kiềm lớn phản ứng toả nhiệt mạnh nguy hiểm Thí nghiệm 2: Tác dụng natri với oxi a Hoá chất dụng cụ: Natri, lọ thuỷ tinh, thìa sắt, bình tinh chế b Tiến hành : Dùng que tre que gỗ nối vào thìa kim loại làm tay cầm Thu đầy khí oxi vào lọ thuỷ tinh miệng rộng, khô, dung tích khoảng 0,5 lit Khí oxi lấy từ bình cầu có nhánh cần làm khơ cách cho qua bình rửa H2SO4 đặc Dùng cặp sắt lấy mẩu natri hạt ngô Thấm khô vết dầu hoả bám bên ngồi natri vụn giấy lọc Sau bỏ natri vào thìa sắt Đốt natri khơng khí đến có lửa cẩn then nhúng vào lọ chứa oxi dư Đậy bình lại, sau phản ứng kết thúc mở nắp lọ, quan sát màu sắc sản phẩm Lấy sản phẩm vào ống nghiệm thêm vào vài giọt nước Dùng tàn đóm đỏ để nhận biết khí bay Thí nghiệm 3: Ánh kim kim loại kiềm a Hoá chất dụng cụ: natri, kali paraphin, ống nghiệm b Tiến hành: - 111 - Có thể tạo lớp kim loại kiềm sáng long lanh, bề mặt lại lâu bị mờ bị oxi hoá sau: chọn hai ống nghiệm có đường kính cho để lọt vừa khít pitong xi lanh Ống nghiệm lớn phải ngắn Nhúng ống nghiệm lớn vào chậu nước nóng hơ nóng bỏ vào mẩu kim loại natri kali thấm khô dầu làm Nếu natri hay kali chưa nóng chảy lại nhúng ống nghiệm vào nước nóng hơ nóng cho nóng chảy Sau lấy ống nghiệm nhỏ lồng vào ống nghiệm lớn ấn nhẹ đẩy kim loại lên khoảng hai ống Gắn kín phía khoảng khơng paraphin Nếu gắn kim giữ ánh kim tháng Thí nghiệm 4: Tính dễ nóng chảy kim loại kiềm a Hoá chất dụng cụ: natri, kali, ống nghiệm b Tiến hành: Cho vào ống nghiệm mẩu kim loại natri kali thấm kho làm Nhúng hai ống nghiệm vào nước sơi Natri nóng chảy khoảng 980C, kali nóng chảy khoảng 63,50C Thí nghiệm 4: Tác dụng natri với axit a Hoá chất dụng cụ: natri, axit HCl đặc, giá sắt, ống nghiệm, phễu có ống vuốt nhọn, đèn cồn b Tiến hành: Làm tương tự với thí nghiệm kim loại kiềm tác dụng với nước tính chất chung hợp chất kim loại kiềm Thí nghiệm 1: Màu lửa kim loại kiềm a Hoá chất dụng cụ: Các dung dịch bão hoà liti clorua, natri clorua, kali clorua, đũa platin, đèn khí (hoặc đèn cồn), dung dịch axit HCl đặc b Tiến hành: - Lấy đũa thuỷ tinh đem hơ nóng đầu lửa đèn xì (hoặc đèn cồn) đến mềm Cắt đoạn dây platin khoảng cm, dùng kìm cặp đầu giây cắm vào đầu đũa thuỷ tinh (đã nung mềm) Sau cắm được, tắt đèn, làm nguội đũa thuỷ tinh từ từ không khí (khơng đặt đũa xuống bàn đá vật lạnh, dễ bị nứt đũa) - Dùng kìm uốn đầu giây platin lại thành vòng tròn nhỏ Để rửa đũa thuỷ platin, người ta nhúng đũa vào dung dịch axit HCl đặc, sau đốt lửa đèn khí đèn cồn - Lặp lại động tác nhiều lần đến lửa không màu Nhúng đũa platin vào dung dịch liti clorua bão hồ, sau đốt lửa đèn khí đèn cồn - Sau làm xong cần phải rửa đũa platin theo phương pháp Lần lượt làm thí nghiệm với dung dịch bão hoà nari clorua, kali clorua - So sánh màu lửa kim loại kiềm Ngọn lửa liti có màu đỏ tía, natri có màu vàng, kali có màu tím Thí nghiệm 2: Phản ứng trung hồ axit với kiềm a Hố chất dụng cụ: NaOH lỗng, phenolphtalein, giấy q, axit HCl H2SO4 loãng, cốc thuỷ tinh, buret, giá sắt, nhiệt kế b Tiến hành: Đổ dung dịch kiềm lỗng vào cốc thuỷ tinh, nhỏ thêm vào 1-2 giọt dung dịch phenolphtalein Dung dịch có màu hồng, cho axit chảy từ buret xuống cốc dung dịch màu - 112 - Nếu muốn chứng minh phản ứng trung hồ có toả nhiệt dùng nhiệt kế để đo sờ tay vào thành cốc để nhận xét Khi nên dùng axit đặc kiềm đặc 25-30% dùng chất thị giấy q hay dung dịch q Thí nghiệm 3: Tác dụng natri peoxit với nước a Hoá chất dụng cụ: natri peoxit, nước cất, thìa thuỷ tinh, ống nghiệm, đèn cồn, đóm, ống nhỏ giọt b Tiến hành: Lấy thìa nhỏ natri peoxit cho vào ống nghiệm Dùng ống nhỏ giọt thêm vào vài giọt nước Tìm cách thử khí ra? Làm lại thí nghiệm nhúng ống nghiệm vào cốc đựng nước lạnh ( hỗn hợp nước nước đá) So sánh tượng hai trường hợp Viết phương trình phản ứng Thí nghiệm 4: Tác dụng natri peoxit với KMnO4 a Hoá chất dụng cụ: natri peoxit; dung dịch KMnO4 0,005N; axit H2SO4 20%; ống nghiệm; thìa thuỷ tinh b Tiến hành: Cho vào ống nghiệm ml dung dịch KMnO4, thêm vào 1-2ml giọt dung dịch axit H2SO4 lỗng Thêm vào ống nghiệm natri peoxit Quan sát thay đổi màu sắc dung dịch viết phương trình phản ứng Thí nghiệm 5: Tính chất muối cacbonat a Hoá chất dụng cụ: natri cacbonat; natri hiđro cacbonat; nước cất; phenolphtalein; dung dịch metyl da cam; bình kíp điều chế khí CO2 bình cầu có nhánh; bình tinh chế khí chứa dung dịch NaHCO3; ống nghiệm; bình tam giác; ống dẫn khí b Tiến hành: - Trong hai ống nghiệm đựng khoảng 3ml nước cất, thêm vào ống tinh thể NaHCO3 Lắc ống nghiệm cho muối tan hết Thêm vào ống thứ vài giọt dung dịch phenolphtalein ống thứ hai thêm vài giọt dung dịch metyl da cam Nhận xét - Lặp lại thí nghiệm thay Na2CO3 So sánh thay đổi màu chất thị hai trường hợp - Ttong bình hình nón chứa 10 ml nước cất, thêm vào tinh thể Na2CO3, lắc bình cho muối tan hết Thêm vào vài giọt dung dịch phenolphtalein Cho từ từ luồng khí cacbon đioxit điều chế được(đã qua bình tinh chế) qua dung dịch Nhận xét tượng Thí nghiệm 6: Tác dụng natri peoxit với nhôm bột.(chứng minh natri peoxit chất oxi hoá mạnh) a Hoá chất dụng cụ: natri peoxit; nhôm bột; lọ đựng nước cất có ống nhỏ giọt; thìa thuỷ tinh; lưới amiăng; đũa thuỷ tinh b Tiến hành: Lấy hai amiăng Dùng thìa thuỷ tinh đổ lên thứ thìa natri peoxit, sau đổ lên lớp nhơm bột, trộn thành hỗn hợp có chiều dày khoảng 1cm Nhỏ vào hỗn hợp 1-2 giọt nước Hỗn hợp bốc cháy với ánh sáng chói Trên lưới thứ hai trộn hỗn hợp gồm hai chất Dùng đũa thuỷ tinh hơ nóng, đưa vào hỗn hợp Hỗn hợp bốc cháy mạnh - 113 - BÀI NHÔM VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA NHÔM MỤC TIÊU: Thực số phản ứng thể tích chất nhơm Thực số phản ứng thể tích chất hợp chất nhơm I Chuẩn bị lý thuyết - Tính chất Al Kim loại - Tính chất Al(OH)3, điều chế Al(OH)3 - Tính chất điều chế muối Sulphat nhơm, phèn nhơm - Kali II.Tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm 1: Tác dụng nhôm với dung dịch axit a Hố chất dụng cụ: Nhơm hạt, dung dịch axit HCl 1N, axit H2SO4 1N, axit HCl đặc, axit HNO3 đặc, H2SO4 đặc, ống nghiệm, đèn cồn b Tiến hành : - Lần lượt cho vào ống nghiệm ống 1-2ml dung dịch axit HCl loãng, H2SO4 loãng, axit HNO3 loãng Thêm vào ống vài hạt nhôm ( cần nghiêng ống nghiệm cho nhôm rơi theo thành ống) Quan sát tượng Đung nóng dung dịch Quan sát tượng so sánh - Lặp lại thí nghiệm tương tự thay axit đặc Thí nghiệm 2: Sự thụ động hố nhơm a Hố chất dụng cụ: Thanh nhơm, dung dịch axit HCl 2N, dung dịch HNO3 đặc, nước cất, giấy lọc, ống nghiệm, chậu thuỷ tinh b Tiến hành: Lấy hai ống nghiệm: ống (1) đựng dung dịch HCl đặc ống (2) đựng HNO3 đặc Nhúng nhôm vào ống thứ Quan sát tượng Lấy nhôm khỏi ống (1), rửa nước cất, lau khô giấy lọc, sau nhúng vào ống (2) đựng dung dịch axit HNO3 đặc thời gian 10 phút Lấy nhôm khỏi ống (2), rửa lại nước cất lần nhúng vào ống chứa axit HCl Quan sát tượng Thí nghiệm 3: Tác dụng nhơm với dung dịch kiềm a Hố chất dụng cụ: Nhôm hạt, dung dịch NaOH 2N, ống nghiệm b Tiến hành: cho vào ống nghiệm 2-3ml dung dịch NaOH, thêm vào vài hạt nhôm ( nghiêng ống nghiệm cho hạt nhôm trượt theo thành ống) Nhận xét tượng giải thích nguyên nhân xảy phản ứng Thí nghiệm 4: Tác dụng nhơm với oxi với nước a Hoá chất dụng cụ: Thanh nhôm, dung dịch HgCl2, dung dịch CuCl2, nước cất, rượu etylic, bát sứ, cốc, mặt kính đồng hồ, giấy ráp, giấy lọc, đèn b Tiến hành: - 114 - Dùng giấy ráp đánh lớp oxit bề mặt sáu nhơm, sau nhúng vào rượu etylic (để rửa vết nhờn), dùng giấy lọc lau khô - Thanh 1: để n ngồi khơng khí, sau thời gian quan sát bề mặt nhôm - Thanh 2: nhúng vào nước nóng Quan sát tượng - Thanh 4: đặt lên bát sứ, nhỏ lên giọt dung dịch muối HgCl2 Sau phút, rửa nước, đặt (3) lên mặt kính đồng hồ để n khơng khí Thanh (4) nhúng vào cốc nước nóng Quan sát tượng xảy bề mặt nhôm (3) (4) So sánh tượng xảy (1) với (3), (2) với (4) - Tiến hành tương tự 3,4 6, thay dung dịch HgCl2 dung dịch CuCl2 Thí nghiệm 5: Điều chế tính chất lưỡng tính nhơm hiđroxit a Hố chất dụng cụ: dung dịch nhôm sunfat (hoặc nhôm clorua), dung dịch NH3 đặc, axit HCl đặc, NaOH, nhơm vụn, bình kíp bình cầu có nhánh điều chế khí CO2, cốc, ống nghiệm, giấy lọc, phễu lọc, giá sắt b Tiến hành - Trong nghiệm mối ống 1-2ml dung dịch muối nhôm sunfat, thêm vào ống từ từ giọt dung dịch NH3 có kết tủa Quan sát màu sắc trạng thái kết tủa thu + Ống 1: để so sánh + Ống 2: cho thêm từ từ giọt dung dịch HCl + Ống 3: cho thêm từ từ giọt dung dịch NaOH Nhận xét so sánh tượng ống nghiệm Nêu kết luận tính chất nhơm hiđroxit - Lấy khoảng 0,5 gam nhôm vụn cho tan vào dung dịch NaOH (khi nhôm ngừng tan, cho thêm NaOH để nhôm tan hết) Lọc dung dịch Chia dung dịch nước lọc thành hai phần không vào hai ống nghiệm + Ống 1: phần nhiều hơn, cho thêm từ từ luồng khí CO2 qua Theo dõi tượng + Ống 2: đun nóng dung dịch đến sôi cho từ từ giọt dung dịch bão hồ amoni clrrua Theo dõi tượng Thí nghiệm 6: Tác dụng nhơm với iot a Hố chất dụng cụ: iot tinh thể, nước cất, gạch men, bình 50ml có nút, cối, chày sứ b Tiến hành: Iot tinh thể làm khơ bình khơ canxi clorua, vành bình làm khơ bột tan ( không bôi vadơlin) Nghiền tinh thể iot cối sứ Dùng thìa nhỏ lấy hỗn hợp bột nhơm iot nghiền nhỏ với thể tích nhau, cho vào lọ có nút cẩn thận lắc nhẹ để trộn Đổ hỗn hợp lên gạch men, vun thành đống nhỏ, dùng đũa thuỷ tinh ấn thành lõm đống, thêm 1-2ml giọt nước Sau 23 phút, phản ứng bắt đầu xảy mạnh, toả nhiệt phát sáng, có màu tím Viết phương trình phản ứng Ghi chú: - iot độc nên lấy hỗn hợp để làm thí nghiệm - Trong thí nghiệm nước nóng đóng vai trị làm xúc tác Thí nghiệm 7: Điều chế phèn nhơm a Hố chất dụng cụ: - 115 - K2SO4 tinh thể, Al2(SO4)3 tinh thể, nước cất, cân điện tử, cốc, đèn, phễu lọc, giấy lọc, đũa thuỷ tinh b Tiến hành - Dùng cân điện tử cân 18,4gam K2SO4 tinh thể cho vào cốc thêm 70ml nước cất Cân 70,2gam Al2(SO4)3 18H2O tinh thể cho vào cốc chứa 60ml nước Đun nóng hai dung dịch đến 1000C, trộn hai dung dịch với nhau, dùng đũa thuỷ tinh khuấy mạnh Sau thời gian ngắn dung dịch bắt đầu bị vẩn đục, tinh thể muối kép K2SO4 Al2(SO4)3.24H2O tách Làm nguội, lọc tách tinh thể làm khô hai tờ giấy lọc - Tinh chế phèn nhôm từ phèn nhôm kĩ thuật Dùng cân điện tử cân 200gam phèn kĩ thuật, cho vào cốc, thêm 200ml nước nóng, dùng đũa thuỷ tinh khuấy cho phèn tan hết Lọc dung dịch nóng để nguội Tinh thể phèn tách Làm khô phèn hai tờ giấy lọc - Quan sát hình dạng tinh thể phèn kính hiển vi Ghi - Tinh thể phèn nhơm –kali suốt khơng màu, hình tám mặt - Phèn nhơm –kali khơng bị thăng hoa ngồi khơng khí Khi nung đến 920C phèn nóng chảy nước kết tinh, đến 1200C nước kết tinh biến dạng khan, gọi bột phèn phi - 116 - BÀI KẼM VÀ HỢP CHẤT CỦA KẼM MỤC TIÊU: Thực số phản ứng thể tích chất Kẽm Thực số phản ứng thể tích chất hợp chất Kẽm I Chuẩn bị lý thuyết - Tính chất Kẽm - Tính chất Kẽm Oxit Kẽm Hidroxit II.Tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm 1: Tác dụng kẽm với dung dịch axit a.Hoá chất dụng cụ: dung dịch axit HCl, HNO3, H2SO4 loãng đặc, H2SO4 2N tinh khiết, Zn hạt, CuSO4, ống nghiệm b.Tiến hành Lấy riêng vào ống nghiệm dung dịch HCl, HNO3, H2SO4 loãng đặc Bỏ vào ống nghiệm mảnh kẽm nhỏ Quan sát tượng xảy Bỏ vào mảnh kẽm vào ống nghiệm thêm vào 1ml dung dịch H2SO4 2N loại tinh khiết Quan sát tượng xảy Sau thêm vào ống nghiệm vài giọt dung dịch CuSO4 So sánh tốc độ phản ứng trước sau thêm CuSO4 Thí nghiệm 2: Tác dụng kẽm với dung dịch kiềm a.Hoá chất dụng cụ: kẽm bột, dung dịch NaOH 5%, dung dịch NH3 25%, dung dịch NH4Cl bão hồ, hố chất dụng cụ điều chế khí CO2, ống nghiệm b.Tiến hành Cho bột kẽm vào ống nghiệm khơ, sau thêm khoảng 10ml dung dịch NaOH 5% Sau phản ứng kết thúc, lọc lấy dung dịch Cho luồng khí CO2 khử hết axit HCl từ từ lội qua dung dịch có kết tủa xuất Quan sát màu săc kết tủa Lấy hai ống nghiệm khác, cho vào ống bột kẽm - ống 1: thêm vào dung dịch NH3 25% - ống 2: thêm vào dung dịch bão hồ NH4Cl Đun nhẹ theo dõi tượng Thí nghiệm 3: Điều chế tính chất kẽm hiđroxit a.Hố chất dụng cụ: dung dịch ZnCl2, dung dịch NaOH, dung dịch HCl, dung dịch NH3, ống nghiệm b.Tiến hành: Trong ống nghiệm chứa khoảng 3ml dung dịch ZnCl2 cho từ từ giọt dung dịch NaOH xuất kết tủa Quan sát màu sắc kết tủa Chia kết tủa vào ba ống nghiệm: - ống 1: tiếp tục cho từ từ dung dịch NaOH Theo dõi tượng - ống 2: Cho thêm giọt dung dịch HCl Theo dõi tượng - ống 3: Cho thêm từ từ giọt dung dịch NH3 Theo dõi tượng Thí nghiệm 4: Tính chất kẽm oxit a.Hoá chất dụng cụ: kẽm oxit, dung dịch axit HCl, dung dịch NaOH, dung dịch NH3, ống nghiệm - 117 - b.Tiến hành: cho vào ống nghiệm khác ống ml dung dịch HCl, NaOH, NH3 Sau cho vào ống kẽm oxít Quan sát tượng - 118 - BÀI 10 TÍNH CHẤT CỦA CROM- MANGAN VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA CHÚNG MỤC TIÊU Thực số phản ứng thể tích chất Crom, Mangan Thực số phản ứng thể tích chất hợp chất Crom, Mangan I Chuẩn bị lý thuyết - Tính chất Crom, Mangan - Tính chất hợp chất Crom, Mangan II Tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm 1: Tác dụng Crom với dung dịch axit lỗng a Hố chất dụng cụ: Crom kim loại, dung dịch axit HCl 2N, dung dịch axit H2SO4 2N, dung dịch NaOH, ống nghiệm b Tiến hành: Lấy vào hai ống nghiệm, ống thứ 2ml dung dịch HCl 2N ống thứ hai 2ml H2SO4 2N Bỏ vào ống mẫu nhỏ Cr kim loại Đậy nhanh ống nghiệm nút Quan sát tượng xảy Sau phản ứng kết thúc, nhỏ vào dung dịch thu 1ml dung dịch NaOH 2N Quan sát màu kết tủa Cr(OH)2 tạo thành oxi hố oxi khơng khí Viết phương trình phản ứng xảy Thí nghiệm 2: Điều chế dung dịch CrCl2 a Hố chất dụng cụ: dung dịch CrCl3, dung dịch HCl đặc, Zn, benzen hay toluen, ống nghiệm b Tiến hành: Lấy vào ống nghiệm 2-3ml dung dịch CrCl3 thêm vào 5-6 ml dung dịch HCl đặc Bỏ vào vài viên kẽm nhỏ vào dung dịch Sau cho tiếp khoảng 0,5ml benzen hay toluen Quan sát thay đổi màu dung dịch Viết phương trình phản ứng xảy Thí nghiệm 3: Tính chất CrCl2 a Hoá chất dụng cụ: dung dịch CrCl2, tinh thể CH3COONa, ống nghiệm, giá sắt, kẹp sắt b Tiến hành - Rót dung dịch CrCl2 vào ống nghiệm Đặt ống nghiệm lên giá, để khơng khí Quan sát thay đổi màu dung dịch Viết phương trình phản ứng xảy - Bỏ tinh thể CH3COONa vào ống nghiệm khác Rót nhanh dung dịch CrCl2 vào Quan sát giải thích tượng xảy Viết phương trình phản ứng Thí nghiệm 4: Điều chế tính chất dung dịch Cr(OH)3 a Hoá chất dụng cụ: dung dịch Cr2(SO4)3; dung dịch NaOH, dung dịch axit HCl, dung dịch NH3 - 119 - b Tiến hành: Cho vào ống nghiệm khoảng 2-3ml dung dịch Cr2(SO4)3, thêm từ từ giọt dung dịch NH3 xuất kết tủa Quan sát màu sắc kết tủa Chia kết tủa vào ống nghiệm khác nhau: - Ống 1: Tiếp tục cho dung dịch NH3 dư vào - Ống 2: Cho từ từ giọt dung dịch NaOH Theo dõi tượng màu sắc dung dịch sau phản ứng - Ống 3: Cho thêm từ từ giọt dung dịch axit HCl Theo dõi tượng màu sắc dung dịch thu Thí nghiệm 5: Tính chất CrCl3 a Hố chất dụng cụ: tinh thể CrCl3, dung dịch Na2S, NaOH 2N, dung dịch Br2, ống nghiệm, đèn cồn, giá sắt, kẹp sắt b Tiến hành: Lấy tinh thể CrCl3 hồ tan ống nghiệm Chia dung dịch vào ống nghiệm: - ống 1: để so sánh - ống 2: Nhúng vào dung dịch mảnh giấy quì xanh Nhận xét thay dổi màu giấy quì - ống 3: Đun dung dịch đến sôi Nhận xét thay đổi màu sắc dung dịch so với ống để nguội dung dịch Nhận xét thay đổi màu tiếp tục so với ống - ống 4: Thêm vài giọt dung dịch Na2S vào ống nghiệm Quan sát tượng xảy Viết phương trình phản ứng - ống 5: Thêm vào từ từ giọt dung dịch NaOH 2N sau cẩn thận thêm 2-3 giọt dung dịch Br2 Đun nóng ống nghiệm Quan sát thay đổi màu dung dịch ống nghiệm Viết phương trình phản ứng Thí nghiệm 6: Tính oxi hoá hợp chất crom (VI) a Hoá chất dụng cụ: dung dịch kali đicromat, dung dịch (NH4)2S, dung dịch KI, dung dịch FeSO4, dung dịch axit H2SO4, dung dịch kali cromat, hiđro peoxit, ống nghiệm, đèn cồn, giá sắt, kẹp sắt b Tiến hành Lấy hai ống nghiệm, cho vào ống 1-2ml dung dịch K2Cr2O7, thêm vào ống ba giọt dung dịch axit H2SO4, cho từ từ giọt dung dịch (NH4)2S vào ống thứ KI vào ống thứ hai Nhận xét tượng Lấy dung dịch K2CrO4 vào ống nghiệm, thêm vào 2-3 giọt dung dịch (NH4)2S Đun nóng nhẹ hỗn hợp Quan sát giải thích tượng xảy Lấy vào ống nghiệm dung dịch : H2O2, KI FeSO4, axit hoá dung dịch giọt axit H2SO4 lỗng Thêm vào 3-4 giọt dung dịch K2CrO4 Quan sát tượng xảy Thí nghiệm 7: Muối tan cromic a Hoá chất dụng cụ: dung dịch K2CrO4, dung dịch Ba(NO3)2, dung dịch Pb(NO3)2, dung dịch AgNO3, ống nghiệm b Tiến hành: Lấy ống nghiệm ống đựng 2-3ml dung dịch KClO3, thêm vào ống giọt dung dịch Ba(NO3)2, Pb(NO3)2, AgNO3 Nhận xét màu sắc kết tủa (BaCrO4 : màu vàng; PbCrO4: màu vàng; Ag2CrO4: màu nâu đỏ) - 120 - Thí nghiệm 8: Tính khử Mn(II) a Hoá chất dụng cụ: dung dịch MnSO4, dung dịch NaOH, dung dịch H2O2 3%, PbO2, dung dịch HNO3, ống nghiệm b Tiến hành: Lấy hai ống nghiệm, ống chứa 1-2ml dung dịch MnSO4 - Ống cho thêm bột chì đioxit, sau thêm 1-2ml dung dịch HNO3 Đun sôi dung dịch Nhận xét thay đổi màu dung dịch so với trước phản ứng - Ống 2: cho thêm vài giọt dung dịch NaOH, sau thêm vài ml dung dịch H2O2 Nhận xét tượng Thí nghiệm 9: Tính oxi hố kali pemanganat a Hoá chất dụng cụ: dung dịch KMnO4, dung dịch axit CH3COOH, NaOH rắn, dung dịch HCl, dung dịch nước clo, tinh thể K2SO3, ống nghiệm b Tiến hành Lấy ống nghiệm, ống đựng 1-2ml dung dịch KMnO4 - Ống 1: để so sánh - Ống 2: cho thêm giọt dung dịch axit CH3COOH dung dịch đổi màu tạo kết tủa đen Giải thích tượng - Ống 3: cho thêm vài giọt dung dịch axit HCl dung dịch đổi màu, sau thêm vài hạt NaOH rắn Nhận xét tượng Lấy hai ống nghiệm khác, ống đựng 1-2ml dung dịch KMnO4 - Ống 1: cho thêm giọt dung dịch nước clo Nhận xét tượng - Ống 2: cho thêm tinh thể K2SO3 Theo dõi tượng - 121 - ... ứng oxi - hóa khử hồn tồn lý thuyết (dữ liệu từ bảng phụ lục) LƯỢNG GIÁ H? ?y trình b? ?y Phản ứng oxi hóa - khử ? H? ?y trình b? ?y Pin Ganvani ? H? ?y trình b? ?y Phương trình Nernst ? H? ?y trình b? ?y Quan... hệ nồng độ H+, pH phản ứng môi trường biểu diễn sau: Mơi trường trung tính Mơi trường axit Môi trường kiềm + [H] 1 0- 1 0- 1 0- 1 0- 1 0- 1 0- 1 0- 1 0- 1 0- 1 0- 1 0- 1 0- 1 0- 101 10 11 12 13 14 mol/L pH... trình b? ?y dung dịch chất điện ly, thuyết điện ly Arrhenius? H? ?y trình b? ?y điện ly nước, tích số ion nước, khái niệm pH? H? ?y trình b? ?y dung dịch đệm? - 44 - CHƯƠNG PHẢN ỨNG OXI HĨA - KHỬ VÀ DỊNG