THÍ
NGHIỆM MƠ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ QUANSÁT HIỆN TƯỢNG TRÌNH ,TÍNH TỐN VÀ RÚT RA KẾT LUẬNGIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG ,VIẾT PHƯƠNG
1
Lấy 1ml dd H2SO4 10% cho vào ống nghiệm, cho vào đĩ một hạt kẽm kim loại. Ta thấy cĩ bọt khí xuất hiện bám quanh hạt kẽm nhưng phản ứng chậm.
Khi cho thêm 2 giọt dd CuSO4
0,1M ta thấy khí thốt ra nhiều hơn, phản ứng nhanh hơn, cĩ tủa đỏ tạo thành.
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2
Khí hydro thốt ra bám quanh hạt kẽm làm giảm diện tích tiếp xúc giữa kẽm và acid nên phản ứng chậm.
Vì khi cho CuSO4 vào thì Zn sẽ tác dụng với CuSO4 tạo đồng bám trên bề mặt hạt kẽm:
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu
Và khi đĩ hạt kẽm sẽ trở thành một pin điện hĩa trong đĩ đồng đĩng vai trị là cực âm nên H+ nhận điện tử chuyển thành khí hydro thốt ra ở đồng. Chính vì vậy khơng gây cản trở sự tiếp xúc giữa Zn và H2SO4 nên phản ứng xảy ra nhanh.
Kết luận:
Kẽm cĩ tính khử, nĩ đẩy kim loại hoạt động yếu hơn ra khỏi muối của nĩ.
2 Làm sạch bề mặt kẽm bằng cách
cho tác dụng với HCl đặc trước. Sau đĩ cho kẽm lần lượt tác dụng trong điều kiện đun nĩng:
− Với H2O: ở điều kiện thường kẽm khơng tác dụng với nước nhưng khi được sử lý bằng HCl sau đĩ mới cho vào nước ban đầu cĩ nhiều bọt khí bay lên sau đĩ giảm dần.
− Với H2SO4 lỗng: cĩ bọt khí quanh hạt kẽm, tạo dung dịch khơng màu.
− Với H2SO4 đặc: thấy cĩ sủi bọt khí. Khi đun nĩng phản ứng nhanh hơn và cĩ khí mùi sốc.
− Với HNO3 lỗng: sủi bọt khí khơng màu, phản ứng diễn ra chậm và tỏa nhiệt.
− Với HNO3 đặc: phản ứng
Theo lý thuyết thì kẽm tác dụng được với nước tạo hydroxit kẽm nhưng ở điều kiện thường kẽm bị bao phủ bởi một lớp oxit ZnO bền ngăn cản sự tiếp xúc của Zn với nước.Sau khi xử lý bằng HCl lớp ZnO bị hịa tan, làm lộ ra lớp Zn nguyên chât phản ứng với H2O:
Zn + H2O Zn(OH)2 + H2
Lớp Zn(OH)2 khơng tan ngăn Zn phản ứng với H2O.Do đĩ cĩ thể coi phản ứng khơng xảy ra.
Zn + H2SO4 lỗng ZnSO4 + H2
Zn + H2SO4 đđ →to ZnSO4 + SO2 + H2O 5Zn+12HNO3 lỗng 5Zn(NO3)2 +N2+ 6H2O
diễn ra mãnh liệt, tỏa nhiệt mạnh, cĩ khí màu nâu bay ra.
− Với NaOH lỗng: miếng kẽm trắng hơn và cĩ bọt khí trên bề mặt hạt kẽm, cĩ tạo các hạt rắn nhỏ màu đen.
− Với NaOH đặc: xuất hiện bọt khí li ti nhưng rất ít.
− Với NH4OH: xuất hiện những bọt khí li ti nhưng rất ít.
− Với NH4Cl bão hịa: khi để nguội khơng thấy hiện tượng gì. Cịn khi đun nĩng phản ứng xảy ra rất chậm, cĩ bọt khí li ti bám quanh miếng kẽm.
− Với ZnCl2 bão hịa, đun nĩng: cĩ rất ít bọt khí thốt ra. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Zn+4HNO3 đặc Zn(NO3)2 + NO2 +H2O Zn + 2H2O + 2OH- [Zn(OH)4]2- + H2
Các hạt rắn nhỏ màu đen là do kẽm chuyển dạng thù hình.
Do dd đặc nên làm cho dung dịch khuếch tán chậm nên phản ứng xảy ra chậm. Zn+4NH3+2H2O [Zn(NH3)4](OH)2 + H2 Zn + 2H2O Zn(OH)2 + H2 Zn(OH)2+4NH4Cl→to [Zn(NH3)4]Cl2+2HCl+2H2O Zn + H2O Zn(OH)2 + H2 Zn(OH)2 + ZnCl2 →to Zn[Zn(OH)2Cl2] Kết luận:
− Zn là kimloại lưỡng tính cĩ khả năng phản ứng với acid và bazơ cho khí hydro bay ra.
− Zn tạo phức được với dd NH3 và NH4Cl bão hịa.
3 Lấy vào 4 ống nghiệm, mỗi ống 5
giọt dd mỗi loại lần lượt là: Zn2+, Cd2+, Hg2+, Hg22+. Thêm từng giọt dd NaOH 2N đến khi tạo thành kết tủa.
− Ống nghiệm chứa Zn2+: xuất hiện kết tủa màu trắng.
•Khi cho dư NaOH ta thấy kết tủa tan ra.
•Khi cho HCl vào thì tủa cũng tan và tan nhanh hơn trong NaOH dư.
− Ống nghiệm chứa Cd2+: xuất hiện kết tủa màu trắng.
•Khi cho dư NaOH vào thì tủa vẫn khơng tan.
•Khi cho HCl vào thì tủa tan nhưng chậm.
− Ống nghiệm chứa Hg2+: xuất
Zn2+ + 2OH- Zn(OH)2 Zn(OH)2 + NaOH Na2ZnO2 +2H2O
Zn(OH)2 + 2HCl ZnCl2 + H2O
Cd2+ + 2OH- Cd(OH)2 Cd(OH)2 + 2HCl CdCl2 + H2O
hiện kết tủa màu vàng.
•Khi cho dư NaOH vào thì tủa vẫn khơng tan.
•Khi cho dư HCl vào thì tủa tan ra.
− Ống nghiệm chứa Hg22+: xuất hiện tủa đen.
•Khi cho dư NaOH vào thì tủa vẫn khơng tan.
•Khi cho HCl vào thì tủa đen chuyển thành màu trắng.
Hg(OH)2 HgOvàng + H2O
HgO +2HCl HgCl2 + H2O
Hg22+ + 2OH- Hg2(OH)2 Hg2(OH)2 HgO+ Hg + H2O Chính màu của dạng thù hình của Hg cĩ màu đen Hg + HgO + 2 HCl Hg2Cl2 trắng + H2O
Kết luận:
− Zn(OH)2 thể hiện tính lưỡng tính và tính lưỡng tính giảm từ Zn đến Hg.
− Các hydroxit của kim loại IIB cĩ độ bền giảm khi đi từ Zn đến Hg. Hydroxit của Hg2+ và Hg22+
khơng bền, dễ phân hủy cho oxit tương ứng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4
Lần lượt cho vào 3 ống nghiệm, mỗi ống 4 giọt dung dịch muối:
− Ống 1: ZnCl2 0,5M. − Ống 1: CdCl2 0,5M. − Ống 1: HgCl2 0,5M.
Thêm từng giọt NH4OH đậm đặc đến dư. Ta thấy:
− Ống 1: xuất hiện kết tủa trắng, cho dư NH4OH thì tủa tan tạo dd khơng màu.
− Ống 2: xuất hiện kết tủa trắng, cho dư NH4OH thì tủa tan tạo dd khơng màu.
− Ống 3: xuất hiện kết tủa vàng và khơng tan khi cho NH4OH dư.
ZnCl2+2NH4OH Zn(OH)2 +2NH4Cl Zn(OH)2+4NH4OH[Zn(NH3)4](OH)2 + H2O
CdCl2+2NH4OH Cd(OH)2 +2NH4Cl Cd(OH)2+4NH4OH[Cd(NH3)4](OH)2 + H2O
HgCl2+2NH4OH Hg(OH)2 +2NH4Cl Hg(OH)2 HgOvàng + H2O
Kết luận:
− Từ Zn đến Hg thì khả năng tạo phức amiacat giảm dần.
5
Điều chế thuốc thử Nester:
Lấy 2 giọt dd Hg2+ 0,1M. Thêm từng giọt dd KI. Ta thấy cí kết tủa đỏ cam xuất hiện.
Tiếp tục cho KI đến dư, ta thấy tủa tan dần tạo dd màu vàng trong.
− Thêm 5-6 giọt dd NaOH 20%. Ta thấy màu của dd chuyển sang vàng sậm. Thử tác dụng của thuốc thử Nester với dd NH4+ hay dd NH3. Ta thấy xuất hiện kết tủa đỏ gạch.
− Nếu khơng thêm dd NaOH 20% mà khơng thêm ngay dung dịch NH4+ hay dd NH3 thì khơng cĩ hiện tượng gì xảy ra. Chứng tỏ NaOH làm mơi trường cho phản ứng của thuốc thử.
Hg(NO3)2+ 2KI HgI2 + 2KNO3
đỏ cam HgI2 + 2KI K2[HgI4]
Phức tan màu vàng
2K2[HgI4]+3KOH+NH37KI+2H2O+Hg2NI.H2O đỏ gạch
Ứng dụng: Thuốc thử Nester dùng để định tính và
đinh lượng tạp chất NH3 và muối amoni ở trong các chất.
6
Lấy 4 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 5 giọt dd muối Hg2+ và 1 giọt dd SnCl2. Ta thấy cĩ kết tủa màu trắng.
Ly tâm cả 4 ống nghiệm trên, chắt bỏ phần dung dịch.
− Ống 1: tiếp tục cho thêm vài giọt SnCl2 ta thấy kết tủa chuyển sang màu xám đen.
− Ống 2: thêm 1ml HCl lỗng, đun nĩng. Ta thấy tủa tan chậm tạo dd màu vàng nhạt, đồng thời xuất hiện kết tủa xám dưới đáy ống nghiệm.
− Ống 3: thêm 1ml HCl đặc, đun nĩng. Ta thấy tủa tan nhanh hơn so với ống 2. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
− Ống 4: thêm 1ml dd NaCl bão hịa, đun nĩng. Ta thấy kết tủa tan chậm và tạo dd màu vàng nhạt, dưới đáy ống nghiệm cĩ lớp tủa màu xám.
2HgCl2 + SnCl2 Hg2Cl2trắng + SnCl4 Do Sn2+ cĩ tính khử nên khử Hg22+ thành Hg: Hg2Cl2 + SnCl2 SnCl4 + 2Hg đen Hg2Cl2 + 2HCl H2[Hg2Cl4] Phức tan màu vàng
Tủa xám dưới đáy ống nghiệm là Hg do trong dd ion Hg22+ cĩ cân bằng phân hủy:
Hg22+ Hg + Hg2+
Hg2Cl2 +2NaCl Na2[Hg2Cl4] Phức tan màu vàng
Kết luận: Hg22+ vừa cĩ tính khử vừa cĩ tính oxy hĩa.