Tiếp theo, chúng tôi tiến hành cải tiến một số thí nghiệm hóa vô cơ THPT.
Lưu ý: Các thí nghiệm cải tiến trong bảng 2.3 được sắp xếp một cách tương đối theo trình tự các chương trong sách giáo khoa hóa học 10, 11, 12. Với các số thứ tự có đánh dấu “*”, chúng tôi sẽ trình bày cách cải tiến ngay sau bảng 2.3, các thí nghiệm còn lại được lưu trong CD đính kèm.
Bảng 2.3. Một số thí nghiệm cải tiến
STT Tên thí nghiệm
1 Điều chế khí Clo bằng phương pháp điện phân và chứng minh tính oxi hóa clo mạnh hơn iot
2 So sánh khả năng tác dụng của clo với nước và với NaOH 3 Tính không bền của các muối bạc halogenua (Làm giấy ảnh) 4 Axit clohiđric tác dụng kim loại
5 Tính oxi hóa của KClO3
6 Tác dụng của iot với hồ tinh bột 7* Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm 8* Điều chế oxi bằng cách điện phân nước 9* Oxi tác dụng kim loại (pháo hoa) 10* Oxi tác dụng với hiđro
11* Oxi tác dụng rượu etylic (phun lửa)
12* Sự phân hủy hiđro peoxit khi có mặt chất xúc tác 13* SO2 làm mất màu dd Br2, KMnO4
14* Tính chất hóa học của H2SO4 15* Tính dẫn điện dung dịch điện li
16 Tính bazơ yếu và khả năng tạo phức của dd NH3 (bó hoa đổi màu) 17 Điều chế axit nitric
18 Kim loại tác dụng muối– Dãy điện hóa (biến sắt thành nhẫn đồng, nhẫn đồng thành nhẫn bạc)
19* Pin điện hóa (Pin trái cây)
20 Tính oxi hóa muối đicromat (núi lửa)
T.N 7: Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm
*Cách 1: Thu khí oxi bằng phương pháp dời chỗ nước
−Hóa chất: H2O2, MnO2 (có thể tìm kiếm hóa chất như hướng dẫn ở mục 2.2.4) −Dụng cụ: như hình 2.41.
Hình 2.41. Dụng cụ điều chế oxi bằng phương pháp dời chỗ nước
(1): Bình tạo khí: dùng 1 đinh sắt nung nóng xuyên qua nắp bình nhựa, sau đó xỏ ống dẫn khí vào, nếu thấy chưa kín thì dùng đất sét bọc xung quanh.
(2): Cầu thu khí: để giữ các lọ thu khí. Dùng sợi nhôm lấy từ móc quần áo, tùy theo kích thước chậu nước và lọ thủy tinh thu khí mà làm cầu thu khí lớn hay nhỏ, dài hay ngắn, bố trí một hay nhiều cầu thu khí.
(3): Lọ thủy tinh thu khí. (4): Chậu nước.
Tiến hành
−Cho các lọ thủy tinh thu khí vào chậu nước, để nước ngập đầy các lọ. Đặt các lọ thẳng đứng (miệng lọ vẫn ngập trong nước) lên cầu thu khí.
−Cho dd H2O2 vào bình nhựa, đổ tiếp một ít MnO2 vào, đậy nắp bình lại, dẫn khí sinh ra vào các lọ thu khí.
*Cách 2: Điều chế oxi trong ống tiêm
Chuẩn bị
−Hóa chất: H2O2, MnO2 (có thể tìm kiếm hóa chất như hướng dẫn ở mục 2.2.4)
−Dụng cụ: ống tiêm, nắp đựng hóa chất (bỏ vừa vào xilanh), nắp đậy xilanh, bình nhựa.
Hình 2.42. Dụng cụ điều chế oxi trong ống tiêm
Tiến hành
−Bỏ 1 ít MnO2 vào nắp đựng hóa chất.
−Rút pittông ra khỏi ống tiêm, dùng ngón tay đậy 1 đầu xilanh và đổ đầy nước vào (hình 2.43.a).
(2) (1)
−Đặt nắp đựng hóa chất nổi trên mặt nước (hình 2.43.b).
−Thả ngón tay đang đậy xilanh ra, đặt ống tiêm thẳng đứng trên bình nhựa cho nắp đựng hóa chất được đưa xuống phía dưới mà hóa chất không bị đổ, ướt (hình 2.43.c).
−Vẫn giữ xilanh thẳng đứng, bỏ pittông vào xilanh (hình 2.43.d).
−Đổ 1 ít dd H2O2 vào cốc hoặc đĩa nhỏ, hút 3 – 5 ml vào xilanh, đậy xilanh lại (hình 2.43.e, f).
−Lắc xilanh lên xuống, khí sinh ra sẽ đẩy pittông lên cao dần.
−Mở nắp đậy xilanh, nhấn pittông xuống đẩy chất lỏng sau phản ứng ra khỏi xilanh rồi đậy nhanh xilanh lại để khí không thoát ra ngoài (hình 2.43.g). Khi nào cần dùng khí để làm thí nghiệm thì mở nắp đậy xilanh, gắn ống dẫn khí vào đầu xilanh, nhấn pittông đẩy khí thoát ra.
Lưu ý: Nếu mặt trong của ống tiêm vẫn còn bám các hóa chất rắn, có thể làm sạch bằng cách:
−Mở nắp đậy xilanh, hút vào khoảng 5 ml nước rồi đậy lại, lắc lên xuống để rửa sạch bề mặt xilanh (hình 2.43.h).
−Mở nắp đậy xilanh, bơm nước ra ngoài và đậy nắp xilanh lại (hình 2.43.g). −Nếu chưa sạch, lặp lại vài lần như trên.
(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h)
Hình 2.43. Điều chế oxi trong ống tiêm
T.N 8: Điều chế oxi bằng cách điện phân nước
Chuẩn bị
−Hóa chất: Nước (có thể thêm một ít dd NaOH). −Dụng cụ: 1 ống tiêm, bình điện phân bằng ống tiêm.
*Cách làm bình điện phân bằng ống tiêm
−Vật liệu: 6 pin 1,5V, 2 ống tiêm, 2 kẹp giấy, 2 kẹp quần áo, 1 đoạn ống dẫn khí bằng cao su (vừa với đầu ống tiêm), bút chì, 2 sợi dây điện, băng keo, đèn cồn, cốc to.
−Bỏ 2 pittông, hơ nóng phần chân mỗi xilanh đến khi nóng cháy, nối chúng lại với nhau, cắt 2 đoạn ống dẫn khí (>5 cm) gắn vào đầu mỗi ống tiêm (hình 2.44.a).
−Lấy ruột bút chì, cắt đôi để làm 2 điện cực, cột 1 đầu dây điện vào điện cực, dùng băng keo dán cố định lại.
−Lắp các phần lại với nhau ta được dụng cụ điện phân như hình 2.44.b.
(a) (b)
Hình 2.44. Làm bình điện phân bằng ống tiêm
Tiến hành
−Đổ nước (dd NaOH) vào bình điện phân.
−Nối ống tiêm với các ống dẫn ở đầu mỗi cột thu khí, hút nước vào đầy các cột thu khí, dùng kẹp quần áo kẹp chặt lại sao cho nước được giữ trong các cột thu khí (hình 2.45.a,b).
−Nối 2 đầu dây còn lại của điện cực vào 2 đầu của nguồn điện, dán cố định bằng băng keo, khí sẽ dần sinh ra trong mỗi cột thu khí.
−Muốn sử dụng khí thu được để làm thí nghiệm, lấy 1 ống tiêm, nối vào ống dẫn khí trên đầu mỗi cột thu khí, hút khí sang ống tiêm (hình 2.45.c).
(a) (b) (c)
Hình 2.45. Điều chế oxi bằng cách điện phân nước
T.N 9: Oxi tác dụng kim loại (pháo hoa)
Chuẩn bị: dây kẽm, bột magiê, keo dán giấy.
Tiến hành
−Uốn dây kẽm thành hình trái tim (có thể tạo
mặt cười, chữ cái, ….như hình 2.46), bôi keo dán giấy lên và rắc bột magie phủ đều khắp phần kẽm hình trái tim, đem phơi thật khô.
−Dùng diêm đốt cháy 1 vị trí bất kì của trái tim, phản ứng sẽ nhanh chóng xảy ra, bắn các tia lửa sáng chói như pháo hoa.
Hình 2.46. Sợi kẽm được uốn thành các hình dạng khác nhau
T.N 10: Oxi tác dụng với hiđro
Chuẩn bị: Điều chế hiđro (như T.N 4) chứa khí trong 1 bong bóng đã buộc chặt, que diêm được nối vào 1 cái cây dài (khoảng 1,5 – 2m), băng keo.
Tiến hành
−Dùng băng keo dán bong bóng hiđro lên bảng (hình 2.47).
−Đốt cháy que diêm và đưa đến gần quả bóng (chú ý:
đứng xa quả bóng).
−Hiđro sẽ phản ứng với oxi không khí sinh ra nước bám
trên mặt bảng. Hình 2.47. Oxi tác dụng với hiđro
T.N 11: Oxi tác dụng rượu etylic (phun lửa)
Chuẩn bị: rượu etylic chứa trong 1 bình xịt (bình nước hoa, nước rửa kính đã hết,…), đèn cầy.
Tiến hành: Đốt đèn cầy và để cách bình xịt khoảng 20 cm. Khi xịt rượu ra ngoài, rượu sẽ cháy trong oxi không khí tạo thành một vệt lửa dài.
T.N 12: Sự phân hủy hiđro peoxit khi có mặt chất xúc tác
*Cách 1
−Đổ dd H2O2 vào khoảng 1/3 ống nghiệm (sử dụng ống nghiệm loại nhỏ, thấp) rồi đặt lên giá. Cho 1 ít MnO2 vào (hình 2.48.a). Chú ý: Khí oxi sinh ra sẽ phun mạnh ra ngoài nên cần lót 1 tờ giấy bên dưới.
−Đưa tàn que đóm đỏ vào làn khí đang thoát ra, que đóm bùng cháy, chứng tỏ khí sinh ra là oxi.
*Cách 2
Để thí nghiệm hấp dẫn hơn, đồng thời cũng có thể đốt và xác định khí sinh ra là oxi, có thể tiến hành theo cách sau:
−Cho một ít nước rửa chén vào ống đong (hoặc1 bình nhựa loại nhỏ), tiếp đến cho H2O2 30% vào, khuấy đều hỗn hợp.
−Cho một muỗng MnO2 vào, lặp tức các bọt khí sẽ trào mạnh ra ngoài (hình
2.48.b,c,d). Chú ý: nên đặt ống đong trên 1 cái khay hay tờ giấy để bọt khí không trào ra bàn.
−Đưa tàn que đóm đỏ vào các bọt khí, chúng sẽ cháy sáng lóe, chứng tỏ có oxi sinh ra.
(a) (b) (c) (d)
Hình 2.48. Sự phân hủy hiđro peoxit có mặt chất xúc tác
T.N 13: SO2 làm mất màu dd Br2, KMnO4
Chuẩn bị
−Hóa chất: dd Br2, dd KMnO4.
−Dụng cụ: Dây kẽm, lọ thủy tinh có nắp, diêm.
Tiến hành
−Pha loãng dd Br2 rồi cho vào lọ thủy tinh (1/2 lọ).
−Đặt 5 - 7 que diêm hơi lệch nhau, quấn chặt chúng vào sợi kẽm (hình 2.49.a).
−Đốt các que diêm (đã quấn) đưa nhanh vào lọ thủy tinh chứa dd Br2, đậy nắp lọ lại (hình 2.49.b). Diêm dần tắt, trong lọ xuất hiện một lớp khói trắng (hình 2.49.c), cầm lọ thủy tinh lắc vài lần, lớp khói hòa vào nước và dd Br2 bị mất màu (hình 2.49.d,e).
−HS quan sát, giải thích và rút ra kết luận.
(a) (b) (c) (d) (e)
(Giải thích: Đầu que diêm có chứa S nên khi cháy sinh ra SO2 (lớp khói trắng), khi lắc lọ thủy tinh thì SO2 phản ứng với nước Br2 làm mất màu dung dịch.)
Tiến hành tương tự với dd KMnO4
T.N 14: Tính chất hóa học của H2SO4
*Cách 1: Sử dụng hóa chất dễ kiếm do HS chuẩn bị để làm các thí nghiệm
−Chất chỉ thị màu: Nước bắp cải tím (hoặc nước cánh hoa dâm bụt, hoa mười giờ,...). −Kim loại: đinh sắt, dây đồng.
−Dung dịch kiềm: nước xà phòng. −Muối cacbonat: vỏ trứng cút. −Đường, bông gòn.
*Cách 2: Thay đổi cách thức tiến hành làm cho thí nghiệm hấp dẫn hơn
*Hoa đổi màu
Chuẩn bị hoa tẩm quì tím, dd NaOH
−Dùng dây kẽm tạo hình hoa (hoặc trái tim, hoặc lá cây…) −Dùng bông gòn quấn kín quanh hình kẽm.
−Đổ dd quì tím (hoặc nước bắp cải tím) vào một cái đĩa. Nhúng hoa bằng bông cho thấm đều dd quì tím, phơi khô.
−Thực hiện tương tự với dd NaOH
Tiến hành
−Nhỏ dd H2SO4 thấm ướt bông hoa tẩm quì tím, hoa sẽ chuyển từ màu tím nhạt sang đỏ. −Nhỏ vài giọt dd phenolphtalein lên bông hoa tẩm dd NaOH, hoa chuyển sang màu hồng, tiếp tục nhỏ dd H2SO4 lên, hoa dần bị mất màu.
*Hoa sủi khí
Chuẩn bị hoa bằng sợi kim loại: uốn sợi kẽm (hoặc nhôm) và đồng thành hình bông hoa (hoặc hình trái tim, lá cây,…)
Tiến hành: Nhúng các bông hoa bằng kim loại vào cốc đựng dd H2SO4 loãng, xuất hiện khí từ các cánh hoa bằng kẽm, hoa bằng đồng không thấy hiện tượng.
*Tạo ra lửa không cần diêm quẹt
−Cách 1: Lấy 1 miếng bông tẩm cồn, nhỏ vài giọt dd H2SO4 đặc lên, miếng bong sẽ bốc cháy.
−Cách 2: Nhỏ vài giọt dd H2SO4 đặc lên KMnO4 rắn hoặc KClO3 rắn . Lấy đũa thủy tinh chấm một ít hỗn hợp quét lên tim đèn cồn.
T.N 15: Tính dẫn điện dung dịch điện li
Chuẩn bị
−Các dd NaCl, NaOH, HCl, CH3COOH, ancol, dầu ăn. −Dụng cụ thử dung dịch điện li.
*Cách làm dụng cụ thử dung dịch điện li
−Vật liệu: bóng đèn led, 2 cục pin 1,5V, 2 đoạn dây đồng khoảng 20 cm, băng keo, dây thun.
−Đặt 2 cục pin nối tiếp nhau, dán chặt lại bằng băng keo (hình 2.50.a).
−Dùng băng keo nối 1 sợi dây đồng vào chân ngắn của đèn led (hình 2.50.b).
−Bẻ phần chân dài của led sao cho áp sát vào đầu dương của cục pin (hình 2.50.c), dùng băng keo dán cố định lại (hình 2.50.d). (Chú ý: chân dài của đèn led là cực dương phải gắn với cực dương của pin).
−Bẻ sợi dây đồng còn lại thành hình chữ z (hình 2.50.e), đặt vào đầu âm của cục pin và dán chặt lại bằng băng keo (hình 2.50.f).
−Dùng kìm bấm cho 2 đầu dây điện bằng nhau, lấy thun buộc chặt 2 đầu pin để mạch điện thật khít (hình 2.50.g, h).
−Chạm 2 đầu dây điện vào nhau để kiểm tra dụng cụ có hoạt động hay không (hình 2.50.i).
Hình 2.50. Làm dụng cụ thử dung dịch điện li
Tiến hành
−Đổ các dung dịch ra cốc nhựa.
−Cắm dụng cụ thử vào, quan sát đèn led và rút ra kết luận.
T.N 19: Pin điện hóa (Pin trái cây)
−4 quả chanh.
−Dây điện, đồng xu 1000đ, đinh sắt, đèn led.
Tiến hành
−Trên mỗi quả chanh, cắm 1 đinh sắt và 1 đồng xu (2.51.a). Dùng dây điện nối các quả chanh lại (hình 2.51.b).
−Cho 2 chân đèn led tiếp xúc với 2 đầu dây điện (chú ý: đèn led chỉ sáng khi chân dương (dài) tiếp xúc với cực dương) (hình 2.51.c).
−HS quan sát, giải thích, rút ra kết luận.
(a) (b) (c)
Hình 2.51. Làm pin điện bằng chanh