CHƯƠNG III: KẾT QUẢ THỰC HÀNH VÀ THẢO LUẬN
9. BÀI THỰC HÀNH SỐ 9
9.1. Thí nghiệm 1: So sánh khả năng phản ứng của Na, Mg, Al với nước
Hiện tượng:
Ống 1: mẩu natri chuyển động tròn, nổi trên mặt nước và tan hết, dung dịch có màu hồng.
Ống 2: dung dịch quanh Mg có màu hồng.
Ống 3: không hiện tượng.
Giải thích: Kim loại natri có thế điện cực rất thấp, do đó natri phản ứng rất mãnh liệt với nước giải phóng khí H2. Ở nhiệt độ thường Mg phản ứng chậm với nước tạo ra Mg(OH)2, Al không phản ứng với nước ở điều kiện thường do có màng oxit bảo vệ, ngăn không cho Al phản ứng với nước. Phương trình phản ứng:
2Na + 2H2O 2NaOH + H2
Mg + 2H2O Mg(OH)2 + H2
Kết luận: Khả năng tan trong nước của kim loại giảm dần theo thứ tự: Na, Mg, Al.
9.2. Thí nghiệm 2: Nhôm tác dụng với dung dịch kiềm
Hiện tượng: Quanh lá Al có bọt khí xuất hiện.
Giải thích: Khi cho lá Al vào dung dịch NaOH.
Hình 3.23: So sánh mức độ phản ứng của kim loại
Trước hết, màng bảo vệ là Al2O3 bị phá hủy trong dung dịch kiềm.
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O 2Na[Al(OH)4] (1) Tiếp đến, kim loại Al khử H2O:
2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2 (2)
Màng Al(OH)3 bị phá hủy trong dung dịch NaOH:
Al(OH)3 + NaOH Na[Al(OH)4] (3)
Các phản ứng (2) và (3) xảy ra luân phiên nhau cho đến khi nhôm bị tan hết.
Hai phương trình hóa học của hai phản ứng trên có thể viết gộp vào một phương trình hóa học như sau:
2Al + 2NaOH + 6H2O 2Na[Al(OH)4] + 3H2
9.3. Thí nghiệm 3: Tính chất lưỡng tính của Al(OH)3
Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa màu trắng đục, dạng keo ở cả 2 ống nghiệm khi cho dung dịch NaOH tác dụng tác dung dịch Al2(SO4)3. Kết tủa tan được trong dung dịch HCl và dung dịch NaOH.
Giải thích: Dung dịch NaOH tác dụng với dung dịch Al2(SO4)3 tạo Al(OH)3
là kết tủa dạng keo, màu trắng đục. Phương trình phản ứng:
Al2(SO4)3 + 6NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 trắng
Ống 1: cho dung dịch HCl vào, kết tủa tan hết tạo muối AlCl3. Phương trình phản ứng:
Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O
Hình 3.24: Xuất hiện kết tủa keo trắng Hình 3.25: Kết tủa tan ra
Ống 2: cho dung dịch NaOH vào, kết tủa tan hết tạo muối natri aluminat.
Phương trình phản ứng:
Al(OH)3 + NaOH Na[Al(OH)4] 9.4. Trả lời câu hỏi thảo luận
9.4.1. Ta chỉ dùng mẩu Natri bằng hạt gạo cho vào ống nghiệm vì natri là kim loại hoạt động hóa học mạnh, nó sẽ tác dụng mãnh liệt với nước. Nếu dùng lượng lớn natri rất dễ gây cháy nổ, nguy hiểm.
9.4.2. Thế điện cực của Al3+/Al nhỏ hơn H2O/H2 nhưng những vật bằng nhôm dù ở nhiệt độ nào cũng không xảy ra phản ứng vì:
- Ban đầu, do nhôm có thế điện cực nhỏ hơn H2O nên nhôm phản ứng được với nước:
2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2
Phản ứng sẽ nhanh chóng dừng lại do kết tủa keo bám xung quanh lá nhôm, ngăn cản nhôm phản ứng tiếp với nước.
- Mặc khác, nhôm dễ bị oxi hóa bởi oxi không khí tạo lớp oxit nhôm:
4Al + 3O2 2Al2O3
Lớp nhôm oxit sinh ra rất mịn, bền, liên tục bám quanh lá nhôm. Nên thực tế, nhôm không phản ứng với nước dù ở nhiệt độ nào.
9.4.3. Do Mg có thế khử âm hơn nước nên Mg phản ứng được với H2O sinh ra Mg(OH)2:
Mg + 2H2O Mg(OH)2 + H2
Kết tủa Mg(OH)2 sẽ bám quanh Mg, ngăn cản Mg tiếp xúc phản ứng với nước.
Khi cho vài giọt NH4NO3 vào thì kết tủa Mg(OH)2 bị hòa tan, tạo điều kiện cho lớp Mg bên trong phản ứng tiếp với nước:
Mg(OH)2 + 2NH4NO3 Mg(NO3)2 + 2NH3 + 2H2O
9.4.4. Có thể thay NaOH cho NH4OH để điêu chế Al(OH)3, Nhưng phải dùng với tỉ lệ:
3NaOH : 1AlCl3. Để tránh hòa tan kết tủa Al(OH)3 thu được.
- Cách tiến hành:
+ Cho vào ống nghiệm dung dịch AlCl3, sau đó cho vài giọt phenolphthalein.
+ Nhỏ từ tử từng giọt dung dịch NaOH vào ống nghiệm trên ta thấy màu hồng xuất hiện rồi biến mất.
+ Nhỏ tiếp NaOH cho đến khi trong ống nghiệm xuất hiện màu hồng nhạt bền thì dừng lại.