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 trịn, nổi trên mặt nước và tan hết, dung dịch
cĩ màu hồng.
Ống 2: dung dịch quanh Mg cĩ màu hồng. Ống 3: khơng hiện tượng.
Giải thích: Kim loại natri cĩ thế điện cực rất thấp, do đĩ natri phản ứng rất
mãnh liệt với nước giải phĩng khí H2. Ở nhiệt độ thường Mg phản ứng chậm với nước tạo ra Mg(OH)2, Al khơng phản ứng với nước ở điều kiện thường do cĩ màng oxit bảo vệ, ngăn khơng 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: Nhơm tác dụng với dung dịch kiềm
Hiện tượng: Quanh lá Al cĩ bọt khí xuất hiện.
Giải thích: Khi cho lá Al vào dung dịch NaOH.
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 nhơm bị tan hết. Hai phương trình hĩa học của hai phản ứng trên cĩ thể viết gộp vào một phương trình hĩa 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
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 hĩa học mạnh, nĩ 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 nhơm dù ở nhiệt độ nào cũng khơng xảy ra phản ứng vì:
- Ban đầu, do nhơm cĩ thế điện cực nhỏ hơn H2O nên nhơm phản ứng được với nước:
2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2
Phản ứng sẽ nhanh chĩng dừng lại do kết tủa keo bám xung quanh lá nhơm, ngăn cản nhơm phản ứng tiếp với nước.
- Mặc khác, nhơm dễ bị oxi hĩa bởi oxi khơng khí tạo lớp oxit nhơm: 4Al + 3O2 2Al2O3
Lớp nhơm oxit sinh ra rất mịn, bền, liên tục bám quanh lá nhơm. Nên thực tế, nhơm khơng phản ứng với nước dù ở nhiệt độ nào.
9.4.3. Do Mg cĩ 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 hịa 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. Cĩ thể thay NaOH cho NH4OH để điêu chế Al(OH)3, Nhưng phải dùng với tỉ lệ:
3NaOH : 1AlCl3. Để tránh hịa tan kết tủa Al(OH)3 thu được. - Cách tiến hành:
+ Cho vào ống nghiệm dung dịch AlCl3, sau đĩ 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.