- Lấy 8g than gỗ (chọn cục đen và xốp), dùng chày và cối sứ đập thành hạt nhỏ(
PHẦN 2: CÁC NGUYÊN TỐ KIM LOẠI NHÓM IA, IIA,IIIA
NHÓM IA, IIA,IIIA
A.BÁO CÁO THÍ NGHIỆM:
● Chuẩn bị lý thuyết:
1.Giới thiệu các nguyên tố trong phân nhóm :các nguyên tố phổ biến IA: H, Li,Na,K,Rb,Cs
IIA: Be, Mg,Ca,Sr,Ba,Rb IIIA:B,Al, Ga, In, Tl
2. Đặc điểm chung của các nguyên tố trong phân nhóm: – Nhóm IA:
+ Cấu hình e: ns1
+ Năng lượng ion hóa tăng dần từ Li đến Cs
+ Bán kính nguyên tử tăng dần từ Li đến Na, sau đó giảm dần đến K rồi tăng từ k đến Fr.
+ Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy giảm dần từ Li đến Fr , có mạng tinh thể lập phương tâm khối
- Nhóm IIA: + Cấu hình e: ns2
+ Bán kính nguyên tử tăng dần từ Be đến Ba . Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi tương đối thấp.
+ Năng lượng ion hóa giảm dần từ Be đến Ra + Số oxi hóa đặc trưng là +2
- Nhóm IIIA:
+ Cấu hình e: ns2np1
+ Bán kính kim loại tăng dần , độ âm điện giảm dần từ B đến Tl + Trong nhòm chỉ có B là phi kim, còn lại là kim loại.
3. Tính chất đặc trưng của các đơn chất trong phân nhóm( vật lý và hóa học ) Nhiệt độ nóng chảy tăng dần theo chu kỳ, trong một chu kì từ nhóm IA đến nhóm IIIA số e hóa trị tăng dần.
Trong một nhóm số phối trí tăng từ trên xuống, nhiệt độ sôi tăng trong một chu kì các nguyên tố IA là các kim loại kiềm mạnh, nhóm IIA nhóm kim loại kiềm thổ yếu hơn nhóm IA, nhóm IIIA Al có xu hướng tạo hiđroxit lưỡng tính đa số là các chất khử mạnh phản ứng kém với N,C,H….
Al, Be: Ở điều kiện thường có màn ôxit bảo vệ nên cho về mặt hóa học.
4. Các hợp chất đặc trưng của các nguyên tố trong phân nhóm và tính chất của chúng:
Các muối tan, quan trọng: muối của các cation kim loại với anion gốc Cl-, NO3-, ….
Các muối không tan của Ba 2+ và Ca2+ với SO42- , SO32-,CO32-…. Các hidroxit của các kim loại kiềm và kiềm thổ đều tan.
Al(OH)3: tạo kết tủa tan được trong axit và bazơ.
Thí nghiệm 2: Muối sunfat của canxi và bari (CaSO4và BaSO4)
I. Mục đích thí nghiệm:
Thí nghiệm tiến hành khảo sát tính tan của muối canxi và bari.
II.Nội dung thí nghiệm: 1.Hóa chất:
- Dd Na2SO4 bão hòa - Dd CaCl2 bão hòa - Dd H2SO4 đậm đặc
- Dd H2SO4đậm đặc - Dd BaCl2 0,5N 2. Dụng cụ: - 2 ống nghiệm - Pipete - Bóp cao su 3. Cách tiến hành thí nghiệm:
Thêm vào từng giọt Na2SO4 bão hòa vào ống nghiệm chứa sẵn 1ml dung dịch CaCl2 bão hòa. Quan sát hiện tượng.
Để yên ống nghiệm cho kết tủa lắng xuống, gạn kết tủa. Cho thêm từng giọt dung dịch H2SO4đậm đặc. Nhận xét khả năng tan của kết tủa trong nước và trong dung dịch H2SO4đậm đặc. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lặp lại thí nghiệm tương tự như trên, nhưng với BaCl2 0,5N
III. Hiện tượng và giải thích thí nghiệm:
Ban đầu tác dụng với dd Na2SO4 cả hai ống Ba 2+ và Ca2+:có hiện tượng kết tủa trắng như nhau. Nhưng khi cho nước vào thấy ống có Ba 2+ kết tủa ko tan trong nước, kết tủa ởống Ca2+ bị tan một phần. Còn khi cho axit H2SO4đậm đặc vào thấy kết tủa xuất hiện nhiều hơn ởống có Ca2+, ống có Ba 2+ ko có phản ứng.
Giải thích:
Ba 2+ + SO42- = BaSO4 (kết tủa) Ca2++ SO42- = CaSO4 (ít tan) CaSO4 (thuận-nghịch) Ca2++ SO42-
Khi thêm [SO42-] cân bằng chuyển dịch theo chiều giảm [SO42-] là chiều nghịch nên kết tủa hình thành nhiều hơn.
Thí nghiệm 4: Tính chất hóa học của kim loại Mg I. Mục đích thí nghiệm:
Khảo sát tính chất hóa học của kim loại magie
II. Nội dung thí nghiệm: 1.Hóa chất: Dung dịch NH4Cl 0,1N Kim loại Mg 2. Dụng cụ: -1 ống nghiệm - 1 pypet - bóp cao su - đèn cồn 3. Cách tiến hành thí nghiệm:
- Cho vào ống nghiệm khoảng 2- 3 ml dung dịch NH4Cl 0,1N thêm vào một mẫu Mg kim loại .Theo dõi hiện tượng.
-Đun nóng dung dịch đến khi sôi. Quan sát hiện tượng.
III. Hiện tượng và giải thích thí nghiệm:
- Sủi bọt khí, có khí mùi khai thoát ra, Mg tan. - Khí thoát ra là NH3 do Mg(OH)2 tan trong NH4Cl. Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2
Mg(OH)2 + 2NH4Cl = 2NH3 + MgCl2 + 2H2O
Thí nghiệm 5: tính chất hóa học của Mg(OH)2 I. Mục đích thí nghiệm:
Mục tiêu chính của thực hành thí nghiệm là khảo sát tính chất của Magie hidroxit.
II. Nội dung thí nghiệm: 1.Hóa chất:
1.Hóa chất: - Dd MgCl2 0,5N - Dd NaOH 0,4N - Dd HCl 1N - Muối NH4Cl - Dd phenolphtalein
2. Dụng cụ: Becher 100ml, 4 ống nghiệm,đũa thủy tinh, bình tia chứa nước, pypet,bóp cao su.
3. Cách tiến hành thí nghiệm:
Dùng becher 100ml chứa khoảng 10ml dung dịch MgCl2 0,5N, sau đó cho thêm từ từ từng giọt dung dịch NaOH 0,4N cho đến khi tạo kết tủa. Thêm nước cất với tinh thể tương đương. Dùng đũa thủy tinh khuấy đều.
Chia đều dung dịch vào bốn ống nghiệm.
Ống 1: Thêm từng giọt dung dịch HCl 1N
Ống 2: Thêm từng giọt muối NH4Cl 0,1N
Ổng 3: Thêm từng giọt dung dịch NaOH 0,4N
Ống 4: Thêm 2- 3 giọt dung dịch phenolphtaleinMuối tác dụng với kiềm mạnh tạo kết tủa Mg(OH)2 có màu như keo trắng.
III. Hiện tượng và giải thích thí nghiệm:
Xuất hiện kết tủa trắng khi cho NaOH vào MgCl2 MgCl2 + 2NaOH ® Mg(OH)2 + 2NaCl Ống 1: Kết tủa trắng tan tạo dung dịch trong suốt Mg(OH)2 + 2HCl ® MgCl2 + 2H2O
Ống 2: Kết tủa tan có mùi khai. Khí có mùi khai là NH3 Mg(OH)2 + 2NH4Cl ® MgCl2 + 2NH3 + H2O
Ống 3: Không có hiện tượng. Do có cùng gốc OH- nên không xảy ra hiện tượng. Ống 4: Dung dịch chuyển sang màu hồng. Do Mg(OH)2 có tính bazo nên dung dịch chuyển sang màu hồng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thí nghiệm 6: tính chất hóa học của Nhôm
I. Mục đích thí nghiệm:
Thí nghiệm này là nhằm khảo sát tính chất hóa học của nhôm
1.Hóa chất: - Dd HCl 1N và HCl đặc - Dd H2SO4 20% và H2SO4 đặc - Dd HNO3 30% và HNO3 đặc - Vài hạt nhôm 2. Dụng cụ:
6 ống nghiệm nhỏ, pypet ,bóp cao su, đèn cồn.
3.Cách tiến hành thí nghiệm:
-Thí nghiệm tiến hành trog tủ hút
- Cho vào 3 ống nghiệm lần lượt mỗi ống 1- 2 ml dung dịch HCl 1N, H2SO4 20%, HNO3 30%, thêm vào mỗi ống một vài hạt nhôm ( nghiêng cho nhôm trượt theo thành ống sau đó đun nóng dung dịch.
- Lặp lại thí nghiệm trên nhưng thay bằng axit đặc. Quan sát hiện tượng.
III. Hiện tượng và giải thích thí nghiệm:
- 3 ống chứa axit HCl 1N, H2SO4 20%, HNO3 30%:
+ HCl 1N, H2SO4 20%: Có bọt khí thoát ra . Khí thoát ra là Hidro
- 2Al + 6HCl ® 2AlCl3 + 3H2
+ HNO3 30% : Có bọt khí thoát ra, khí thoát ra hóa nâu trong không khí . Khí hóa nâu là NO2 .
Al + 4HNO3 ® Al(NO3)3 + NO + 2H2O NO + O2 ® NO2
- 3 ống chứa dung dịch axit đặc:
+ HNO3 đ: dung dịch chuyển sang màu vàng có khí màu nâu thoát ra là NO2. Al + 4HNO3 đ ® Al(NO3)3 + NO + 2H2O
+ H2SO4 đ: Có khí mùi hắc thoát ra là SO2
Al + 3H2SO4 đ ® Al2(SO4)3 + 3SO2 + 3H2O + HClđ: có khí thoát ra, sủi bọt. Khí đó là H2
2Al + 6HClđ ® 2AlCl3 + 3H2
Thí nghiệm 9: Thủy phân natri tetraborat (Na2B4O7.10 H2O) I. Mục đích thí nghiệm:
Thủy phân natri tetraborat ( Na2B4O7.10H2O)
II. Nội dung thí nghiệm: 1.Hóa chất:
- Phenolphtalein - Tinh thể Borat - Nước cất
2. Dụng cụ:
Đĩa thủy tinh Petri Ống nhỏ giọt
3. Cách tiến hành thí nghiệm:
Đổ vào đĩa Petri thủy tinh một lớp nước cất dày 1cm, dùng ống nhỏ giọt thêm vào đó 2-3 giọt phenolphtalein. Dùng thìa lấy một ít tinh thể Borat rắc vào chính giữa của đĩa Petri thủy tinh có chứa nước.
Quan sát hiện tượng và màu sắt của dung dịch.
III. Hiện tượng và giải thích thí nghiệm: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Na2B4O7.10 H2O tinh thể màu trắng tan trong nước cất có chất chỉ thị phenolphtalein tạo dung dịch màu hồng tím.
- Dung dịch có màu hồng tím là do Na2B4O7.10 H2O thủy phân tạo môi trường bazơ chất chỉ thị phenolphtalein để nhận biết môi trường có tính bazơ.
• Na2B4O7 + H2O = H3BO3 + NaOH
B. TRẢ LỜI CÂU HỎI:
Câu 2: Mục đích của thí nghiệm tạo kết tủa CaSO4 và BaSO4? Tính tan của kết tủa trong các dung dịch
Câu 4: Tính chất hóa học của muối Canxi và muối Bari:
Đa số các muối đều tan trừ muối có các gốc anion:SO42-, CO32-, SO32-…bán kính ion lớn và tăng dần nên tác dụng phân cực của các ion X2+giảm xuống từ Canxi đến Bari dẫn đến độ bền của các chất cùng kiểu của Canxi đến Bari tăng lên theo dãy này.
Câu 5 : So sánh khả năng tạo tủa của BaCl2 và CaCl2 ? – Dung dịch BaCl2: Tạo kết tủa trắng, bền, không phân hủy - Dung dịch CaCl2: tạo kết tủa trắng, ít bền, dễ phân hủy.
Câu 6: Bằng cách nào để nhận ra sản phẩm tạo thành sau phản ứng ở TN5? Để nhận ra sản phẩm làm tan kết tủa.
Câu 7: Phương pháp điều chế và tính chất của Mg(OH)2? - Cho dung dịch muối Mg2+ tác dụng với dung dịch bazo MgCl2 + 2KOH = Mg(OH)2 + 2KCl
MgCl2 + 2KOH = Mg(OH)2 + 2KCl
- Tính chất của Mg(OH)2 : là chất kết tủa trắng ít tan trong nước và tan nhiều trong dung dịch axit và dung dịch muối amoni bão hòa
Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O
- Ở nhiệt độ cao tự phân hủy thành MgO và H2O Mg(OH)2 MgO + H2O
Điều chế Mg(OH)2: cho dd muối của Mg vào các bazo tan MgCl2 + NaOH--->Mg(OH)2 +NaCl
Câu 9: Tính chất hóa học của nhôm
Có tính khử mạnh: Al → Al3+ + 3e 1. Tác dụng với các phi kim
a. Với oxi
2Al + 3O2 → Al2O3 b. Với các phi kim khác
- Nhôm phản ứng được với các phi kim khác → muối.
- Al tự bốc cháy khi tiếp xúc với các halogen: 2Al + 3S → Al2S3
- Khi nhiệt độ rất cao, Al kết hợp với C và N2: 4Al + 3C → Al4C3 (8000C)
2. Tác dụng với nước
- Al không phản ứng với nước vì được lớp oxit mỏng, bền và đặc khít bảo vệ. Nếu phá bỏ lớp oxit bao phủ bề mặt, Al phản ứng trực tiếp với nước.
2Al + 6H2 O → 2Al(OH)3 + 3H2
3. Tác dụng với oxit của kim loại kém hoạt động hơn (phản ứng nhiệt nhôm) - Al khử được oxit của các kim loại đứng sau nó:
2yAl + 3FexOy → yAl2 O3 + 3xFe 4. Tác dụng với dung dịch axit a. Với H+ (HCl, H2SO4 loãng...) 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
2Al + 3H2 SO4 loãng → Al2(SO4)3 + 3H2
b. Tác dụng với các axit có tính oxi hóa mạnh: HNO3 loãng hoặc đặc, H2SO4 đậm đặc
Al + 4HNO3 loãng → Al(NO3)3 + NO + 2H2O Al + 6HNO3 → Al(NO3)3+ 3NO2 + 3H2O 2Al + 6H2 SO4 → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 5. Tác dụng với dung dịch bazơ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Al tham gia phản ứng dễ dàng với các dung dịch kiềm: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
2Al + Ba(OH)2 + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2 - Cơ chế:
+ Trước tiên, Al tham gia phản ứng với nước: 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
+ Al(OH)3 sinh ra là hiđroxit lưỡng tính tan được trong dung dịch kiềm: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O
6. Tác dụng với dung dịch muối 2Al + 3CuSO4→ Al2(SO4)3 + 3Cu
- Phản ứng với muối nitrat trong môi trường kiềm: 8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 2H2O → 8NaAlO2+ 3NH3
- Phản ứng với muối nitrat trong môi trường axit (giống phản ứng với HNO3): Al + 4H+ + NO3- → Al3+ + NO + 2H2
Al + 4H+ + NO3- → Al3+ + NO + 2H2
Câu 10: Tại sao nhôm bền trong không khí ?
Nhôm bền trong không khí là do có lớp màng oxit Al2O3 . Lớp oxit này rất vững chắc, không cho không khí thẩm thấu qua và nhôm không bị oxi hóa.
Câu 11: Mục đích thí nghiệm 9? Nêu kết luận về tính chất của nhôm hidroxit. Viết phương trình phản ứng?
- Mục đích là thủy phân natri tetraborat - Tính chất nhôm hidroxit:
Al(OH)3 ® Al2O3 + 3H2O + Là hidroxit lưỡng tính :
Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O Al + 4H+ + NO3- → Al3+ + NO + 2H2
BÀI 4:CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIB
A. BÁO CÁO THÍ NGHIỆM:
Chuẩn bị lý thuyết:
1.Giới thiệu về phân nhóm :
- Phân nhóm phụ VIB gồm có các nguyên tố chính như: Crom ( Cr ), Molipden ( Mo) , Vonfram ( W ) . Là các nguyên tố phân nhóm phụ. Trong tự nhiên thường tồn tại trong các quặng như Cromit sắt (Fe(CrO2)2 ) , Molipdenit (MoS2 )…
2. Đặc điểm chung của các nguyên tố trong phân nhóm: - Cấu hình e: (n-1)d2ns1
- Thế điện hóa tăng dần . Tính kim loại giảm dần từ Cr đến W. - Chúng tồn tại dưới dạng hợp chất.
- Hợp chất bậc 2 có tính bazo, thường tạo cation phức.
- Khi ở số oxi hóa cao các hợp chất của chúng giống hợp kim của các kim loại cơ bản, chất axit, dễ tạo anion phức.
- Kim loại màu xám trắng, có nhiệt độ nóng chảy cao, có lớp màng oxit bền. 3. Tính đặc trưng của các đơn chất trong phân nhóm( vật lí và hóa học): - Lí tính:
+ Thường là các kim loại màu trắng bạc. các nguyên tố này có nhệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi cao và tăng dần từ đầu đến cuối nhóm 6
+ Crom là kim loại rất cứng cắt kính được trong khi Modenlip và Vonfram thì mềm hơn rất nhiều. Riêng Vonfram là kim loại khó nóng chảy, khó bay hơi nhất, lại có độ dẫn điện tốt nên thường được dùng làm dây tóc bóng đèn.
độ dẫn điện tốt nên thường được dùng làm dây tóc bóng đèn. - Hóa tính:
+ Có lớp màng oxit bền vững bảo vệ bề mặt, ít tham gia phản ứng hóa học. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Khi đun nóng ở dạng bột phản ứng với nhiều kim loại, hoạt tính giảm dần từ Cr
đến W.
+ Cr tan trong HCl, H2SO4 loãng còn Mo, W chỉ tan trong axit khi đun nóng.
+ Tan trong kiềm nóng chảy có mặt chất oxi hóa.
+ Cr bị thụđộng trong HNO3, H2SO4đặc, nguội.
4. Các hợp chất đặc trưng của các nguyên tố trong phân nhóm và tính chất của
chúng
*Hợp chất
- Đối với nguyên tố nhóm VIB chủ yếu ta xét đối với hợp chất các Crom
Hợp chất Cr2+
- Các hợp chất bậc 2 của Crom (+2) như CrO, CrS (đen), CrCl2, hay Cr(OH)2… là
các hợp chất có tính bazo
Cr(OH)2 + HCl à CrCl2 + H2O
- Có tính khử mạnh
CrCl2 + O2 + HCl à CrCl3 + H2O
- Các muối hidrat kết tinh từ dung dịch cũng có màu xanh CrCl2.2H2O… Các muối
halogen của crom +2 hấp phụ dễ dàng NH3 tạo thành phức cation ammicat
[Cr(NH3)6]2+
Hợp chất Cr3+
- Trên thực tế chỉ có hợp chất Crom +3 là bền và có giá trị nhất. Thường có số phối
trí là 6 và có màu sậm
* Dạng oxit Cr2O3
- Là chất rắn màu xanh thẫm và thường rát khó nóng chảy
- Tính lưỡng tính chỉ thể hiện khi nóng chảy với chất tương ứng:
2KOH + Cr2O3à KCrO2 + H2O
- Thường được điều chế bằng cách nhiệt phân Cr(OH)3 hay (NH4)2Cr2O7
Cr(OH)3à Cr2O3 + O2
* Dạng hidroxit Cr(OH)3
- Là hợp chất có màu xanh xám
- Tính lưỡng tính: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cr(OH)3 +HCl à CrCl3 +H2O
Cr(OH)3 +KOH à KCrO2 + H2O
- Ở nhiệt đô khác nhau sẽ nhiệt phân ra những sản phẳm khác nhau
Ở 1000C Cr(OH)3 à CrO(OH) + H2O
Ở 400-10000C Cr(OH)3 à Cr2O3 + H2O
- Cr(OH)3 tan không đáng kể trong dung dịch NH3 nhưng tan đang kể trong
ammoniac lỏng tạo phức hxaammin
Cr(OH)3 + 6NH3L à [Cr(NH3)6](OH)3
- Ngoài ra cồn thể hiện tính khử bị oxi hóa tạo thành cromat màu vàng khi tác dụng
với các chất oxi hóa cao như Na2O2, Br2 ,,..
* Dạng muối Cr3+
- Các dung dịch muối thường có màu tím xanh, đó là màu của phức [Cr(H2O)6]3+
- Màu của phức còn phụ thuộc vào sự phân bố phối tử Cl và H2O
KOH +Cr(OH)3à KCrO2 +H2O KCl + CrCl3 à K3[CrCl6]
- Các muối Cr3+ khá phổ biến, đa số dễ tan trong nước và bị thủy phân mạnh.