2.2. Tuyển chọn và xõydựng hệ thống thớ nghiệm phỏt triểnnăng lực thực hành cho học
2.2.3. Hệ thống thớ nghiệm chương Nitơ Photpho Húa học lớp 11 trung học phổ thụng
Trong giảng dạy hoỏ học, việc lựa chọn và sử dụng hệ thống cỏc thớ nghiệm cho mỗi tiết dạy, bài học cũng như cho mỗi chương theo hướng dạy học tớch cực là rất cần thiết với mỗi GV. Việc lựa chọn cỏc thớ nghiệm đú phụ thuộc vào đối tượng HS, đặc điểm của từng TNHH, nội dung kiến thức bài học, điều kiện cơ sở vật chất của nhà trường. Với mục đớch đú, chỳng tụi đĩ tiến hành lựa chọn cỏc thớ nghiệm dựng để giảng dạy trong từng bài học của chương nitơ - photpho húa học lớp 11 và tiến hành làm cỏc thớ nghiệm đú để xỏc định cỏc yếu tố đảm bảo thành cụng, an tồn khi biểu diễn thớ nghiệm. Dưới đõy là hệ thống cỏc thớ nghiệm của chương nitơ - photpho húa học lớp 11 THPT thực hiện cho từng bài và PP tiến hành cỏc thớ nghiệm đú.
Bảng 2.1. Hệ thống cỏc thớ nghiệm chƣơng 2. nitơ - photpho húa học lớp 11 THPT [20]
STT Bài học Tờn thớ nghiệm GV biểu diễn HS biểu diễn Mụ phỏng
1 Bài 7: Nitơ Điều chế nitơ từ natri nitrit và amoni
clorua X 2 Bài 8: Amoniac và muối amoni
Tớnh tan của amoniac trong nước X
3 Dung dịch amoniac tỏc dụng với dung
dịch muối nhụm clorua
X
4 Khớ amoniac tỏc dụng với khớ HCl X
5 Dung dịch amoniac tỏc dụng với dung
dịch axit HCl
6 Amoniac chỏy trong oxi X
7 Điều chế amoniac từ muối amoni và kiềm. X
8 Muối amoni tỏc dụng với dung dịch kiềm
NaOH
X
9 Sự phõn hủy của muối NH4Cl bởi nhiệt X
10 Bài 9: Axit
nitric và muối nitrat
Axit nitric đặc núng tỏc dụng với kim loại đồng
X
11 Sắt bị thụ động trong dung dịch HNO3
đặc, nguội
X
12 Axit nitric đặc núng tỏc dụng với lưu
huỳnh
X
13 Điều chế axit nitric từ muối nitrat. X
14 Nhận biết ion nitrat NO3- X
15 Bài 10:
Photpho
So sỏnh khả năng hoạt động của Photpho trắng và Photpho đỏ X 16 Bài11: Axit photphoric và muối photphat
Axit photphoric tỏc dụng với dung dịch kiềm NaOH
X
17 Nhận biết ion photphat PO43- X
18 Bài 14: Bài thực hành số 2 : Tớnh chất của một số hợp chất Nitơ, Photpho
Tớnh oxi húa của muối kali nitrat núng chảy
X
19 Phõn biệt một số loại phõn bún húa học. X
Thớ nghiệm 1: Điều chế nitơ từ natri nitrit và amoniclorua
* Mục đớch: Điều chế nitơ từ natri nitrit và amoni clorua. * Dụng cụ và húa chất
- Dụng cụ: Ống nghiệm, nỳt cao su thường, nỳt cao su cú ống dẫn khớ xuyờn qua, ống nghiệm, giỏ đỡ, chậu thủy tinh, ống hỳt nhỏ giọt, đốn cồn, diờm.
- Húa chất: Dung dịch NH4Cl bĩo hũa, dung dịch NaNO2 bĩo hồ, nước cất.
* Cỏch tiến hành thớ nghiệm
- Kẹp ống nghiệm cố định vào lờn giỏ đỡ rồi dựng ống hỳt lấy 20 ml dung dịch NH4Cl bĩo hũa và lấy 20ml dung dịch NaNO2 bĩo hũa cho vào ống nghiệm, sau đú nắp kớn miệng ống nghiệm bằng nỳt cao su cú ống dẫn khớ.
- Cho nước cất vào chậu thủy tinh, mỳc đầy nước vào ống nghiệm rồi ỳp ngược xuống chậu nước.
37
- Cho đầu cũn lại của ống dẫn khớ vào trong ống nghiệm đĩ mỳc đầy nước.
- Dựng đốn cồn đun núng nhẹ ống nghiệm chứa dung dịch cỏc chất phản ứng và quan sỏt hiện tượng đến khi nước trong ống nghiệm ỳp ngược bị đẩy hết ra chậu thủy tinh thỡ rỳt ống dẫn khớ ra khỏi ống nghiệm và đậy kớn ống nghiệm bằng nỳt cao su.
* Hiện tượng và giải thớch
- Khi cho dung dịch NaNO2 bĩo hũa vào dung dịch NH4Cl bĩo hũa và đun núng thỡ cú khớ khụng màu thoỏt ra là N2
PTHH: NH4Cl + NaNO2 N2 + NaCl + 2H2O
- Khớ N2 theo ống dẫn khớ đi vào ống nghiệm ỳp ngược chứa đầy nước, do khớ N2
tan ớt trong nước nờn đĩ dần chiếm chỗ của nước trong ống nghiệm, đẩy nước ra ngồi chậu thủy tinh.
* Lưu ý:
- Cú thể thực hiện thớ nghiệm điều chế một lượng nhỏ N2bằng cỏch đun núng nhẹ dung
dịch bĩo hũa NH4NO2 .
Thớ nghiệm 2: Tớnh tan của amoniac trong nước
* Mục đớch: Nghiờn cứu và chứng minh tớnh tan của khớ amoniac trong nước. * Dụng cụ và húa chất
- Dụng cụ: Chậu thủy tinh, bỡnh thủy tinh trong suốt, nỳt cao su cú ống thủy tinh vuốt nhọn xuyờn qua, giỏ đỡ.
- Húa chất: Khớ amoniac, nước, dung dịch phenolphtalein.
* Cỏch tiến hành thớ nghiệm
- Nạp đầy khớ amoniac vào bỡnh thủy tinh trong suốt, đậy bỡnh bằng nỳt cao su cú ống vuốt nhọn xuyờn qua.
- Nhỳng một đầu cũn lại của ống thủy tinh vào chậu nước cú pha sẵn dung dịch Phenolphtalein.
* Hiện tượng và giải thớch
- Sau khi nhỳng một lỏt thỡ nước trong chậu phun vào trong bỡnh qua ống thủy tinh, dung dịch trong bỡnh cú màu hồng.
- Do amoniac tan nhiều trong nước (ở điều kiện thường, 1 lớt nước hũa tan được khoảng 800 lớt khớ amoniac) nờn làm giảm ỏp suất trong bỡnh. Do đú nước ở ngồi chậu thủy tinh bị hỳt vào trong bỡnh. Dung dịch ở trong bỡnh là dung dịch amoniac cú pH 8,3
nờn làm phenol Phtalein chuyển thành màu hồng. .
Hỡnh 2.1. Tớnh tan của khớ amoniac trong nƣớc
* Lưu ý:
- Nờn dựng ống vuốt nhọn ngắn thỡ nước sẽ phun vào bỡnh nhanh hơn, nếu dựng ống vuốt nhọn dài thỡ cần dựng thờm một cụng tơ hỳt cú sẵn một ớt nước làm mồi .
Thớ nghiệm 3: Khớ amoniac tỏc dụng với khớ hiđroclorua
* Mục đớch: Nghiờn cứu và chứng minh tớnh bazo của dd NH3 đậm đặc khi tỏc dụng
với khớ HCl
* Dụng cụ và húa chất
Lọ đựng dung dịch NH3 đậm đặc và lọ đựng dung dịch HCl đậm đặc.
* Cỏch tiến hành thớ nghiệm
- Để 2 lọ húa chất đựng dung dịch NH3 đậm đặc và đựng dung dịch HCl đặc ở cạnh nhau đồng thời mở lắp đậy của 2 lọ.
- Quan sỏt hiện tượng thu được và giải thớch.
Hỡnh 2.2. Khớ amoniac tỏc dụng với khớ hiđro clorua
* Hiện tượng và giải thớch
39
đặc và dung dịch NH3 đặc dễ bay hơi tạo thành khớ HCl, NH3 phản ứng với nhau tạo thành cỏc tinh thể nhỏ muối NH4Cl cú màu trắng.
PTHH: NH3(k) + HCl(k) NH4Cl (rắn)
* Lưu ý:
- Nờn đưa lọ đựng NH3 và HCl vào trong buồng kớn rồi mới mở lắp đậy để trỏnh gõy độc hại cho người làm thớ nghiệm vỡ những chất này bay hơi rất mạnh.
- Cú thể thực hiện thớ nghiệm này bằng cỏch lấy 2 đũa thủy tinh nhỳng vào 2 dung dịch rồi lấy 2 đũa ra để cạnh nhau.
Thớ nghiệm 4: Dung dịch amoniac tỏc dụng với dung dịch axit clohiđric
* Mục đớch: Nghiờn cứu và chứng minh khả năng phản ứng của dung dịch amoniac với
dung dịch axit clohiđric.
* Dụng cụ và húa chất
- Dụng cụ: Ống nghiệm, kẹp gỗ, pipet.
- Húa chất: Dung dịch NH3 đặc, dung dịch phenol phtalein, dung dịch axit HCl loĩng.
* Cỏch tiến hành thớ nghiệm
- Dựng kẹp gỗ kẹp lấy một ống nghiệm sạch, dựng pipet lấy 1ml dung dịch NH3 cho vào ống nghiệm rồi tiếp tục cho vào vài giọt dung dịch phenol phtalein và quan sỏt màu của dung dịch trong ống nghiệm. Sau đú nhỏ từ từ dung dịch HCl loĩng vào ống nghiệm và quan sỏt sự biến đổi màu sắc trong ống nghiệm.
* Hiện tượng và giải thớch
- Khi cho vài giọt phenol phtalein vào dung dịch NH3 thỡ dung dịch chuyển sang
màu hồng. Vỡ dung dịch NH3 là dung dịch cú mụi trường bazơ (pH 8). Khi nhỏ từ từ
dung dịch axit HCl vào ống nghiệm thỡ màu hồng nhạt dần rồi dung dịch mất màu do dung dịch NH3 phản ứng hết với dung dịch HCl.
PTHH: NH3(dd) + HCl(dd)NH4Cl
*Lưu ý: Nờn sử dụng dung dịch NH3 đặc để làm phenol phtalein chuyển màu hồng
và dựng dung dịch HCl loĩng để khụng làm HCl bay hơi vào mụi trường khụng khớ gõy ảnh hưởng tới sức khỏe của người làm thớ nghiệm.
Thớ nghiệm 5: Dung dịch amoniac tỏc dụng với dung dịch muối nhụm clorua.
với dung dịch muối AlCl3
* Dụng cụ và húa chất
- Dụng cụ: Ống nghiệm, pipet, kẹp gỗ. - Húa chất: Dung dịch AlCl3, dung dịch NH3
* Cỏch tiến hành thớ nghiệm
- Dựng kẹp gỗ kẹp lấy một ống nghiệm sạch rồi dựng pipet lấy 1ml dung dịch AlCl3 cho vào ống nghiệm. Sau đú, rửa sạch pipet rồi lấy 3ml dung dịch NH3cho vào ống nghiệm chứa AlCl3, lắc nhẹ ống nghiệm và quan sỏt hiện tượng xảy ra. Sau đú tiếp tục cho thờm dung dịch NH3 nữa vào ống nghiệm dến dư và quan sỏt hiện tượng.
* Hiện tượng và giải thớch
+ Cú kết tủa keo trắng xuất hiện và khi cho thờm dung dịch NH3dư vào thỡ kết tủa khụng tan.
+ Do dung dịch NH3 cú tớnh bazơ yếu nờn phản ứng với dung dịch AlCl3 sẽ tạo kết tủa Al(OH)3 và khi dựng dư dung dịch NH3 thỡ kết tủa Al(OH)3khụng bị tan.
PTHH: AlCl3 + 3NH3 + 3 H2O Al(OH)3 + 3 NH4Cl
Al3+ + 3NH3+ 3H2O Al(OH)3 + 3 NH4+
* Lưu ý: Khụng nờn sử dụng cỏc dung dịch muối đồng, muối kẽm, muối bạc. Vỡ khi
sử dụng dung dịch NH3 dư cho vào cỏc dung dịch muối trờn sẽ làm cho kết tủa thu được bị tan dần cho đến hết do hiện tượng tạo phức.
Thớ nghiệm 6: Amoniac chỏy trong oxi
* Mục đớch: Nghiờn cứu và chứng minh tớnh khử của amoniac khi tỏc dụng với khớ
oxi
* Dụng cụ và húa chất
- Dụng cụ: Giỏ đỡ, 2 ống nghiệm, nỳt cao su cú ống vuốt nhọn, thỡa lấy húa chất, pipet, 2 đốn cồn, diờm.
- Húa chất: Dung dịch NH3 đặc, KClO3, MnO2.
* Cỏch tiến hành thớ nghiệm
- Dựng thỡa lấy 2 thỡa KClO3 và 1 thỡa MnO2 cho vào ống nghiệm thứ nhất, trộn đều rồi kẹp lờn giỏ.
- Dựng pipet lấy 3 ml dung dịch NH3 đặc cho vào ống nghiệm thứ hai, đậy nỳt cao su cú ống vuốt nhọn xuyờn qua rồi kẹp nằm ngang lờn giỏ, miệng chếch lờn phớa trờn rồi kẹp lờn giỏ .
41
- Đun đồng thời 2 ống nghiệm bằng đốn cồn rồi chõm lửa đốt khớ thoỏt ra ở đầu ống vuốt nhọn.
* Hiện tượng và giải thớch
- Khớ ở đầu ống vuốt nhọn chỏy cho ngọn lửa màu vàng.
- Khi đun núng dung dịch NH3 đặc thỡ khớ NH3 sẽ bay lờn và đi ra đầu ống vuốt nhọn, đồng thời khi đun núng KClO3 (cú xỳc tỏc MnO2 ) sẽ phõn hủy ra khớ O2. Khi đốt khớ NH3 chỏy trong O2 cho ngọn lửa màu vàng.
PTHH: 4NH3 + 6O2 2N2 + 6H2O.
* Lưu ý: Để tạo ra đồng thời nhiều khớ oxi giỳp đốt chỏy NH3 dễ dàng cần trộn
đều KClO3 với MnO2.
Thớ nghiệm 7:Điều chế amoniac từ muối amoni và kiềm
* Mục đớch: Điều chế amoniac từ muối amoni và kiềm. * Dụng cụ và húa chất
- Dụng cụ: Giỏ đỡ, 2 ống nghiệm, ống dẫn khớ, nỳt cao su, bụng, đốn cồn, diờm, thỡa lấy húa chất.
- Húa chất: Muối NH4Cl(r), Ca(OH)2(r).
* Cỏch tiến hành thớ nghiệm
- Dựng thỡa lấy một thỡa NH4Cl và một thỡa Ca(OH)2 cho vào ống nghiệm thứ nhất,
trộn đều, đậy ống nghiệm bằng nỳt cao su cú ống dẫn khớ xuyờn qua rồi nắp nằm ngang lờn giỏ, miệng hơi hướng xuống dưới.
- Dựng ống nghiệm thứ hai nỳt bụng, nắp lờn giỏ, ỳp xuống nối với ống dẫn khớ từ ống nghiệm thứ nhất để thu khớ NH3
- Dựng đốn cồn đun núng ống nghiệm thứ nhất.
* Hiện tượng và giải thớch
- Khi trộn kĩ Ca(OH)2 rắn với NH4Cl tinh thể và đun núng thỡ cú khớ khụng màu, mựi khai thoỏt ra là NH3.
PTHH: 2NH4Cl + Ca(OH)22 NH3 + CaCl2 + 2H2O
- Khớ NH3 theo ống dẫn khớ đi vào ống nghiệm ỳp ngược cú nỳt bụng, do khớ NH3 nhẹ hơn khụng khớ nờn đĩ dần chiếm chỗ của khụng khớ trong ống nghiệm cho đến khi ống nghiệm đĩ chứa đầy khớ NH3 .
Thớ nghiệm 8: Muối amoni tỏc dụng với dung dịch kiềm NaOH
* Mục đớch: Nghiờn cứu và chứng minh khả năng phản ứng của muối amoni với dung
dịch kiềm NaOH.
* Dụng cụ và húa chất
- Dụng cụ: Giỏ đỡ, ống nghiệm, đốn cồn, diờm, pipet.
- Húa chất: Dung dịch (NH4)2SO4 đậm đặc, dung dịch NaOH, giấy quỡ tớm ẩm .
* Cỏch tiến hành thớ nghiệm
- Dựng pipet lấy 1ml dung dịch (NH4)2SO4đậm đặc và 2ml dung dịch NaOH cho vào ống nghiệm rồi nắp lờn giỏ.
- Dựng đốn cồn đun núng ống nghiệm, đồng thời đặt giấy quỡ tớm ẩm lờn trờn miệng ống nghiệm.
* Hiện tượng và giải thớch
- Khi đun thỡ thấy cú khớ mựi khai thoỏt ra từ ống nghiệm làm cho quỡ tớm ẩm chuyển sang màu xanh do muối amoni tỏc dụng với dung dịch kiềm tạo khớ NH3 thoỏt ra.
PTHH: 2NaOH + (NH4)2SO4 2NH3↑+ Na2SO4 + 2H2O
Thớ nghiệm 9:Sự phõn hủy của muối NH4Cl bởi nhiệt
* Mục đớch: Nghiờn cứu và chứng minh sự phõn hủy của tinh thể muối NH4Cl bởi
nhiệt
* Dụng cụ và húa chất
- Dụng cụ: Ống nghiệm, giỏ đỡ, đốn cồn, diờm, tấm kớnh nhỏ, thỡa lấy húa chất . - Húa chất: Tinh thể muối NH4Cl.
* Cỏch tiến hành thớ nghiệm
- Dựng thỡa lấy húa chất lấy một thỡa NH4Cl cho vào ống nghiệm rồi kẹp ống nghiệm lờn giỏ đỡ sau đú dựng tấm kớnh nhỏ đặt lờn miệng ống nghiệm.
43
* Hiện tượng và giải thớch
- Sau khi đun một thời gian thỡ thấy ở phớa dưới tấm kớnh xuất hiện cỏc tinh thể màu trắng. Do khi đun núng tinh thể muối NH4Cl bị phõn hủy theo phương trỡnh phản ứng sau:
PTHH: NH4Cl NH3 + HCl
Khớ NH3 và HCl bay lờn miệng ống nghiệm gặp nhiệt độ thấp hơn đĩ kết hợp với nhau tạo
thành tinh thể NH4Cl màu trắng PTHH: NH3 + HCl NH4Cl
Hỡnh 2.4. Sự phõn hủy của tinh thể muối NH4Cl bởi nhiệt
* Chỳ ý: Thớ nghiệm trờn chứng minh hiện tượng thăng hoa của muối NH4Cl .
Thớ nghiệm 10: Axit nitric đặc núng tỏc dụng với kim loại đồng
* Mục đớch: Nghiờn cứu và chứng minh tớnh oxi húa mạnh của dung dịch axit HNO3
đặc núng khi tỏc dụng với kim loại Cu.
* Dụng cụ và húa chất
- Dụng cụ: Bỡnh tam giỏc, pipet, muỗng thủy tinh . - Húa chất: Dung dịch HNO3 đặc, mảnh đồng vụn.
* Cỏch tiến hành thớ nghiệm
- Dựng pipet lấy 5ml dung dịch axit HNO3 đặc cho vào bỡnh tam giỏc rồi cho một mảnh đồng vụn vào bỡnh và quan sỏt hiện tượng.
* Hiện tượng và giải thớch
- Mảnh đồng tan, tạo dung dịch màu xanh lam và cú khớ màu nõu thoỏt ra. Do axit
HNO3 cú tớnh oxi húa mạnh đĩ oxi húa Cu thành Cu2+ (tan và cú màu xanh) đồng thời
giải phúng ra khớ NO2 (màu nõu đỏ).
PTHH: Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O * Chỳ ý:
- Khớ NO2 độc hại và thoỏt ra rất mạnh nờn thớ nghiệm cần thực hiện trong tủ hốt cú hệ thống hỳt và xử lớ khớ NO2.
- Nếu khụng cú buồng kớn thỡ nờn sử dụng mẩu kim loại đồng thật nhỏ và dựng nỳt bụng cú tẩm dung dịch kiềm đặc làm nỳt bỡnh tam giỏc để ngăn khụng cho NO2 thoỏt ra ngồi mụi trường.
- Sau khi kết thỳc thớ nghiệm nờn ngõm bỡnh đựng húa chất vào chậu đựng dung dịch nước vụi để trung hũa hết lượng axit dư trong bỡnh.
Thớ nghiệm 11: Kim loại Fe bị thụ động trong dung dịch axit HNO3 đặc, nguội
* Mục đớch: Chứng minh tớnh thụ động của kim loại Fe trong dung dịch axit HNO3
đặc nguội.
* Dụng cụ và húa chất
- Dụng cụ: Ống nghiệm, ống hỳt nhỏ giọt, kẹp sắt.
- Húa chất: Đinh sắt, dung dịch axit HNO3 đặc nguội, dung dịch axit HCl, nước cất.
* Cỏch tiến hành thớ nghiệm
- Dựng ống hỳt lần lượt lấy vào 2 ống nghiệm 3- 4ml cỏc dung dịch HNO3đặc, nguội và 3- 4ml dung dịch HCl.
- Dựng kẹp lấy đinh sắt (cạo sạch) bỏ vào mỗi ống nghiệm đựng dung dịch HCl. Quan sỏt hiện tượng xảy ra.
- Dựng kẹp lấy đinh sắt ra khỏi ống nghiệm đựng HCl, rửa sạch bằng nước cất rồi