Phân tích: Học sinh dựa trên tính chất vật lí và hố học của khí clo là:
- Nặng hơn khơng khí và khơng tác dụng với khơng khí
- Tác dụng với H2O
Từ đó học sinh thấy được rằng phương pháp thu khí clo trong phịng thí nghiệm là phương pháp đẩy khơng khí, được mơ tả bằng hình 1.
Bài 4. Hình vẽ dưới đây mơ tả quá trình điều chế khí clo trong phịng thí
nghiệm.
Hình a Hình b
51 o o o o o o o o o o o o o o ...... ........................ ... ............ / o o - --- HCld MnO2 Cl2 Cl2 Cl2 Cl2
Hình 2.9. Thí nghiệm điều chế khí clo
Hãy quan sát hình vẽ và cho biết:
a. Trong phịng thí nghiệm, để điều chế khí clo ta có thể sử dụng hóa chất nào? Viết phương trình hóa học minh họa cho phản ứng xảy ra.
b. Khí clo sau khi ra khỏi bình 1 thường có lẫn tạp chất gì?
c. Vai trò của dung dịch NaCl bão hòa và H2SO4 đặc trong quá trình trên là gì?
d. Nếu dẫn khí clo có lẫn tạp chất vào bình chứa H2SO4 đặc trước khi vào bình dung dịch NaCl bão hịa có được khơng?
e. Nêu vai trị của bơng tẩm xút. Phân tích:
Học sinh cần nắm nguyên tắc điều chế khí clo trong phịng thí nghiệm. Đáp án:
a. Trong phịng thí nghiệm, để điều chế khí clo ta có thể cho dung dịch HCl đặc tác dụng với chất oxi hóa, ví dụ như MnO2…
Phương trình:
4HClđặc + MnO2 (to) MnCl2 + Cl2 +2H2O.
b. Khí clo sau khi ra khỏi bình 1 thường có lẫn tạp chất khí hiđroclorua và hơi nước.
c. Vai trò của dung dịch NaCl bão hòa là loại tạp chất khí hiđroclorua, của H2SO4 đặc là loại tạp chất hơi nước.
d. Nếu dẫn khí clo có lẫn tạp chất vào bình chứa H2SO4 đặc trước khi vào bình dung dịch NaCl bão hịa thì khơng được, vì clo thu được vẫn còn lẫn tạp chất hơi nước.
e. Vai trị của bơng tẩm xút là ngăn khơng cho khí clo (khí độc) thốt ra gây hại cho người tiến hành thí nghiệm.
PTHH: Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O
Bài 5. Hình vẽ dưới đây mơ tả q trình điều chế oxi trong phịng thí nghiệm.
Bơng ------------ ---------------------- ------------ ---------------------- ------------ ---------------------- ---------------------------------- ------------------------------------ ---- --- --- ---- --- --- ---- ----- ---- --- --- ---- --- --- ---- -- -- ---- --- --- ---- --- --- ---- ---- ---- --- --- ---- -- --- -------- ---- --- --- ---- -- ------- -- ---- --- --- ---- ---------- ---- --- --- ---- ------ -------------- ------- ------- ------- ------- ------- ------- -- ---- --- - -- KMnO4 O2 O2
Hình 2.10. Thí nghiệm điều chế oxi
a. Tại sao miệng ống nghiệm phải chếch xuống?
b. Có thể thu khí oxi trực tiếp vào lọ thủy tinh (khơng úp lọ xuống) không? c. Khi kết thúc thí nghiệm phải rút đèn hay ống dẫn khí ra trước, tại sao? d. Có thể thay KMnO4 bằng hóa chất nào khác?
Phân tích:
Học sinh cần biết một số hóa chất được sử dụng điều chế khí oxi trong phịng thí nghiệm, cách thu khí oxi, các thao tác tiến hành thí nghiệm.
Đáp án:
a. Ống nghiệm kẹp trên giá ở tư thế hơi chếch miệng xuống để tránh hiện tượng khi đun KMnO4 ẩm, hơi nước bay lên đọng lại trên thành ống nghiệm chảy xuống đáy làm vỡ ống nghiệm.
b. Có thể thu trực tiếp khí O2 vào lọ thủy tinh vì: Oxi nặng hơn khơng khí, khơng phản ứng với khơng khí. Tuy nhiên cần chú ý là đầu ống dẫn khí phải đặt sát đáy lọ thủy tinh.
c. Khi kết thúc thí nghiệm, phải tháo ống dẫn khí ra trước khi tắt đèn để tránh hiện tượng nước chảy ngược từ cốc sang ống nghiệm đang nóng làm vỡ ống.
53 dung dịch HCl đặc MnO2 bơng tẩm NaOH đặc Khí clo Bài 6. Cho hình vẽ: Hình 2.11. Điều chế khí clo
Trong phịng thí nghiệm người ta thường tiến hành điều chế khí clo tinh khiết theo hình vẽ trên. Hãy giải thích tại sao lại phải mắc sơ đồ như trên?
Phân tích: Qua sơ đồ trên học sinh phát hiện được khí clo được dẫn qua dung dịch NaCl để hấp thụ HCl, qua H2SO4 đặc để hấp thụ nước, HS phải hiểu và biết khí clo điều chế được có lẫn: khí HCl, hơi nước.
Đáp án: Dẫn clo qua dung dịch NaCl để hấp thụ HCl và H2SO4 đặc để hấp thụ hơi nước. Khí clo nặng hơn khơng khí và khơng tác dụng với khơng khí nên có thể thu trực tiếp, bông tẩm dung dịch NaOH để hạn chế clo thốt ra ngồi khơng khí vì clo là một khí độc.
Bài 7.
Trong công nghiệp để điều chế nước Gia-ven người ta điện phân dung dịch muối ăn khơng có màng ngăn. Cho sơ đồ điều chế clo có sử dụng màng ngăn (hình bên cạnh) Em hãy viết phương trình hố học giải thích cách làm trên.
Hình 2.12. Bình điện phân để điều chế Cl2, H2, NaOH
Phân tích: Trong cơng nghiệp để điều chế nước Gia-ven người ta điện phân dung dịch muối ăn khơng có màng ngăn. Tại sao lại khơng dùng màng ngăn? Nếu có màng ngăn thì sao?
+ Phản ứng điện phân:
2NaCl + 2H2O Đ/phân 2NaOH + H2+ Cl2
+ Khi khơng có màng ngăn thì clo sinh ra tiếp xúc với dung dịch NaOH nên có phản ứng sau:
Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O
+ Vì vậy dung dịch thu được là dung dịch nước Gia-ven. Ứng dụng điều này người ta sản xuất nước Gia-ven trong công nghiệp .
2.3.3. Bài tập thực nghiệm được tiến hành qua hình vẽ
Bài 8: Hình vẽ sau mơ tả cách lắp dụng cụ điều chế oxi trong phịng thí nghiệm.
1. Tìm điểm lắp dụng cụ sai trong hình vẽ trên. Giải thích và nêu cách lắp dụng cụ đúng nhất.
2. Phương pháp thu khí ở trên dựa vào tính chất nào của oxi?
3. Khi kết thúc thí nghiệm, tại sao phải tháo ống dẫn khí ra trước khi tắt đèn cồn
4. Nếu khí Oxi có lẫn hơi nước, có thể dùng chất nào sau đây để làm khơ khí oxi?
A. Al2O3. B. H2SO4 đặc. C. dd Ca(OH)2. D. dd HCl. 5. Nếu các chất KMnO4 và KClO3 có khối lượng bằng nhau thì chọn chất nào có thể điều chế được oxi nhiều hơn. Hãy giải thích bằng cách tính tốn trên cơ sở PTHH. (Mn = 55; K = 39; Cl = 35,5; O = 16)
Phân tích:
Ở bài tập này, HS chỉ cần nắm vững cách lắp ráp và điều chế khí oxi trong phịng TN, phương pháp thu khí oxi, các hóa chất dùng để hút nước trong khí oxi.
Đáp án
1. Điểm sai trong cách lắp bộ dụng cụ điều chế oxi là ống nghiệm đựng KMnO4 hướng lên. Ống nghiệm chứa KMnO4 kẹp trên giá phải hơi chúc miệng xuống để tránh hiện tượng khi đun KMnO4 ẩm, hơi nước bay lên đọng lại trên thành ống nghiệm chảy xuống đáy làm vỡ ống.
2. Phương pháp thu khí dựa vào tính chất oxi tan ít trong nước.
3. Khi kết thúc thí nghiệm, phải tháo ống dẫn khí ra trước khi tắt đèn cồn để tránh hiện tượng nước chảy ngược từ chậu sang ống nghiệm đang nóng làm vỡ ống nghiệm.
4. B (H SO đặc vì nó háo nước và ko tác dụng với oxi).
55
5. Nếu dùng cùng một khối lượng KMnO4 và KClO3 thì KClO3 điều chế được oxi nhiều nhất.
Bài 9.
Khí hidro clorua là chất khí tan rất nhiều trong nước tạo thành dung dịch axit clohdric.
Trong thí nghiệm thử tính tan của khí hidroclorua trong nước, có hiện tượng nước phun mạnh vào bình chứa khí như hình vẽ mơ tả dưới đây. Nguyên nhân gây nên hiện tượng đó là:
A.Do khí HCl tác dụng với nước kéo nước vào bình. B.Do HCl tan mạnh làm giảm áp suất trong bình.
C.Do trong bình chứa khí HCl ban đầu khơng có nước. D.Tất cả các nguyên nhân trên đều đúng
Đáp án: B
Bài 10.
Tiến hành thí nghiệm theo sơ đồ hình 2.14
a. Khói trắng sinh ra là các tinh thể của chất nào? Viết PTHH của phản ứng tạo ra các tinh thể đó.
b. Nếu khi tiến hành thí nghiệm, người ta dùng mi sắt thì thấy ngồi khói trắng cịn có khói nâu xuất hiện. Giải thích hiện tượng.
c. Em hãy vẽ một sơ đồ thí nghiệm đơn giản điều chế khí clo, cho khí vừa sinh ra tác dụng trực tiếp với natri. Biết rằng:
- Trong phịng thí nghiệm chỉ có ống nghiệm, ống nghiệm có nhánh, ống hút nhỏ giọt, giá thí nghiệm và đèn cồn.
- Có thể thay đổi hóa chất thí nghiệm nếu cần thiết.
Bài 11.
Thu một lọ thủy tinh chứa đầy khí clo, lấy một sợi dây đồng cuộn hình lị xo sau đó tiến hành thí nghiệm.
Dây đồng cháy đỏ rực, có khói nâu và khói trắng sinh ra. Khói nâu và khói trắnglà những chất nào?
Viết PTHH của các phản ứng đã xảy ra.
Bìa cứng Cl2
Na
Hình 2.14. Thí nghiệm Na + Cl2
Bài 12. Cho hình vẽ biểu diễn thí nghiệm của oxi với Fe
Điền tên đúng cho các kí hiệu 1, 2, 3 đã cho:
A.1:dây sắt; 2:khí oxi; 3:lớp nước B.1:mẩu than; 2:khí oxi; 3:lớp nước C.1:khí oxi; 2:dây sắt; 3:lớp nước D.1:Lớp nước; 2:khí oxi; 3:dây sắt
Bài 13. Cho thí nghiệm như hình vẽ sau:
Phản ứng xảy ra trong ống nghiệm 1 là: A.Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
B.H2 + S → H2S
C.H2S + Pb(NO3)2 → PbS↓ + 2HNO3 D.2HCl + Pb(NO3)2 → PbCl2↓ + 2HNO3
Bài 14. Cho hình vẽ sau:
Hiện tượng xảy ra trong bình Eclen chứa Br2: A.Có kết tủa xuất hiện
B.Dung dịch Br2 bị mất màu 2 1 Mẩu than 3 Zn + HCl S dd Pb(NO3)2 2 1 dd H2SO4 đặc Na2SO3 tt dd Br2
57 C.Vừa có kết tủa vừa mất màu dung dịch Br2 D.Khơng có phản ứng xảy ra
Bài 15.
Có ba ống nghiệm không nhãn, mỗi ống chứa 1 trong ba chất khí SO2, O2, HCl khơng màu. Úp các ống nghiệm vào các chậu nước và thu được kết quả như hình vẽ dưới đây: - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - - - - - - - -- - - - - - - - - - - -- - -- - - - - - - - - - - - - - -- - - --- - - - - - - - - - - - - - -- - -- - -- - - - - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - - - - - - - -- - -- - - - - - - - - - - - - - -- - - --- - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - -- - ---- - - --- - - - - - - - -- -- -- -- - ---- - -- - ---- ---- ---- ---- ---- - -- - - - -- - -- --- - -- - - A B C - - -- --- -- -
a. Khí trong ống nghiệm nào tan trong nước tốt nhất? b. Xác định các khí trong từng ống nghiệm.
c. Nếu thay nước ở chậu thứ hai bằng dung dịch NaOH thì quan sát thấy hiện tượng gì?
Phân tích: Học sinh vận dụng kiến thức về tính tan của khí HCl, SO2, O2 để giải bài tập này.
Đáp án:
a. Khí trong ống nghiệm C tan trong nước tốt nhất.
b. Khí trong ống nghiệm A là O2, trong B là SO2, trong C là HCl.
c. Nếu thay nước ở chậu thứ hai bằng dung dịch NaOH thì thấy nước dâng cao, do SO2 là một oxit axit có thể tác dụng với dung dịch NaOH.
PTHH: SO2 + NaOH NaHSO3 Hay SO2 + 2NaOH Na2SO3 + H2O
Bài 16.
Hãy chỉ ra điểm sai trong hình vẽ dưới đây và hồn chỉnh lại cho đúng.
HCl, Cl2 Cl
2
Phân tích: Học sinh vận dụng kiến thức về khí HCl
Chậu 1 Chậu 2 Chậu 3
Dung dịch NaCl bão hịa
Đáp án:
Hình vẽ thiết kế sai cách lắp ống dẫn khí.
Ống dẫn hỗn hợp khí HCl, Cl2 vào bình chứa chưa tiếp xúc và sục sâu vào dung dịch NaCl bão hịa, nên khí HCl khơng thể tan trong dung dịch NaCl bão hịa được.
Ống dẫn khí Cl2 thu được lại sục sâu vào dung dịch NaCl bão hịa, trong dung dịch này khơng có hịa tan khí clo.
Cách thiết kế đúng:
HCl, Cl2 Cl
2
Bài 17. Bộ dụng cụ sau đây có thể dùng để điều chế chất khí nào trong số các chất
khí sau: Cl2, O2, NH3, SO2?
-- --
-- ------
Phân tích: Học sinh vận dụng kiến thức về tính tỷ khối của một chất so với khơng khí, xác định khí nặng hay nhẹ hơn khơng khí, phương pháp điều chế khí Cl2, SO2, O2 trong phịng thí nghiệm.
Đáp án:
- Bộ dụng cụ này dùng tốt cho điều chế Cl2, SO2.
- Nếu điều chế O2 từ H2O2, xúc tác MnO2 thì cũng có thể dùng tạm bộ dụng cụ này để điều chế O2.
- Bộ dụng cụ trên không dùng để điều chế khí amoniac vì NH3 nhẹ hơn khơng khí.
Bơng
59
2.3.4. Bài tập thực nghiệm được diễn tả bằng lý thuyết và học sinh vận dụng lý thuyết đã học để giải. thuyết đã học để giải.