BÀI THỰC HÀNH SỐ 1 : PHẢN ỨNG OXI HĨ A– KHỬ
5. CÂU HỎI THẢO LUẬN
4.3. Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc đến tốc độ phản ứng
Chuẩn bị hai ống nghiệm, mỗi ống đựng 3 ml dung dịch H2SO4 nồng độ khoảng 15%.
Sau đĩ chuẩn bị hai mẫu Zn cĩ khối lượng bằng nhau. Một mẫu cĩ kích thước hạt nhỏ hơn mẫu cịn lại.
Cho đồng thời hai mẫu kẽm đĩ vào hai ống nghiệm đựng H2SO4 ở trên. Quan sát hiện tượng xảy ra trong hai ống nghiệm và rút ra kết luận. Viết phương trình hĩa học của phản úng xảy ra.
5. CÂU HỎI THẢO LUẬN
5.1. Trong thí nghiệm giữa Zn và dung dịch axit, nếu lấy cùng nồng độ axit nhưng thể tích khác nhau thì cĩ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hay khơng?
BÀI THỰC HÀNH SỐ 5:
TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT NITƠ, PHOTPHO [10] 1. MỤC TIÊU
- Rèn luyện kĩ năng thao tác thí nghiệm an tồn, chính xác. - Làm các thí nghiệm chứng minh:
Tính oxi hĩa mạnh của axit nitric. Tính oxi hĩa của muối kali nitrat.
2. KIẾN THỨC GIÁO KHOA 2.1. Axit nitric
2.1.1. Tính chất vật lý
- Axit nitric tinh khiết là một chất lỏng khơng màu, kém bền dễ bị phân hủy dưới
tác dụng của ánh sáng và nhiệt.
4HNO3 4NO2 O2 2H O2
Do tạo thành NO2 nên dung dịch HNO3 cĩ màu vàng.
- Axit nitric khan, háo nước, dung dịch đặc bốc khĩi do kết quả hút hơi nước trong khí quyển của các phân tử axit bốc hơi.
2.1.2. Tính chất hĩa học
- Tính axit: axit nitric là một axit mạnh, mang đầy đủ tính chất của một axit. 2HNO3 CuO Cu NO 32 H O2
2HNO3 CaCO3 Ca NO 32 CO2 H O2
- Tính oxi hĩa: trong phân tử HNO3, nitơ cĩ số oxi hĩa +5 là số oxi hĩa cao nhất của nitơ, do đĩ tính chất hĩa học đặc trưng của HNO3 là tính oxi hĩa mạnh. Khi phản ứng tùy thuộc vào nồng độ axit, mức độ hoạt động của các chất khử và nhiệt độ của phản ứng mà số oxi hĩa của nitơ cĩ thể đưa về: -3, 0, +1, +2, +3, +4.
Với kim loại: tùy thuộc vào nồng độ HNO3 và mức độ hoạt động của kim loại ta
cĩ: Kim loại + HNO3
(Trừ Au, Pt)
Trong muối nitrat, kim loại cĩ hĩa trị cao nhất.
Muối nitrat + NO2 + H2O
Muối nitrat + NO/N2O/N2 + H2O Muối nitrat + NH4NO3 + H2O Đặc
Lỗng Rất lỗng
Fe, Al, Cr bị thụ động trong HNO3 đặc, nguội.
Ví dụ: Cu 4HNO3đ Cu NO 32 2NO2 2H O2 3Cu 8HNO3(l) 3Cu NO 32 2NO 4H O2
Với phi kim: khi đun nĩng HNO3 đặc cĩ thể oxi hĩa các phi kim C, S, P đến mức oxi hĩa cao nhất.
C 4HNO3đ to CO2 4NO2 2H O2 S 6HNO3đ to H SO2 4 6NO2 2H O2
Với hợp chất: dung dịch HNO3 khi tác dụng với các hợp chất như: H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II) … oxi hĩa các nguyên tố trong hợp chất lên mức oxi hĩa cao hơn.
o
2 0
t
2 3 loãng 2
3H S 2HNO 3S 2NO 4H O
Nhìn chung, dung dịch HNO3 càng lỗng, kim loại càng mạnh, nhiệt độ càng thấp thì N+5 trong HNO3 bị khử càng sâu (tới mức oxi hĩa thấp nhất).
Cĩ thể cho rằng, khi cho kim loại tác dụng với dung dịch HNO3 thì sản phẩm tạo thành chủ yếu là HNO2, nhưng vì khơng bền, HNO2 bị phân hủy tạo ra NO và NO2 theo phản ứng:
2HNO2 NO NO2 H O2 NO2 tác dụng với nước theo phản ứng thuận nghịch 3NO2 + H2O 2HNO3 + NO
Axit HNO3 càng đặc thì cân bằng càng chuyển về phía tạo ra NO2. Chính vì lí do này, khi kim loại tác dụng với HNO3 đặc thì tạo ra khí NO2 và với HNO3 lỗng lại tạo khí NO.
2.2. Muối nitrat
Các muối nitrat kém bền với nhiệt, chúng bị phân hủy khi đun nĩng.
Muối nitrat to
Kim loại trước Mg Kim loại từ Mg đến Cu
Kim loại sau Cu
Muối nitrit + O2 Oxit + NO2 + O2
o t 3 2 2 1 KNO KNO O 2 to 3 2 2 2 1 Cu NO CuO 2NO O 2 o t 3 2 2 1 AgNO Ag NO O 2 Ví dụ:
Nhận biết ion nitrat: trong mơi trường trung tính, ion NO3
khơng cĩ tính oxi hĩa. Khi cĩ mặt ion H+, ion NO3 thể hiện tính oxi hĩa giống như HNO3. Vì vậy để nhận ra ion NO3
người ta đun nĩng nhẹ dung dịch chứa NO3
với đồng kim loại và H2SO4 lỗng tạo dung dịch màu xanh và khí màu nâu đỏ thốt ra.
3Cu 8H 2NO3 3Cu2 2NO 4H O2 màu xanh khơng màu
2NO O2 2NO2 nâu đỏ 3. DỤNG CỤ VÀ HĨA CHẤT 3.1. Dụng cụ Ống nghiệm Bơng gịn Ống hút Giá sắt Giá để ống nghiệm Đèn cồn
Kẹp sắt Muỗng lấy hĩa chất
3.2. Hĩa chất
Dung dịch HNO3 đặc 68% Dung dịch NaOH lỗng
Dung dịch HNO3 lỗng 15% Tinh thể KNO3
Đồng miếng Than
4. THỰC HÀNH
Hình 2.12: Than và tinh thể KNO3
Lấy vào ống nghiệm thứ nhất 0,5 ml dung dịch HNO3 đặc (68%) và ống nghiệm thứ hai 0,5 ml dung dịch HNO3 lỗng 15%.
Cho vào mỗi ống nghiệm một mảnh nhỏ đồng kim loại.
Nút các ống nghiệm bằng bơng tẩm dung dịch NaOH.
Đun nhẹ ống nghiệm thứ hai.
Quan sát màu của khí bay ra và màu của dung dịch trong ống nghiệm.
Giải thích và viết các phương trình hĩa học.
4.2. Thí nghiệm 2: Tính oxi hĩa của muối kali nitrat nĩng chảy
Lấy một ống nghiệm chịu nhiệt khơ và cặp đứng trên giá sắt, rồi đặt giá sắt trong chậu cát.
Bỏ một ít tinh thể KNO3 vào ống nghiệm và đốt cho muối nĩng chảy.
Khi muối bắt đầu phân hủy (nhìn thấy các bọt khí xuất hiện) vẫn tiếp tục đốt nĩng ống nghiệm, đồng thời dùng kẹp sắt bỏ một hịn than nhỏ đã được đốt nĩng đỏ vào ống.
Quan sát sự cháy tiếp tục của hịn than. Giải thích và viết các phương trình hĩa học.
5. CÂU HỎI THẢO LUẬN
5.1. Trong thí nghiệm 1, tại sao phải nút các ống nghiệm bằng bơng tẩm dung dịch
NaOH?
5.2. Tại sao khi cho hịn than đun nĩng đỏ vào ống nghiệm chứa KNO3 nĩng chảy
thì hịn than bùng cháy? Viết phương trình phản ứng xảy ra.
C C H H
BÀI THỰC HÀNH SỐ 6:
ĐIỀU CHẾ VÀ TÍNH CHẤT CỦA ETILEN, AXETILEN [10] 1. MỤC TIÊU
- Biết được mục đích, cách tiến hành, kĩ thuật tiến hành một số thí nghiệm cụ thể. - Điều chế và thử tính chất của etilen, axetilen.
- Củng cố kiến thức về tính chất vật lý và hĩa học của một số hợp chất hữu cơ.
2. KIẾN THỨC GIÁO KHOA
2.1. Đặc điểm cấu tạo của anken – ankin
2.2. Tính chất hĩa học
Trong anken, liên kết của nối đơi C = C kém bền vững nên dễ bị cắt đứt tạo thành liên kết với các nguyên tử khác. Do đĩ, liên kết đơi C = C là trung tâm gây ra các phản ứng hĩa học đặc trưng của anken: phản ứng cộng, phản ứng oxi hĩa, phản ứng trùng hợp.
Trong ankin cũng cĩ liên kết kém bền tương tự như anken, vì thế phản ứng nào cĩ thể xảy ra đối với anken thì cũng cĩ thể xảy ra đối với ankin. Tuy nhiên, khác với anken, phản ứng cộng của ankin xảy ra theo hai giai đoạn.
2.2.1. Phản ứng cộng hidro
Khi đun nĩng và cĩ mặt xúc tác Pt/ Ni hoặc Pd. Anken:
C C + H – H Pd/ Ni/ Ptto
Anken
- Là những hidrocacbon mạch hở cĩ một nối đơi trong phân tử
C C
- Hai nguyên tử C mang nối đơi ở trạng thái lai hĩa sp2 .
- Liên kết đơi C = C gồm một liên kết
bền vững và một liên kết linh động.
Ankin
- Là những hidrocacbon mạch hở cĩ một nối ba trong phân tử
- Hai nguyên tử C mang nối ba ở trạng thái lai hĩa sp .
- Liên kết ba gồm một liên kết bền vững và hai liên kết linh động.
CH CH CH CH (2) (1) CH2 CH2 Br Br CH2 CH2 Br Br CH3 CH CH2 HCl CH 3 CH Cl CH2 H Ankin:
Nếu dùng xúc tác Pd phản ứng chỉ dừng lại ở giai đoạn (1)
Ví dụ: + H2 Ni,to CH3 - CH3 + H2 Pd,to CH2 = CH2
2.2.2. Phản ứng cộng halogen
Halogen là tác nhân đối xứng dễ thực hiện phản ứng với anken, ankin. Tuy nhiên khơng phải tất cả các halogen đều tham gia phản ứng như nhau. Khả năng tham gia phản ứng biến đổi theo thứ tự: Flo >> Brom ~ Clo >> Iot. Do vậy, phản ứng cộng halogen chỉ xét phản ứng của brom hoặc clo mà thơi.
Ví dụ:
Phản ứng làm mất màu của dung dịch brom. Do đĩ, dung dịch brom hay Br2/CCl4 dùng làm thuốc thử để nhận biết anken, ankin.
2.2.3. Phản ứng cộng hiđracid
Trong phản ứng cộng HX (HCl, HBr), H là chất thân điện tác kích vào vị trí C của liên kết đơi cacbon – cacbon mang mật độ điện tử lớn nhất tạo ra ion cacbonium và làm thế nào để các ion cacbonium bền nhất, sau đĩ X gắn vào C. Kết quả, ta cĩ được sản phẩm là halogenua ankyl, trong đĩ halogen gắn vào cacbon mang nhiều nhĩm thế nhất (qui tắc MAKOVNIKOV). Tuy nhiên, qui tắc này cĩ nhiều trường hợp ngoại lệ, nhưng cơ bản nhất là H luơn tác kích tại vị trí C của liên kết đơi cĩ mật độ điện tử lớn nhất.
2.2.4. Phản ứng cộng nước (hiđrat hĩa)
C C + H H Ni,to CH CH o Ni,t H H + CH CH CH2 CH2 CH CH Br2 CH CH Br Br Br Br 2
C CH CH3 H2O HgSO4 , 800C CH3 C CH3 O H2SO4 + 2KMnO4 + 4 H2O CH2 CH2 OH OH + 2 MnO2 + 2KOH 3C2H4 3
Anken: tác dụng trực tiếp với nước nhờ chất xúc tác axit mạnh cho sản phẩm là ancol.
Chất xúc tác thường sử dụng là H2SO4 vì sản phẩm phụ là ankyl sunfat sinh ra cũng bị thủy giải cho cùng một sản phẩm là ancol, cịn nếu dùng HX làm xúc tác thì HX cũng cĩ thể cộng vào anken cho sản phẩm phụ là RX.
Cho anken tác dụng với H2SO4 đặc rồi thủy phân este vơ cơ thu được: CH2 = CH2 + HOSO3H to CH3 – CH2 – OSO3H
CH3 – CH2 – OSO3H + H2O to CH3CH2OH + H2SO4 Cho anken tác dụng trực tiếp với nước nhờ chất xúc tác axit mạnh.
Ankin: cĩ thể bị hiđrat hĩa với sự hiện diện của H2SO4 và muối Hg2 cho anđehit hoặc xeton.
2.2.5. Phản ứng trùng hợp
Trong những điều kiện nhiệt độ, áp suất, xúc tác thích hợp, các anken đầu dãy cĩ tham gia phản ứng cộng nhiều phân tử với nhau thành phân tử rất lớn.
CH2 CH2 peoxit, 100-3000C 100atm n CH2 CH2 n CH CH CuCl, NH4Cl, t0 2 CH C CH CH2 800oC CH CH 3 2.2.6. Phản ứng oxi hĩa 2.2.6.1. Phản ứng oxi hĩa hồn tồn
Anken và ankin khi cháy đều tỏa nhiệt mạnh và cho ngọn lửa sáng. CH2 CH2 3O2 to 2CO2 2H O2 H 1423KJ CH CH 5O2 to 2CO2 H O2 H 1320KJ
2
2.2.6.2. Phản ứng oxi hĩa khơng hồn tồn
Anken và ankin đều bị KMnO4 oxi hĩa và làm mất màu dung dịch KMnO4.
32 3 2 HC CH 2 Ag NH OH Ag C C Ag 4NH 2H O 0 2 4 đ H SO ,170 C 3 2 2 2 2 CH CH OH CH CH H O
Ankin: Khi bị KMnO4 oxi hĩa ở liên kết ba tạo ra các sản phẩm phức tạp cịn KMnO4 bị khử thành MnO2.
Ví dụ:
3C H2 2 8KMnO4 3KOOC COOK 8MnO2 2KOH 2H O 2
2.2.7. Phản ứng thế bằng ion kim loại (Phản ứng đặc trưng của ankin cĩ nối ba ở đầu mạch). đầu mạch).
Do tính linh động của H ở C mang liên kết ba hơn hẳn H ở C mang liên kết đơi, liên kết đơn nên nĩ cĩ thể bị thay thế bằng nguyên tử kim loại.
R C CH Ag NH 32OH R C CAg 2NH3 H O2
vàng
2.3. Điều chế
2.3.1. Trong cơng nghiệp
- Etylen, propylen và butylen được đều chế bằng phản ứng tách hidro từ ankan tương ứng hoặc bằng phản ứng crackinh.
- Axetylen được điều chế theo hai cách:
2CH4làm lạnh nhanh1500 C0 CH CH 3H2 CaC2 H O2 Ca OH 2 CH CH
2.3.2. Trong phịng thí nghiệm
- Điều chế etylen: tiến hành đun nĩng hỗn hợp rượu etylic với axit H2SO4 đặc.
- Điều chế axetylen: cho canxi cacbua CaC2 tác dụng với H2O. CaC2 H O2 Ca OH 2 CH CH
3. DỤNG CỤ VÀ HĨA CHẤT 3.1. Dụng cụ
Ống nghiệm Ống dẫn khí
Giá để ống nghiệm Đèn cồn
Kẹp hĩa chất Ống thủy tinh đầu vuốt nhọn
Nút cao su Ống hút nhỏ giọt
3.2. Hĩa chất
C2H5OH khan Dung dịch KMnO4 lỗng
Dung dịch H2SO4 đặc Mẩu CaC2
Dung dịch NaOH Nước cất
Dung dịch AgNO3 Dung dịch NH3
4. THỰC HÀNH
4.1. Thí nghiệm 1: Điều chế và thử tính chất của etilen
Cho vào ống nghiệm khơ 2 ml C2H5OH và vài viên đá bọt.
Vừa lắc ống nghiệm vừa cho thêm từ từ 4 ml dung dịch H2SO4 đặc. Đun nĩng nhẹ hỗn hợp trong ống nghiệm.
Dẫn khí thốt ra vào ống nghiệm chứa dung dịch KMnO4 lỗng. Quan sát sự đổi màu của dung dịch.
Đưa ống dẫn khí ra khỏi dung dịch KMnO4 lỗng rồi đốt. Quan sát.
4.2. Thí nghiệm 2: Điều chế và thử tính chất của axetilen
Chuẩn bị:
- Ống nghiệm 1: 5 ml dung dịch KMnO4.
- Ống nghiệm 2: 3 ml dung dịch AgNO3 + 2 ml dung dịch NH3. Cho vài mẩu đất đèn bằng hạt ngơ vào
ống nghiệm cĩ nhánh (nhánh được nối với một dây cao su cịn đầu kia của dây cao su gắn với ống dẫn bằng thủy tinh).
Cho vào ống nghiệm khoảng 1 ml nước cất. Đậy ống nghiệm bằng nút cao su.
Khi khí bắt đầu thốt ra, lần lượt thực hiện các thao tác sau:
- Đưa đầu ống dẫn khí lần lượt vào các dung dịch trong ống nghiệm 1, 2. - Đốt cháy đầu ống dẫn khí.
Mơ tả hiện tượng quan sát được và viết các phương trình phản ứng.
5. CÂU HỎI THẢO LUẬN
5.1. Ở thí nghiệm 1, tại sao khi cho rượu etylic vào H2SO4 đậm đặc rồi đun nĩng, ta thấy màu của dung dịch sậm dần?
5.2. Tại sao khi đun nĩng hỗn hợp phản ứng phải cho vào ống nghiệm vài viên đá
bọt?
5.3. Cho biết các sản phẩm cĩ thể cĩ của phản ứng điều chế etylen?
5.4. Ở thí nghiệm 2, CaC2 phản ứng rất mãnh liệt với nước, do đĩ, để C2H2 sinh ra
êm dịu ta cần phải làm gì?
BÀI THỰC HÀNH SỐ 7:
TÍNH CHẤT CỦA ETANOL, GLIXEROL VÀ PHENOL [10] 1. MỤC TIÊU
- Biết tiến hành một số thí nghiệm về tính chất hĩa học đặc trưng của etanol, phenol và glixerol.
- Biết quan sát và giải thích được các kết quả thí nghiệm.
2. KIẾN THỨC GIÁO KHOA 2.1. Dẫn xuất Halogen
Tính chất cơ bản của dẫn xuất halogen.
2.1.1. Phản ứng thế nguyên tử halogen bằng nhĩm –OH
Do các halogen (X) cĩ độ âm điện lớn hơn cacbon nên trong phân tử dẫn xuất halogen liên kết C – X luơn luơn phân cực âm về phía X. Vì vậy, ngun tử cacbon bị thiếu hụt một phần electron (mang điện tích dương) và liên kết C-X dễ bị phân cắt ở phía nguyên tử cacbon.
Chính vì thế, phản ứng đặc trưng của nhĩm C-X là tác dụng với các tác nhân cĩ khả năng nhường cặp electron dư của mình để tạo thành liên kết mới như: OH
, CN
, H2O, NH3…
Tuy nhiên, một phản ứng thế xảy ra theo cơ chế nào cịn tùy thuộc vào cấu trúc