Thí nghiệm 4: Tính khử của lưu huỳnh

BÀI THỰC HÀNH SỐ 1 : PHẢN ỨNG OXI HĨ A– KHỬ

5. CÂU HỎI THẢO LUẬN

4.4. Thí nghiệm 4: Tính khử của lưu huỳnh

Lấy vào muỗng một lượng nhỏ lưu huỳnh bằng hạt đậu xanh, hơ nĩng chảy trên ngọn lửa đèn cồn.

Khi lưu huỳnh cháy rồi đưa nhanh vào bình đựng khí oxi.Quan sát hiện tượng, viết phương trình hĩa học và xác định vai trị các chất tham gia phản ứng.

5. CÂU HỎI THẢO LUẬN

5.1. Vì sao dây thép xoắn cháy trong khơng khí lại yếu hơn khi cháy trong bình

đựng khí oxi?

5.2. Giải thích nguyên nhân gây ra sự thay đổi màu sắc và độ nhớt của lưu huỳnh

khi nĩng chảy?

5.3. Trong thí nghiệm Fe tác dụng với S thì sản phẩm tạo ra cĩ thể gồm những chất

nào? Tại sao phải trộn đều hỗn hợp phản ứng (Fe + S)? Tại sao phải lấy tỉ lệ S:Fe = 4:7 về khối lượng?

BÀI THỰC HÀNH SỐ 4: TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HĨA HỌC [9] 1. MỤC TIÊU

- Củng cố các kiến thức về các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng.

- Rèn luyện kĩ năng quan sát, so sánh các hiện tượng thí nghiệm và rút ra kết luận.

2. KIẾN THỨC GIÁO KHOA 2.1. Tốc độ phản ứng

2.1.1. Khái niệm

Tốc độ phản ứng hĩa học được đo bằng độ biến thiên nồng độ của các chất phản ứng (hay sản phẩm phản ứng) trong một đơn vị thời gian.

Giả sử, xét phản ứng xảy ra theo phương trình tổng quát sau:

aA + bB + …. → cC + dD + …. (II.1) Trong đĩ:

a, b,... là hệ số tỷ lượng của các chất đầu tham gia phản ứng.

c, d,... là hệ số tỷ lượng của các chất cuối (sản phẩm được tạo ra trong phản ứng).

Phương trình phản ứng (II.1) gọi là phương trình tỷ lượng của phản ứng. Để biểu diễn tốc độ phản ứng, người ta cĩ thể chọn bất kỳ chất nào trong phản ứng (A, B, C, D,…), nhưng trong thực tế, người ta thường chọn chất nào dễ theo dõi, dễ xác định được lượng của chúng ở các thời điểm khác nhau.

Giả sử, ở thời điểm t1, nồng độ của các chất là

1 A C , 1 B C ,… và 1 C C , 1 D C ,… ở thời điểm t2 (t2 > t1), nồng độ các chất là 2 A C , 2 B C ,… và 2 C C , 2 D C ,... Tốc độ trung bình của phản ứng là: A2 A1 A,tb 2 1 C C v t t     2 1 B B B,tb 2 1 C C v t t     C2 C1 C,tb 2 1 C C v t t    2 1 D D D,tb 2 1 C C v t t   

“Dấu trừ” đặt trước biểu thức tốc độ (viết cho các chất tham gia phản ứng) để đảm bảo giá trị của tốc độ phản ứng luơn là một đại lượng dương.

2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

2.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ

Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ của các chất tham gia phản ứng được xác định bằng định luật tác dụng khối lượng, như sau: tại một nhiệt độ khơng đổi, tốc độ phản ứng luơn tỷ lệ thuận với tích số nồng độ của các chất phản ứng ở bất cứ thời điểm nào.

Nếu như nồng độ các chất tham gia phản ứng càng lớn, thì sự va chạm càng lớn và sự va chạm cĩ hiệu quả giữa các phần tử tham gia phản ứng cũng lớn. Như vậy vận tốc phản ứng càng lớn.

2.2.2. Ảnh hưởng của áp suất

Đối với phản ứng trong pha khí thì ảnh hưởng của áp suất lên tốc độ phản ứng tương tự như ảnh hưởng của nồng độ, bởi vì áp suất tỉ lệ với nồng độ. Ở nhiệt độ khơng đổi ta cĩ thể thay nồng độ bằng áp suất trong phương trình tốc độ và

2 1 .PAnPBn k

v .

Khi áp suất tăng, nồng độ chất khí tăng theo, nên tốc độ phản ứng tăng.

2.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ

Tốc độ của các phản ứng hĩa học khác nhau phụ thuộc vào nhiệt độ theo những cách thức và những mức độ khác nhau. Khi nhiệt độ phản ứng tăng thì tốc độ chuyển động của các phân tử tăng, dẫn đến tần số va chạm giữa các phân tử chất phản ứng tăng. Đa số phản ứng cĩ tốc độ tăng khi tăng nhiệt độ. Những nghiên cứu thực nghiệm cho thấy khi tăng nhiệt độ thêm 10 C thì tốc độ phản ứng tăng từ 2 đến 4 lần.

2.2.4. Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc

Khi một chất rắn tác dụng với chất lỏng hay chất khí, kích thước của hạt chấ rắn cĩ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. Hạt chất rắn càng bé, tổng bề mặt tiếp xúc với chất lỏng hay chất khí càng lớn, tốc độ phản ứng càng lớn.

2.2.5. Ảnh hưởng của chất xúc tác

Xúc tác là hiện tượng làm thay đổi tốc độ của các phản ứng hĩa học được thực

hiện bởi một số chất, mà ở cuối quá trình các chất này vẫn cịn nguyên vẹn. Chất gây ra sự xúc tác được gọi là chất xúc tác.

Thơng thường thuật ngữ “chất xúc tác” được dùng để chỉ các chất làm tăng tốc độ phản ứng (thường được gọi là chất xúc tác dương). Các chất làm giảm tốc độ phản ứng (chất xúc tác âm) thường được gọi là chất ức chế.

3. DỤNG CỤ VÀ HĨA CHẤT 3.1. Dụng cụ

Ống nghiệm Muỗng lấy hĩa chất

Ống hút Kẹp sắt

Giá để ống nghiệm Đèn cồn

3.2. Hĩa chất

Dung dịch HCl 18% Dung dịch H2SO4 15%

Dung dịch HCl 6% Kẽm viên

4. THỰC HÀNH

4.1. Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng

Chuẩn bị hai ống nghiệm như sau:

- Ống thứ nhất chứa 3 ml dung dịch HCl nồng độ khoảng 18%. - Ống thứ hai chứa 3 ml dung dịch HCl nồng độ khoảng 6%. Cho đồng thời vào mỗi ống một hạt kẽm cĩ kích thước giống nhau. Quan sát hiện tượng xảy ra trong hai ống nghiệm và rút ra kết luận. Viết phương trình hĩa học của phản ứng xảy ra.

4.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng Hình 2.9: Zn viên và axit HCl nồng độ khác nhau Hình 2.9: Zn viên và axit HCl nồng độ khác nhau Hình 2.9: Zn viên và axit HCl nồng độ khác nhau

Chuẩn bị hai ống nghiệm, mỗi ống đựng 3 ml dung dịch H2SO4 nồng độ khoảng 15%.

Đun dung dịch trong một ống đến gần sơi.

Cho đồng thời vào mỗi ống một hạt Zn cĩ kích thước giống nhau. 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.

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 32  H O2

2HNO3  CaCO3  Ca NO 32  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 32  2NO2  2H O2 3Cu  8HNO3(l)  3Cu NO 32  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.