BÀI THỰC HÀNH SỐ 1 : PHẢN ỨNG OXI HĨ A– KHỬ
5. CÂU HỎI THẢO LUẬN
4.2. Thí nghiệm 2: Điều chế axit clohiđric
Cho vào ống nghiệm (1) một ít muối ăn rồi rĩt dung dịch H2SO4 đặc vào đủ để thấm ướt lớp muối ăn.
Rĩt khoảng 8 ml nước cất vào ống nghiệm (2) và lắp dụng cụ như hình vẽ. Đun cẩn thận ống nghiệm (1), nếu thấy sủi bọt mạnh thì ngừng đun.
Quan sát hiện tượng, viết phương trình hĩa học của phản ứng điều chế axit clohiđric.
Nhúng mẩu giấy quỳ tím vào dung dịch trong ống (2). Quan sát hiện tượng xảy ra.
Hình 2.3: Sơ đồ điều chế khí Clo
5. CÂU HỎI THẢO LUẬN
5.1. Viết phương trình phản ứng điều chế khí clo từ KMnO4, KClO3, MnO2,
CaOCl2 với dung dịch HCl đặc.
5.2. Trong thí ngiệm 1, ta dùng giấy màu khơ được khơng? Tại sao? Cho biết thành
phần hĩa học của nước clo?
5.3. Giải thích tại sao khi lấy đèn cồn ra thì nước bị tràn sang bình cầu? 5.4. Dung dịch NaOH trong cốc cĩ tác dụng gì đối với thí nghiệm 1?
5.5. Nếu thay dung dịch HCl đặc bằng dung dịch HF đặc hay HBr đặc thì ta cĩ thu
được khí F2 hoặc Br2 khơng? Tại sao?
5.6. Tại sao dung dịch hiđroclorua cĩ tính axit?
5.7. Trong phịng thí nghiệm, hiđroclorua được điều chế bằng cách nào? Nếu dùng
BÀI THỰC HÀNH SỐ 3:
TÍNH CHẤT CỦA OXI, LƯU HUỲNH [9] 1. MỤC TIÊU
- Rèn luyện các thao tác thí nghiệm an tồn, chính xác. - Tiến hành thí nghiệm để chứng minh được:
Oxi và lưu huỳnh là những đơn chất phi kim cĩ tính oxi hĩa mạnh. Ngồi tính oxi hĩa, lưu huỳnh cịn cĩ tính khử.
Lưu huỳnh cĩ thể biến đổi trạng thái theo nhiệt độ.
2. KIẾN THỨC GIÁO KHOA 2.1. Oxi
2.1.1. Cấu tạo phân tử Oxi
Nguyên tử oxi cĩ cấu hình electron 1s22s22p4, lớp ngồi cùng cĩ 2 electron độc thân. Hai nguyên tử O liên kết cộng hĩa trị khơng cực, tạo thành phân tử O2. Cơng thức cấu tạo của phân tử oxi cĩ thể viết là:
O O
2.1.2. Tính chất vật lý
Oxi là chất khí khơng màu, khơng mùi, nặng hơn khơng khí 1,1) 29 32
(d . Dưới áp suất khí quyển, oxi hĩa lỏng ở nhiệt độ -183oC.
Khí oxi ít tan trong nước (100 ml nước ở 20oC và 1 atm hịa tan được 3,1 ml khí oxi. Độ tan S = 0,0043 g/100 g H2O).
2.1.3. Trạng thái tự nhiên
Oxi trong khơng khí là sản phẩm của q trình quang hợp. Nhờ sự quang hợp của cây xanh mà lượng khí oxi trong khơng khí hầu như khơng đổi:
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
2.1.4. Tính chất hĩa học
Nguyên tố oxi cĩ độ âm điện lớn (3,44), chỉ đứng sau flo (3,98). Khi tham gia phản ứng, nguyên tử oxi dễ dàng nhận thêm 2e. Do vậy, oxi là nguyên tố phi kim hoạt động, cĩ tính oxi hĩa mạnh. Trong các hợp chất (trừ hợp chất với flo và hợp chất peoxit), nguyên tố oxi cĩ số oxi hĩa là -2.
Oxi tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt,...) và phi kim (trừ halogen). Oxi tác dụng với nhiều hợp chất vơ cơ và hữu cơ.
Quá trình oxi hĩa các chất đều tỏa nhiệt, phản ứng cĩ thể xảy ra nhanh hay chậm khác nhau phụ thuộc vào các điều kiện: nhiệt độ, bản chất và trạng thái của chất.
2.1.4.1. Tác dụng với kim loại
Na và Mg cháy sáng chĩi trong khí oxi, tạo ra oxit. 4Na + O0 02 2Nat +1 -22O
o
2Mg + O2 2MgO0 0 t +1 -2 o
2.1.4.2. Tác dụng với phi kim
Nhiều phi kim cháy trong khí oxi tạo ra oxit, là những hợp chất liên kết cộng hĩa trị cĩ cực. 4P + 5O0 02 2Pt +5 -22O5 o S + O2 SO2t o 0 0 +4 -2 2.1.4.3. Tác dụng với hợp chất
Ở nhiệt độ cao, nhiều hợp chất cháy trong khí oxi tạo ra oxit, là những hợp chất liên kết cộng hĩa trị. C2H5OH + 3O2 2COt 2 + 3H2O o -2 0 +4 -2 -2 2H2-2S + 3O02 2SO+4 2 + 2H2O -2 to 2.2. Lưu huỳnh 2.2.1. Tính chất vật lý
Lưu huỳnh cĩ hai dạng thù hình: Lưu huỳnh tà phương (S) và lưu huỳnh đơn tà (S). Chúng khác nhau về cấu tạo tinh thể và một số tính chất vật lí, nhưng tính chất hĩa học giống nhau.
Hai dạng lưu huỳnh S và S cĩ thể biến đổi qua lại với nhau theo điều kiện nhiệt độ.
Ở nhiệt độ thấp hơn 113oC, S và S là những chất rắn màu vàng. Phân tử lưu huỳnh cĩ 8 nguyên tử liên kết cộng hĩa trị với nhau tạo thành mạch vịng.
Ở nhiệt độ 119oC, S và S đều nĩng chảy thành chất lỏng màu vàng, rất linh động.
Ở nhiệt độ 187oC, lưu huỳnh lỏng trở nên quánh nhớt, cĩ màu nâu đỏ.
Ở nhiệt độ 445oC, lưu huỳnh sơi, các phân tử lưu huỳnh bị phá vỡ thành nhiều phân tử nhỏ bay hơi.
2.2.2. Tính chất hĩa học
Lưu huỳnh là nguyên tố tương đối hoạt động: ở nhiệt độ thường hơi kém hoạt động nhưng khi đun nĩng tương tác với hầu hết nguyên tố trừ các khí hiếm, nitơ, iot, vàng và platin.
Khi tham gia phản ứng hĩa học, lưu huỳnh thể hiện tính oxi hĩa hoặc tính khử.
2.2.2.1. Tác dụng với kim loại hoặc hiđro
Lưu huỳnh tác dụng với kim loại hoặc hiđro ở nhiệt độ cao, sản phẩm là muối sunfua hoặc hiđro sunfua:
2Al + 3S Al0 0 t +3 -22S3 o
H2 + S H2S
0 0 to +1 -2
Lưu huỳnh tác dụng với thủy ngân ở nhiệt độ thường tạo muối thủy ngân (II) sunfua:
Hg + S HgS
0 0 +2 -2
Trong những phản ứng trên, lưu huỳnh thể hiện tính oxi hĩa.
2.2.2.2. Tác dụng với phi kim
Ở nhiệt độ thích hợp, lưu huỳnh tác dụng được với một số phi kim như oxi, flo, clo: S + O2 SOt 2 o 0 0 +4 -2 S + F2 SF6 0 0 to +6 -1
2.2.2.3. Tác dụng với các hợp chất khác
Ngồi ra, lưu huỳnh cịn thể hiện tính khử khi tác dụng với các chất oxi hĩa như KNO3, KClO3, K2Cr2O7, HNO3, H2SO4,…, thí dụ:
2KClO3 + 3S 2KCl + 3SO2t o +5 0 -1 +4 +6 0 +4 2H2SO4 + S 3SO2 + 2H2O 3. DỤNG CỤ VÀ HĨA CHẤT 3.1. Dụng cụ
Bình đựng khí oxi Muỗng lấy hĩa chất
Ống nghiệm Kẹp sắt
Đế sứ Đèn cồn
Giá để ống nghiệm Đũa thủy tinh
3.2. Hĩa chất
Dây thép Bột lưu huỳnh
Khí oxi Bột sắt
4. THỰC HÀNH
4.1. Thí nghiệm 1: Tính oxi hĩa của oxi
Uốn một đoạn dây thép (dây thắng xe đạp) theo hình lị xo.
Cột thêm đoạn than gỗ của que diêm vào, dùng kẹp đốt que diêm trên ngọn lửa đèn cồn.
Đưa nhanh vào bình đựng khí oxi (khơng để dây thép chạm vào thành bình sẽ làm vỡ bình).
Quan sát hiện tượng, viết phương trình hĩa học và xác định vai trỏ của các chất tham gia phản ứng.
4.2. Thí nghiệm 2: Sự biến đổi trạng thái của lưu huỳnh theo nhiệt độ
Đun nĩng một ít bột lưu huỳnh trong ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn. Nghiêng ống nghiệm để dễ quan sát.
Quan sát sự biến đổi trạng thái của lưu huỳnh theo nhiệt độ.
4.3. Thí nghiệm 3: Tính oxi hĩa của lưu huỳnh
Cho một ít hỗn hợp bột sắt với lưu huỳnh vào đế sứ (tỉ lệ gần bằng S:Fe=4:7), dùng đũa thủy tinh trộn đều hỗn hợp.
Sau đĩ cho hỗn hợp vào đáy ống nghiệm, đun nĩng trên ngọn lửa đèn cồn cho đến khi phản ứng xảy ra.
Quan sát hiện tượng, viết phương trình hĩa học và xác định vai trị các chất tham gia phản ứng.
Hình 2.6: Lưu huỳnh bột
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 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