KOH - Dd CH3COOH
2.Dụng cụ: ống nghiệm, chén sứ, bếp điện, pypet, bóp cao su, đũa thủy tinh. 3.Cách tiến hành thí nghiệm: Vì đây là hợp chất khơng bền nên khi muốn
sử dụng luôn luôn phải điều chế.
Cho vài tinh thể KMnO4 và KOH vào chén sứ đem đun trên bếp điện đến khi có màu xanh bền, sau đó pha thành dung dịch.
Khảo sát tính chất của hợp chất K2MnO4 Ống 1: Để so sánh
Ống 2: Cho thêm từng giọt dung dịch CH3COOH 1N cho đến khi dung dịch đổi màu và tạo ra kết tủa nâu đen.
Ống 3: Cho thêm từng giọt dung dịch HCl 1N cho đến khi dung dịch đổi màu, sau đó cho thêm vài hạt NaOH rắn. Nhận xét hiện tượng.
III. Hiện tượng và giải thích thí nghiệm:
● Quan sát hiện tượng:
- Điều chế: cho vài tinh thể KMnO4 vào chén sứ, rồi đem đun trên bếp đến khi có màu xanh bền sau đó pha thành dung dịch.
- Ống 2: cho thêm dung dịch CH3COOH 1N dung dịch chuyển sang màu tím khi cho vài hạt NaOH thì chuyển sang màu xanh đen.
-Ống 3: Cho thêm từng giọt HCl 1N dung dịch chuyển sang màu tím, khi cho vài hạt NaOH thì chuyển sang màu xanh đen.
● Giải thích hiện tượng – viết phương trình:
- Qúa trình điều chế: Kali manganat chỉ tồn tại trong môi trường kiềm mạnh, màu
xanh của K2MnO4.
4KMnO4 + 4KOH = O2 + 4K2MnO4 + 2H2O - Ống 2: xuất hiện kết tủa màu nâu đen (MnO2)
3K2MnO4 + 4CH3COOH = 2KMnO4 + MnO2 + 4KCl + H2O
-Ống 3: dung dịch màu tím là KMnO4 , dung dịch chuyển sang màu xanh là do tạo ra K2MnO4
3K2MnO4 + 4HCl = 2KMnO4 + MnO2 + 4KCl + H2O. 4KMnO4 + 4NaOH = O2 + 2K2MnO4 + 2Na2MnO4 +2H2O
B. TRẢ LỜI CÂU HỎI:
Câu 1: Phương pháp điều chế KMnO4
- Điện phân dung dịch K2MnO4 bằng điện cực thép: 2K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + 2KOH + H2
- Phịng thí nghiệm:
+Cho vào ống nghiệm khơ tinh thể Mangan ddiooxxit, cho tiếp một lượng KOH khơ, đun nóng đến khi có màu xanh lá cây của K2MnO4.
O2 + 2MnO2 + 4KOH = 2K2MnO4 + 2H2O + Để nguội, sau đó axit hóa bằng H20:
3K2MnO4 + H2O ↔ 2KMnO4 + MnO2 + H2O
Câu 4: Thí nghiệm 3 thì yếu tố nào ảnh hưởng đến tính chất oxi hóa của KMnO4?
- Nhiệt độ
-Tùy thuộc vào mơi trường. Câu 5: Tính chất của K2MnO4?
-K2MnO4 có màu lục sẫm, thu được bằng cách nóng chảy MnO2 với kiềm ( NaOH, KOH, Na2CO3) và chất oxi hóa ( oxi khơng khí, KNO3, KClO3).
2MnO2 + KOH + O2 = 2K2MnO4 + 2H2O
MnO2 + K2CO3 + KNO3 = K2MnO4 + KNO2 + CO2
- K2MnO4 không bền, bị thủy phân chậm trong dung dịch nước. K2MnO4 +2H2O = 2KMnO4 + MnO2 + 4KOH
- Khi axit hóa K2MnO4 sẽ thu được axit H2MnO4, tuy nhiên axit này rất kém bền, dể bị thủy phân ngay lập tức.
H2MnO4 = HMnO4 + MnO2 + 2H2O
- K2MnO4 có tính oxi hóa mạnh, dể bị khử thành MnO2 trong môi trường kiềm và thành muối Mn2+ trong môi trường axit.
- K2MnO4 chỉ tồn tại trong dung dịch kiềm mạnh.
- Tuy nhiên khi gặp chất oxi hóa thì tạo thành KMnO4 2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 +2KCl
Câu 6: Viết phương trình phản ứng và cho biết kết tủa gì trong thí nghiệm 4: 2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2+ O2
- Các yếu tố ảnh hưởng: nhiệt độ , áp suất, tùy thuộc vào môi trường
PHẦN 2: CÁC NGUYÊN TỐ NHĨM VIIIB
A. BÁO CÁO THÍ NGHIỆM:Chuẩn bị lý thuyết: Chuẩn bị lý thuyết:
1.Giới thiệu các nguyên tố trong phân nhóm:
Nhóm VIIIB gồm 9 nguyên tố xếp vào 3 cột: sắt (Fe), Rutrni (Ru), Osmi (Os), Coban (Co), Rodi (Eh) , Iridi (Ri), Niken (Ni), Panadi (Pd), Platin (Pt). 2. Đặc điểm chung của các phân nhóm:
-Cấu hình e chung là (n-1)d 6-10 n 0-2
nên có số đặc trưng cực đại là +2 (RuO4, OsO4).
- Có khả năng xúc tác nhiều phản ứng hóa học.
- Những ion của kim loại nhóm VIIIB rất dễ tạo nên nhiều phức chất hóa học bền.
-Họ sắt gồm 3 nguyên tố Fe, Co, Ni và họ platin gồm 6 nguyên tố Ru, Os, Eh, Ri, Pd và Pt.
- Oxit và hidroxit có tính bazo yếu hoặc lưỡng tính. 3.Tính chất đặc trưng của đơn chất trong phân nhóm:
- Là những kim loại có ánh kim: Fe, Co có màu trăng xám; Ni có màu trắng bạc.
- Fe, Ni dễ rèn và dể dát mỏng; Co cứng và giòn hơn.
- Fe, Co, Ni tạo nên rất nhiều hợp kim quang trọng.
-Đều là hững kim loại có hoạt tính hóa học trung bình à hoạt tính giảm dần từ Fe đến Ni.
- Ở nhiệt độ thường nếu khơng có hơi ẩm chúng có màng oxit bảo vệ.
- Khi đun nóng phản ứng xảy a mảnh liệt nhất khi kim loại ở trạng thái chia nhỏ. 3Fe + 2O2 = Fe3O4
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
- Với N2 cả 3 kim loại tác dụng ở nhiệt độ không cao lắm tạo nên Fe2N, CoN. 2Fe + 3N2 = 2FeN3
- Cả 3 đều tan trong dung dịch axit giải phóng khi H2 và tạo nên muối E2+ . - H2SO4 đặc và HNO3 đặc nguội thụ động hóa với Fe. Trong thực tế người ta luôn chở những axit đặc đố trong xitec sắt.
4.Đặc trưng của các hợp chất trong phân nhóm:
● Oxit MO:
- Tât cả các MO khi đun nóng dể bị khử thành kim loại bởi H2, C, Si, Al, Mg. Feo + C = Fe + CO
- Không tan trong nước, dể tan trong axit. FeO + HCl = FeCl2 + H2O
● Hidroxit:
- Khi đun nóng trong điều kiện khơng có khơng khí nhất là đối với Fe(OH)2, các hidro mất nước biến thành axit.
Fe(OH)2 = FeO + H2O - Dễ tan trong dung dịch axit. Fe(OH)2 + HCl = FeCl2 + H2O
- Tính lưỡng tính chỉ thể hiện rất yếu ở Fe(OH)2, Co(OH)2 tan trong dung dịch kiềm mạnh đặc nóng.
● Oxit E2O3:
-Khơng tan trong axit, bền nhiệt chúng có thể bị H2, CO, Al hay bản thân kim loại ( Fe, Co ) khử thành M3O4 hay MO hay kim loại.
● Oxit hỗn hợp E3O4:
Al khử đến kim loại.
Fe3O4 + CO = Fe + CO2
● Hidroxit E(OH)3:
- Đều bền trong khơng khí và khơng tan trong nước. 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O ( t=500oC )
● Phức chất của Fe
- Sắt (III) tạo nên nhiều phức chất, đa số phức chất đó có cấu hình bát diện.
-Ion Fe3+ trong dung dịch có tác dụng với ion thioxianat SCN- tạo nên một số phức chất thioxianat màu đỏ đậm [Fe(SCN)6]3+.
Thí nghiệm 1: Tính chất hóa học của sắt: I. Mục đích thí nghiệm:
Khảo sát tính chất hóa học của sắt.
II. Nội dung thí nghiệm: 1. Hóa chất:
- Dd HCl 1N
- Dd H2SO4 20% và H2SO4 đậm đặc
- Dd HNO3 đậm đặc
- Dd NaOH 0,4N
2.Dụng cụ: becher, bếp điện, ống nghiệm, pypet, bóp cao su. 3.Cách tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm tiến hành trong tủ hút
-Lấy khoảng 5ml HCl 1N vào becher 100ml. Thêm vào một ít dăm bào sắt. Đun nóng nhẹ trên bếp điện. Để yên khoảng 5 phút. Gạn lấy dăm bào sắt còn dư. Rửa lại bằng nước cất. Vớt lấy dăm bào sắt còn dư để làm thí nghiệm tiếp theo.
-Lần lượt cho vào bốn ống nghiệm, mỗi ống 1-2ml dung dịch HCl 1N, H2SO4 20%, H2SO4 đậm đặc, HNO3 đậm đặc. Thêm vào mỗi ống một bột sắt hoặc vỏ bào sắt đã chuẩn bị ở trên. Theo dõi hiện tượng và màu sắc của dung dịch.
- Đun nóng. Tiếp tục theo dõi hiện tượng và màu sắc của dung dịch.
-Gạn lấy dung dịch, thêm từ từ từng giọt dung dịch NaOH 0,4N. Quan sát màu sắc và kết tủa.
III. Hiện tượng và giải thích thí nghiệm:
● Quan sát và nhận xét hiện tượng:
Giai đoạn rửa dăm bào sắt: Cho 5ml HCl 1N vào becher 100ml cho thêm ít dăm sắt dư, đun nóng. Ta thấy có hiện tượng sủi bọt khí và dung dịch thi được có màu xanh nhạt, gạn lấy dăm bào sắt dư rồi rửa lại bằng nước cất.
- Ống 1:( với HCl 1N) dung dịch có màu lục nhạt (FeCl2), thốt ra khí H2. Fe + 2HCl = FeCl2 + H2.
- Ống 2: (với H2SO4 20%) dung dịch có màu trắng (FeSO4), thốt khí H2. Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
- Ống 3: (H2SO4 đậm đặc) có mùi hắc SO2 thốt ra, dung dịch có màu vàng nâu Fe2(SO4)3.
2Fe + 6H2SO4đđ = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
-Ống 4: (HNO3 đậm đặc) có khí màu nâu đỏ thốt ra NO2, dung dịch có màu trắng Fe(NO3)3.
● Giải thích hiện tượng – viết phương trình:
Giai đoạn rữa: sau khi đun nóng để phản ứng xảy ra nhanh, lấy dung dịch rồi thêm từ từ NaOH 0.4N.
- Ống 1: Từ dung dịch lục nhạt FeCl2 tạo thành kết tủa xanh rêu Fe(OH)2 FeCl2 + 2NaOH = Fe(OH)2 + 2NaCl
- Ống 2: Từ dung dịch màu trắng FeSO4 tạo thành kết tủa xanh rêu Fe(OH)2 FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2 + Na2SO4
- Ống 3: Từ dung dịch màu vàng nâu Fe2(SO4)3 tạo thành kết tủa nâu đỏ Fe(OH)3 Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4
- Ống 4: Từ dung dịch màu trắng Fe(NO3)3 tạo thành kết tủa nâu đỏ Fe(OH)3 Fe(NO3)3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 2NaNO3
Thí nghiệm 2: Điều chế và tính chất sắt (III) hidroxit: I. Mục đích thí nghiệm:
Điều chế và khảo sát tính chất của sắt (III) hiđroxit
II. Nội dung thí nghiệm: 1. Hóa chất:
- Dd FeCl3 0,5N
- Dd NaOH 1N và Dd NaOH bão hịa
- Dd HCl 1N
2.Dụng cụ: ống nghiệm, pypet, bóp cao su. 3.Cách tiến hành thí nghiệm:
Lấy hai ống nghiệm cho vào mỗi ống 1-2ml dung dịch FeCl3 0,5N, sau đó thêm tiếp 2- 3 giọt dung dịch NaOH 1N. Nhận xét màu của kết tủa.
Ống 1: Cho thêm từng giọt dung dịch HCl 1N vào. Nhận xét màu của dung dịch sau khi kết tủa tan.
Ống 2: Cho thêm từng giọt dung dịch NaOH bão hòa vào. Nhận xét và viết phương trình phản ứng.
III. Hiện tượng và giải thích thí nghiệm:
● Quan sát và nhận xét hiện tượng:
- Cho 2 ống nghiệm mỗi ống 2ml dung dịch FeCl3 0.5N sau đó thêm 2- 3 giọt
-Ống 1: Cho thêm vài giọt HCl 1N thì dung dịch chuyển sang màu vàng nâu như ban đầu.
- Ống 2: Cho thêm vài giọt NaOH bão hòa dung dịch tạo kết tủa màu nâu đỏ.
● Giải thích – viết phương trình:
- Dung dịch từ màu vàng nâu FeCl3 chuyển sang màu nâu đỏ Fe(OH)3. FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl
-Ống 1: dung dịch từ màu nâu đỏ Fe(OH)3 chuyển sang màu vàng nâu FeCl3 ( vì kết tủa Fe(OH)3 tan trong axit )
Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O
- Ống 2: dung dịch từ màu nâu đỏ Fe(OH)3 sau dung dịch màu lục nhạt Na3[Fe(OH)6] (vì Na3[Fe(OH)6] khơng bền nên dễ bị phân hủy thành Fe(OH)3
và NaOH có màu nâu đỏ ).
Fe(OH)3 + 3NaOH = Na3[Fe(OH)6].
Thí nghiệm 5: Điều chế muối Mohr
(NH4)2SO4.FeSO4.6H2O I. Mục đích thí nghiệm:
Điều chế muối mohr (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O
II. Nội dung thí nghiệm: 1. Hóa chất: