3. KẾT QUẢ VÀ GIẢI THÍCH
3.3.3.3. Tính khử của lưu huỳnh
Lấy vào muỗng một lượng nhỏ lưu huỳnh bằng hạt đậu xanh, hơ nóng chảy trên ngọn lửa đèn cồn đến khi lưu huỳnh cháy trong không khí rồi đưa nhanh vào bình
54 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh
đựng khí oxi.
Quan sát, mô tả và giải thích hiện tượng. Viết phương trình hóa học của phản ứng và xác định vai trò các chất tham gia phản ứng.
2.3.4. Hiđro sunfua. Muối sunfua
2.3.4.1. Mục tiêu
- Biết cách điều chế H2S trong phòng thí nghiệm. - Củng cố kiến thức về tính chất của H2S.
- Nhận biết ion sunfua.
- Tiếp tục rèn luyện các kỹ năng, thao tác làm việc trong phòng thí nghiệm hóa học. - Rèn luyện tính cẩn thận, chính xác trong học tập hóa học.
2.3.4.2. Dụng cụ - hóa chất
2.3.4.2.1. Dụng cụ
Giá thí nghiệm Ống nghiệm có nhánh
Ống dẫn khí Đèn cồn
Ống nghiệm Ống nhỏ giọt
Nút cao su Kẹp ống nghiệm
Lưới amiang Bình cầu đáy tròn
Ống thủy tinh 2.3.4.2.2. Hóa chất
Dung dịch Pb(NO3)2 0,1M HCl đặc
Dung dịch Na2S 1M Dung dịch Na2S 0,1M
Dung dịch FeCl3 0,01M FeS rắn
2.3.4.3. Thực hành
2.3.4.3.1. Điều chế dung dịch axit sunfuhiđric Cho vào ống nghiệm có nhánh một ít FeS.
Đặt ống nghiệm trên giá để ống nghiệm rồi đậy miệng ống nghiệm bằng nút cao su kèm ống nhỏ giọt, trong ống nhỏ giọt chứa HCl đặc.
Nối nhánh ống dẫn khí vào lọ chứa nước cất. Bóp ống nhỏ giọt cho dung dịch chảy xuống từ từ, tác dụng với FeS. Sau đó, nhỏ dung dịch axit H2S lên mẩu giấy quì tím.
55 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh
của phản ứng.
Có thể dùng H2SO4 đặc để tác dụng với FeS điều chế H2S được không? Vì sao? 2.3.4.3.2. Điều chế khí H2S và nhận biết ion sunfua
Cho vào ống nghiệm có nhánh một ít FeS.
Đặt ống nghiệm trên giá để ống nghiệm rồi đậy miệng ống nghiệm bằng nút cao su kèm ống nhỏ giọt, trong ống nhỏ giọt chứa HCl đặc.
Nối nhánh ống dẫn khí vào ống nghiệm có chứa dung dịch Pb(NO3)2. Bóp ống nhỏ giọt cho dung dịch chảy xuống từ từ, tác dụng với FeS.
Quan sát, mô tả và giải thích các hiện tượng xảy ra. Viết phương trình hóa học của phản ứng.
Có thể dùng Cu(NO3)2 thay cho Pb(NO3)2 được không? Tại sao? 2.3.4.3.3. Điều chế và chứng minh tính khử của khí H2S
Lắp dụng cụ điều chế khí H2S từ FeS và dung dịch HCl. Đốt khí H2S thoát ra từ ống vuốt nhọn.
Hình 2-6. Hệ thống điều chế và nhận biết khí H2S và nhận biết ion sunfua
Hình 2-5.Hệ thống điều chế dung dịch H2S
56 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh
Quan sát hiện tượng, viết phương trình hóa học, xác định vai trò các chất tham gia phản ứng.
Vì sao không dùng H2S để lâu trong phòng thí nghiệm?
2.3.4.3.4. Phản ứng giữa dung dịch muối Na2S và dung dịch muối Pb(NO3)2
Cho ống nghiệm khoảng 2 ml dung dịch Na2S. Nhỏ tiếp từng giọt dung dịch Pb(NO3)2 vào ống nghiệm. Quan sát, mô tả và giải thích hiện tượng. Viết phương trình hóa học của phản ứng.
2.3.4.3.5. Phản ứng giữa dung dịch muối Na2S và dung dịch muối FeCl3
Cho ống nghiệm khoảng 3 ml dung dịch FeCl3. Nhỏ tiếp từng giọt dung dịch Na2S vào ống nghiệm. Quan sát, mô tả và giải thích hiện tượng. Viết phương trình hóa học của phản ứng. Xác định vai trò từng chất trong phản ứng.
2.3.5. Hợp chất có oxi của lưu huỳnh
2.3.5.1. Mục tiêu
- Biết cách điều chế khí SO2 trong phòng thí nghiệm.
- Củng cố kiến thức về tính chất hóa học của khí SO2 và H2SO4. - Nhận biết ion sunfat.
- Tiếp tục rèn luyện các kỹ năng, thao tác làm việc trong phòng thí nghiệm hóa học. - Rèn luyện tính cẩn thận, chính xác trong học tập hóa học.
2.3.5.2. Dụng cụ - hóa chất
2.3.5.2.1. Dụng cụ
Giá thí nghiệm Bình cầu có nhánh
Ống dẫn khí Đèn cồn
Ống nghiệm Phễu nhỏ giọt
Hình 2-7. Hệ thống điều chế khí H2S và chứng minh tính khử của H2S
57 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh
Nút cao su Kẹp ống nghiệm
Lưới amiang Ống nhỏ giọt
Bình drexen Cốc 250 ml
2.3.5.2.2. Hóa chất
Dung dịch KMnO4 loãng H2SO4 đặc
Na2SO3 (tt) Dung dịch SO2
Dung dịch BaCl2 1M Dung dịch Na2SO4 0,1M
Dung dịch NaOH 1M Dung dịch HCl 1M
Nước brom Miếng đồng
Đường kính Giấy lọc
Quỳ tím Nước cất
2.3.5.3. Thực hành
2.3.5.3.1. Điều chế và thử tính chất hóa học của khí SO2
Cho vào bình cầu có nhánh một thìa nhỏ tinh thể Na2SO3. Cho tiếp vào phễu nhỏ giọt dung dịch axit sunfuric đặc. Lấy khoảng 1/3 bình drexen (1) dung dịch KMnO4 thêm vài giọt H2SO4 đặc và 1/3 bình drexen (2) nước cất, cho tiếp một mẩu quỳ tím vào.
Nối ống dẫn khí còn lại của bình drexen (2) vào cốc đựng dung dịch NaOH 1M. Mở khóa phễu nhỏ giọt cho dung dịch H2SO4 đặc chảy xuống bình cầu. Dùng đèn cồn đun nóng bình cầu để phản ứng xảy ra nhanh hơn.
Quan sát, mô tả và giải thích hiện tượng. Viết phương trình hóa học của phản ứng đã xảy ra.
Nếu ta thay dung dịch KMnO4 thành nước Br2 thì có hiện tượng gì xảy ra? Viết
Hình 2-8. Hệ thống điều chế và chứng minh tính chất hóa học của khí SO2
58 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh
phương trình hóa học (nếu có). 2.3.5.3.2. Tính oxi hóa của SO2
Cho vào ống nghiệm có nhánh một ít tinh thể Na2SO3.
Đặt ống nghiệm trên giá để ống nghiệm rồi đậy miệng ống nghiệm bằng nút cao su kèm ống nhỏ giọt, trong ống nhỏ giọt chứa H2SO4 đặc.
Nối nhánh ống dẫn khí vào ống nghiệm có chứa dung dịch axit sunfuhiđric (vừa điều chế).
Bóp ống nhỏ giọt cho dung dịch chảy xuống từ từ, tác dụng với Na2SO3. Dùng đèn cồn đun nóng ống nghiệm có nhánh.
Quan sát, mô tả và giải thích các hiện tượng xảy ra. Viết phương trình hóa học của phản ứng.
2.3.5.3.3. Tính khử của SO2
- SO2 tác dụng với dung dịch KMnO4
Cho vào ống nghiệm khoảng 3 ml dung dịch SO2. Cho tiếp từng giọt dung dịch KMnO4 vào ống nghiệm. Quan sát, mô tả và giải thích thí nghiệm. Viết phương trình hóa học của phản ứng và xác định vai trò các chất tham gia phản ứng.
- SO2 tác dụng với dung dịch Br2
Cho vào ống nghiệm khoảng 3 ml dung dịch SO2. Cho tiếp từng giọt dung dịch Br2 vào ống nghiệm. Quan sát, mô tả và giải thích thí nghiệm. Viết phương trình hóa học của phản ứng và xác định vai trò các chất tham gia phản ứng.
2.3.5.3.4. Tính oxi hóa mạnh của H2SO4 đặc
Cho một miếng đồng nhỏ vào ống nghiệm. Cho tiếp vào ống nghiệm khoảng 2 ml dung dịch H2SO4 đặc (hết sức thận trọng). Đun nóng ống nghiệm trên ngọn lửa đền
Hình 2-9.Hệ thống thí nghiệm chứng minh tính oxi hóa của SO2
59 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh
cồn.
Quan sát hiện tượng, viết phương trình hóa học, xác định vai trò các chất tham gia phản ứng.
2.3.5.3.5. Tính háo nước của H2SO4 đặc - Thí nghiệm 1:
Cho vào ống nghiệm một thìa nhỏ đường kính, nhỏ tiếp vài giọt H2SO4 đặc vào ống nghiệm.
Nhỏ một giọt H2SO4 đặc lên tờ giấy lọc, để giọt axit đi từ trên xuống dưới, phía dưới có kê chậu thủy tinh chứa nước.
Quan sát, mô tả và giải thích các hiện tượng xảy ra. - Thí nghiệm 2:
Cho vào cốc 100 ml một ít đường kính, sau đó cho axit H2SO4 đặc dọc theo đũa thủy tinh vào cốc. Khuấy nhẹ và quan sát hiện tượng. Giải thích và viết phương trình phản ứng.
2.3.5.3.6. Nhận biết ion sunfat
Cho vào ba ống nghiệm (có đánh số), mỗi ống khoảng 2 ml dung dịch muối sunfat. Cho tiếp vào mỗi ống nghiệm khoảng 2 ml dung dịch BaCl2. Quan sát, mô tả và viết phương trình hóa học của phản ứng.
Sau đó, ta cho tiếp vào ống nghiệm (2) và ống nghiệm (3) khoảng 2 ml lần lượt các dung dịch HCl và dung dịch NaOH.
Quan sát và mô tả hiện tượng.
Rút ra kết luận về tính tan của kết tủa tạo thành từ phản ứng.
2.4. Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học
2.4.1. Mục tiêu
60 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh
- Củng cố những kiến thức về tốc độ phản ứng hóa học: các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng.
- Củng cố kiến thức về yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng hóa học.
- Rèn luyện kĩ năng về thực hiện và quan sát hiện tượng thí nghiệm hóa học.
2.4.2. Dụng cụ - hóa chất
2.4.2.1. Dụng cụ
Giá để ống nghiệm Ống nghiệm
Ống đong 5 ml Ống đong 25 ml
Cốc 100 ml Cốc 250 ml
Ống nhỏ giọt Giá thí nghiệm
2.4.2.2. Hóa chất
Dung dịch H2SO4 15% Dung dịch H2SO4 0,1M
Dung dịchHCl 6% Dung dịch HCl 18%
Dung dịch Na2S2O3 0,1M Dung dịch H2SO4 đặc
Miếng đồng Nước cất
Viên Zn (hạt to) Viên Zn (hạt nhỏ)
2.4.3. Thực hành
2.4.3.1. Ảnh hưởng của yếu tố nồng độ tới tốc độ phản ứng
2.4.3.1.1. Phản ứng giữa dung dịch HCl và kim loại kẽm
Chuẩn bị hai ống nghiệm, dùng ống đong đong 3 ml dung dịch HCl 6% vào ống nghiệm (1), đong 3 ml dung dịch HCl 18% vào ống nghiệm (2).
Sau đó cho đồng thời vào mỗi ống một hạt kẽm có kích thước giống nhau.
Quan sát và nhận xét tốc độ sủi bọt khí ở cả hai ống nghiệm. Rút ra kết luận về ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng.
2.4.3.1.2. Phản ứng giữa dung dịch Na2S2O3 và dung dịch H2SO4
Chuẩn bị hai cốc 100 ml, cho vào cốc (1) 25 ml dung dịch Na2S2O3; cốc (2) 15 ml dung dịch Na2S2O3 và 10 ml nước cất để pha loãng dung dịch.
Sau đó, ta đổ đồng thời vào mỗi cốc 25 ml dung dịch H2SO4 0,1M.
So sánh thời gian xuất hiện màu trắng đục trong cả hai cốc. Rút ra kết luận về ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng.
61 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh
2.4.3.2. Ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ tới tốc độ phản ứng
2.4.3.2.1. Phản ứng giữa dung dịch Na2S2O3 và dung dịch H2SO4
Chuẩn bị hai cốc 100 ml, cho vào cốc (1) 25 ml dung dịch Na2S2O3; cốc (2) 25 ml dung dịch Na2S2O3 đã được đun nóng. Sau đó, cho tiếp vào cốc (1) 25ml dung dịch axit sunfuric, cốc (2) 25 ml dung dịch axit sunfuric cùng nồng độ nhưng đã được đun nóng.
So sánh thời gian xuất hiện màu trắng đục trong cả hai cốc. Rút ra kết luận về ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng.
2.4.3.2.2. Phản ứng giữa dung dịch axit sunfuric với kim loại kẽm
Chuẩn bị hai ống nghiệm, cho vào mỗi ống nghiệm 3 ml dung dịch H2SO4 15%, đun đến gần sôi dung dịch ở ống nghiệm (1) trên ngọn lửa đèn cồn.
Cho đồng thời vào mỗi ống nghiệm một hạt kẽm có kích thước giống nhau.
Quan sát và so sánh tốc độ thoát khí ở cả hai ống. Rút ra kết luận về ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng.
2.4.3.3. Ảnh hưởng của diện tích bề mặt tới tốc độ phản ứng
Chuẩn bị hai ống nghiệm, mỗi ống đựng 3 ml dung dịch H2SO4 nồng độ khoảng 15%, sau đó chuẩn bị hai mẫu kẽm có khối lượng bằng nhau. Một mẫu có kích thước hạt nhỏ hơn mẫu còn lại. Cho đồng thời hai mẫu kẽm đó vào hai ống nghiệm đựng H2SO4 ở trên. Quan sát hiện tượng xảy ra trong hai ống nghiệm, rút ra kết luận và giải thích. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.
2.4.3.4. Ảnh hưởng của chất xúc tác tới tốc độ phản ứng
Lấy vào 2 ống nghiệm mỗi ống 3 ml H2O2, sau đó cho thêm vào một trong hai ống một ít bột MnO2. So sánh bọt khí sinh ra ở hai ống. Sau đó, ta đưa hai tàn que đóm lên miệng hai ống nghiệm. Quan sát hiện tượng và giải thích. Viết phương trình hóa hóa học.
2.4.3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng hóa học
Chuẩn bị ba ống nghiệm có kích thước giống nhau, cho vào mỗi ống 1 miếng đồng nhỏ. Đậy ba ống nghiệm bằng nút cao su có ống nhỏ giọt chứa lượng HNO3 như nhau.
Ngâm ống nghiệm (1) vào cốc nước lạnh, ống nghiệm (3) vào cốc nước nóng, còn ống nghiệm (2) dùng để đối chứng.
62 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh
Nhỏ dung dịch HNO3 vào ba ống nghiệm, axit tác dụng với đồng tạo khí NO2 có màu đỏ nâu. Sau khoảng 1 – 2 phút, quan sát và so sánh màu giữa ba ống nghiệm. Rút ra kết luận về ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng hóa học.
Hình 2-11. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng hóa học
63 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh
Hình 3-1.Zn tác dụng với H2SO4 loãng
3. KẾT QUẢ VÀ GIẢI THÍCH
3.1. Phản ứng oxi hóa – khử
3.1.1. Phản ứng giữa kim loại và dung dịch axit dịch axit
3.1.1.1. Phản ứng giữa kim loại kẽm và dung dịch axit sunfuric loãng dung dịch axit sunfuric loãng
- Kết quả: có hiện tượng sủi bọt khí trong ống nghiệm, kẽm bị tan một phần. - Giải thích: kẽm tác dụng với axit sunfuric loãng và giải phóng khí hiđro.
+ Phương trình phản ứng:
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 + Vai trò của từng chất trong phản ứng:
Zn đóng vai trò chất khử: Zn Zn+2 + 2e
H2SO4 đóng vai trò chất oxi hóa: 2H+ + 2e H 2
- Nếu ta thay kim loại kẽm bằng kim loại đồng thì phản ứng không xảy ra. Vì kim loại đồng đứng sau hiđro trong dãy hoạt động hóa học.
3.1.1.2. Phản ứng giữa kim loại đồng với dung dịch axit nitric đậm đặc
- Kết quả: có khí màu nâu đỏ thoát ra, miếng đồng tan dần, dung dịch chuyển sang màu xanh.
- Giải thích: đồng tác dụng với axit nitric đặc giải phóng khí NO2 có màu nâu đỏ, tạo
64 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh
dung dịch màu xanh.
+ Phương trình phản ứng:
Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O + Vai trò của từng chất trong phản ứng:
Cu đóng vai trò chất khử: Cu Cu+2 + 2e
HNO3 đóng vai trò chất oxi hóa: N+5 + e N +4
3.1.2. Phản ứng giữa kim loại và dung dịch muối
- Kết quả: có kết tủa đỏ bám vào đinh sắt, dung dịch nhạt dần.
- Giải thích: sắt có tính khử mạnh hơn đồng nên có thể khử dung dịch đồng (II) sunfat thành đồng (kết tủa màu đỏ).
+ Phương trình phản ứng:
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu + Vai trò của từng chất trong phản ứng:
Fe đóng vai trò chất khử: Fe Fe+2 + 2e
CuSO4 đóng vai trò chất oxi hóa: Cu+2 + 2e Cu
3.1.3. Phản ứng oxi hóa – khử giữa Mg và CO2
- Kết quả: Magie cháy sáng mãnh liệt trong khí CO2. Sau phản ứng, ta thu được bột trắng dưới đáy bình và muội đen của cacbon.
- Giải thích: Khí CO2 không cháy và không duy trì sự cháy của nhiều chất. Nhưng
65 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh
đối với Magie là một kim loại có tính khử mạnh nên nó có thể khử C+4 thành C.
+ Phương trình phản ứng:
CO2 + 2Mg 2MgO + C + Vai trò của từng chất trong phản ứng:
Mg đóng vai trò chất khử: Mg Mg+2 + 2e
CO2 đóng vai trò chất oxi hóa: C+4 + 4e C
Chú ý: Tuyệt đối không dập tắt Magie đang cháy bằng bình phun khí CO2.
3.1.4. Phản ứng oxi hóa – khử trong môi trường axit
3.1.4.1. Phản ứng giữa sắt (II) sunfat và kali đicromat trong môi trường axit
- Kết quả: dung dịch chuyển sang màu của hỗn hợp muối Cr3+ và Fe3+ nhưng màu xanh ngọc của muối Cr3+ chiếm ưu thế.
- Giải thích: Trong môi trường axit, kali đicromat có tính oxi hóa nên bị dung dịch sắt (II) sunfat khử thành muối crom (III) sunfat.
+ Phương trình phản ứng:
Hình 3-5.FeSO4 tác dụng với K2Cr2O7 trong môi trường axit
66 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh
6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O