Báo cáo thí nghiệm chuyên ngành hóa vô cơ năm 2024

2.404 lượt xem 293 download

DownloadVui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung Text: Báo cáo thí nghiệm Hóa vô cơ

1. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ Bài 1: KIM LOẠI KIỀM (Phân Nhóm IA) I. CHUẨN BỊ LÝ THUYẾT: ­ Nắm vững vị trí của các kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn Mendeleev, cấu hình electron, trạng thái oxy hóa, tính chất hóa học. ­ Trình bày cách điều chế cacbonat natri bằng phương pháp Solvay. II. THỰC HÀNH: 1. Thí nghiệm 1: Điều chế Na2CO3 bằng phương pháp Solvay : ­ Trong công nghiệp người ta thường điều chế Na2CO3 bằng phương pháp Solvay ( E.sonvay 1838­1922 – người Bỉ) bằng phản ứng thuận nghịch: NH4HCO3 + NaCl NaHCO3 + NH4Cl ­ Do NaHCO3 là chất ít tan kết tinh thành những tinh thể màu trắng và tách ra khỏi dung dịch làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Nhưng thực tế người ta cho khí NH3 rồi cho khí CO2 qua dung dịch NaCl bão hòa để điều chế NaHCO3. ­ Lấy 1 ít tinh thể đem cho vào nước rồi cho vào đó 1 giọt phenolphtalein, hiện tượng là dung dịch có màu hồng nhạt. Do tinh thể NaHCO3 tan trong trong nước có tính bazơ yếu phân ly tạo H2O + + H2CO3 ­ Cho một ít tinh thể vào ống nghiệm, đậy bằng nút cao su có gắn ống thủy tinh. Đun nóng ống nghiệm bằng đèn cồn. Dẫn khí thoát ra vào nước vôi 1
2. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ trong ta thấy dung dịch nước vôi trong vẩn đục. Nếu tiếp tục dẫn khí vào dung dịch vẩn đục sẽ trong trở lại.Do xảy ra các phản ứng sau đây: 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O CO2 + Ca(OH)2CaCO3 + H2O CO2 + H2O + CaCO3 Ca(HCO3)2 ­ Sấy phần tinh thể còn lại ở 100oC ta sẽ được tinh thể Na2CO3 khan. Phương trình phản ứng: 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O  Kết luận: trong công nghiệp người ta thường điều chế Na2CO3 bằng phương pháp Solvay do NaHCO3 là chất ít tan hơn các chất nên cuối quá trình sẽ thu được sản phẩm có độ tinh khiết cao đồng thời các sản phẩm phụ trong quá trình có thể tái sử dụng trong các quá trình khác giúp nang cao hiệu quả kinh tế. 2. Thí nghiệm 2: Quan sát màu lửa của kim loại kiềm:  Cách tiến hành và hiện tượng: - Nhúng một đầu mẫu giấy lọc vào dung dịch LiCl bão hòa rồi đưa vào ngọn lửa đèn cồn. - Hiện tượng: có ngọn lửa có màu đỏ tía. - Làm tương tự với dung dịch NaCl và KCl bão hòa NaCl: ngọn lửa có màu vàng KCl : ngọn lửa có màu tím. Khi thay LiCl bằng Li2SO4 thì thấy màu ngọn lửa không thay đổi.  Giải thích : - Electron của nguyên tử và ion kim loại kiềm hấp thụ năng lượng của đèn cồn nhảy lên các mức năng lượng cao hơn không bền. Lặp tức trở về mức năng lượng cơ bản ban đầu và giải phóng các bức xạ ánh sáng trong vùng khả kiến, tạo ra ngọn lửa có màu đặc trưng cho từng kim loại. - Còn khi đốt Li2SO4 thì anion giữ electron chặt hơn nên năng lượng của ngọn lửa đèn cồn không đủ để kích thích electron lên mức năng lượng cao hơn nên khi thay LiCl bằng Li2SO4 thì thấy màu ngọn lửa không thay đổi.  Kết luận: 2
3. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ - Khi đốt cháy muối kim loại kiềm với năng lượng thích hợp sẽ cho ngọn lửa có màu đặc trưng của từng kim loại. Khi đốt muối của các kim loại kiềm đi từ trên xuống theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân , màu của ngọn lửa chuyển từ đỏ đến tím, chứng tỏ khi bán kính nguyên tử tăng, electron dễ chuyển sang mức năng lượng cao hơn và giải phóng ra năng lượng lớn hơn. 3. Thí nghiệm 3: Phản ứng của kim loại kiềm với nước:  Cách tiến hành và hiện tượng: - Dùng dao nhựa cắt miếng Na thành mẫu nhỏ ta thấy Na rất mềm. - Cho vào chén sứ có phân nửa thể tích nước và 1 giọt phenolphtalein. - Hiện tượng: mẫu Na bốc cháy và chạy trên mặt nước, phản ứng xảy ra rất mãnh liệt, có khói trắng bay lên. Dung dịch chuyển sang màu hồng. Ban đầu phản ứng rất nhanh nhưng sau đó chậm dần. - Làm lại thí nghiệm trên nhưng thay nước bằng dung dịch CuSO4 0.5M. - Hiện tượng: phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn thí nghiệm trên. Na bốc cháy kèm theo tiếng nổ, có khói trắng xuất hiện, có kết tủa màu lam xuất hiện và tại chỗ Na bốc cháy có kết tủa màu đen. Xung quanh mẫu Na cháy có màu hồng xuất hiện rồi mất.  Phương trình phản ứng và giải thích: - Phương trình phản ứng: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 (1) 2H2 + O2 2H2O (2) - Na tác dụng với nước tạo ra H2, phản ứng (1) tỏa nhiệt rất lớn tạo điều kiện cho phản ứng (2) xảy ra, tạo ra khói trắng đó là hỗn hợp của H 2 và hơi nước. Phản ứng sinh ra NaOH là một bazơ mạnh nên làm dung dịch có chứa phenolphtalein hóa hồng. NaOH sinh ra bao quanh mẫu Na làm giảm bề mặt tiếp xúc của Na với H2O nên phản ứng xảy ra chậm. H2 sinh ra phân bố không đều tạo nên lực nâng và đẩy Na chạy trên mặt nước. 3
4. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ - Làm lại thí nghiệm với dung dịch CuSO4 0.5M, ngoài phản ứng (1) và (2) còn có phản ứng: 2NaOH + CuSO4 Cu(OH)2 + Na2SO4 (xanh lam) - Khi vào dung dịch CuSO4, Na tác dụng với nước trước chứ không trực tiếp khử ion Cu2+ - Natri phản ứng mãnh liệt hơn vì: Trong thí nghiệm đầu NaOH vừa tạo thành bao quanh mẫu Na làm giảm bề mặt tiếp xúc giữa Na với H 2O. Còn thí nghiệm sau NaOH vừa tạo thành đã phản ứng ngay với CuSO 4 nên không làm giảm bề mặt tiếp xúc giữa Na với H2O. Mặt khác, do NaOH mới sinh ra phản ứng tức thời với lượng d ư CuSO 4 nên dung dịch chứa phenolphtalein ban đầu chuyển sang màu hồng nhưng sau đó mất màu. - Kết tủa màu đen là do nhiệt tỏa ra của phản ứng (1) làm nhiệt phân tủa Cu(OH)2 thành CuO có màu đen: Cu(OH)2 CuO (đen) + H2O  Kết luận : - Kim loại kiềm mềm, dễ cắt. Trong các phản ứng chúng thể hiện tính khử mạnh. Rất hoạt động về mặt hóa học, phản ứng mãnh liệt với nước tạo bazơ mạnh và tỏa nhiệt. Kim loại kiềm rất dễ tác dụng với nước và oxi trong không khí nên người ta bảo quản kim loại kiềm trong dầu hoả. 4. Thí nghiệm 4: Độ tan của các muối kiêm loại kiềm  Cách tiến hành và hiện tượng: - Cho vào 2 ống nghiệm mỗi ống khoảng 1 ml dung dịch LiCl 0.5M và 5 giọt NH4OH đậm đặc. - Ống 1: thêm vào 1ml dung dịch NaF 0.5M, lắc đều để yên vài phút ta thấy có tủa trắng tạo thành. Khi thêm NH4OH vào thì lượng tủa nhiều hơn. 4
5. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ - Ống 2: thêm vào 1ml dung dịch NaH2PO4 và lắc đều thì không thấy hiện tượng nhưng khi cho NH4OH vào thì có tủa trắng xuất hiện và tiếp tục đến dư NH4OH thì tủa vẫn không tan.  Phương trình phản ứng và giải thích: - LiF là chất ít tan nên có kết tủa tạo thành. Khi cho NH 4OH đậm đặc vào, NH4OH làm dung môi phân cực hơn mà LiF có tính liên kết cộng hóa trị nên tủa nhiều hơn. NaF + LiCl NaCl + LiF - Li3PO4 tan nhưng khi cho NH4OH đậm đặc vào, dung môi trở nên phân cực hơn nên Li3PO4 trở nên ít tan hơn. OH­ + H2PO4­ H2O + HPO42­ OH­ + HPO42­ H2O + PO43­ 3Li+ + PO43­ Li3PO4 - Làm lại thí nghiệm trên và thay LiCl bằng KCl thì trong các ống đều không có hiện tượng.  Kết luận : - Đa số các muối kim loại kiềm là dễ tan trừ một số muối của Li. Do trong các kim loại kiềm Li có bán kính nguyên tử nhỏ nên lực hút hạt nhân với electron ngoài cùng lớn làm cho độ phân cực trong muối giảm làm cho các muối của Li khó tan trong dung môi phân cực. 5. Thí nghiệm 5 :  Cách tiến hành và hiện tượng: - Lắc chung hỗn hợp gồm 0.5g LiCl và 0.5g KCl với 3ml cồn trong. Lọc và rửa phần rắn không tan với 1ml cồn (3 lần). Phần cồn qua lọc và cồn dùng 5
6. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ để rửa gộp chung trong một becher. Đun cách thủy đền khi cạn khô sẽ thu được 2 khối rắn: một ở trên giấy lọc và một do cô cạn. Lấy mẫu rắn trên giấy lọc hòa tan trong 2ml nước rồi chia thành 2 ống nghiệm để thử Li+: - Ống 1: thêm 1ml NaF và 5 giọt NH4OH đậm đặc Hiện tượng: không có hiện tượng gì xảy ra. - Ống 2: thêm 10 giọt acid piric vào có xuất hiện kết tủa vàng hình kim. Chứng tỏ có K+ trong dung dịch - Làm tương tự với mẫu rắn thu được do cô cạn thì ống 1 có kết tủa trắng tạo thành, còn ống 2 không có hiện tượng chứng tỏ có Li2+  Phương trình phản ứng và giải thích: - Khi hòa tan hỗn hợp bằng cồn thì do Li+ có bán kính nguyên tử nhỏ nên lực hút hạt nhân với electron ngoài cùng lớn làm cho độ phân cực trong muối LiCl giảm mà cồn là dung môi phân cực yếu nên LiCl được tan tốt còn KCl thì không tan do tính phân cực mạnh. Vì vậy, phần qua lọc có chứa LiCl còn mẫu rắn là KCl. - Điều này chứng tỏ chất rắn trên lọc không chứa ion Li+ mà chứa ion K+.  Kết luận : - Trong phân nhóm IA khi đi từ trên xuống thì độ phân cực của muối kim loại tăng dần. Các chất sẽ tan dễ dàng trong dung môi phân cực. BÀI 2: KIM LOẠI KIỀM THỔ (Phân nhóm IIA) I. CHUẨN BỊ LÝ THUYẾT: - Nắm vững vị trí của các kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn Mendeleev, cấu hình electron, trạng thái oxy hóa, tính chất hóa học. 6
7. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ - Biết các khái niệm về nước cứng, cách làm mềm nước và thang đo độ cứng. II. THỰC HÀNH: 1. Thí nghiệm 1: quan sát màu ngọn lửa của kim loại kiềm thổ.  Cách tiến hành : ­ Nhúng một mẫu giấy lọc sạch vào dung dịch CaCl2 bão hòa rồi đưa vào ngọn lửa đèn cồn, quan sát màu sắc ngọn lửa. Làm tương tự đối với SrCl2 và BaCl2. ­ Hiện tượng: CaCl2: ngọn lửa màu da cam SrCl2: ngọn lửa màu đỏ tươi BaCl2: ngọn lửa màu vàng lục  Giải thích: ­ Do các electron ở lớp ngoài cùng của ion kim loại trong muối hấp thụ năng lượng từ ngọn lửa đèn cồn bị kích thích lên mức năng lượng cao hơn và khi trở về trạng thái cơ bản nó phát ra bức xạ có bước sóng trong vùng ánh sáng nhìn thấy có màu sắc khác nhau đặc trưng cho mỗi kim loại.  Kết luận: ­ Khi đốt cháy cation kim loại kiềm thổ sẽ cho ngọn lửa có màu đặc trưng. Trong nhóm IIA, khi đi từ trên xuống dưới (Ca, Sr, Ba) màu đặc trưng của ngọn lửa sẽ đi từ đỏ đến vàng chứng tỏ các electron của các kim loại có bán kính tăng dần sẽ có mức năng lượng cao hơn nên dễ dàng chuyển lên mức năng lượng cao hơn. 7
8. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ 2. Thí nghiệm 2: phản ứng của kim loại kiềm thổ đối với nước.  Cách tiến hành: ­ Lấy 2 ống nghiệm cho vào mỗi ống 1­2ml nước, một ít bột Mg và 1 giọt phenolphtalein Ống 1: để ở nhiệt độ thường sau đun nóng. Ống 2: cho thêm 5­6 giọt dung dịch NH4Cl.  Hiện tượng: ­ Ống 1: Khi để ở nhiệt độ thường tại bề mặt tiếp xúc xuất hiện màu hồng nhạt đồng thời xuất hiện rất chậm các bọt khí không màu. Sau khi đun nóng bọt khí xuất hiện nhiều hơn, màu hồng đậm hơn. ­ Ống 2: khi cho từ từ NH4Cl vào phản ứng xảy ra mạnh hơn, màu hồng của dung dịch nhạt dần cho đến mất màu, đồng thời khí thoát ra nhiều hơn, sau đó màu hồng xuất hiện trở lại.  Giải thích: ­ Ống 1: phản ứng xảy ra chậm vì Mg(OH)2 tạo thành bám trên bề mặt Mg Mg + 2H2O Mg(OH)2 + H2 ↑ (1) Do có một phần Mg(OH)2 tan tạo thành ion khiến cho phenolphtalein chuyển sang màu hồng Mg(OH)2 Mg2+ + 2 (2) Ở nhiệt độ cao thì Mg(OH)2 tan nhiều trong nước hơn nên dung dịch chuyển sang màu hồng đâm hơn, sự che phủ của Mg(OH) 2 trên bề mặt Mg giảm nên phản ứng (1) xảy ra nhanh hơn và khí H2 thoát ra nhanh hơn nhiều hơn ­ Ống 2: khi thêm NH4Cl vào thì Mg(OH)2 bị hoà tan theo phản ứng (3) nên phản ứng (1) xảy ra nhanh hơn khí thoát ra nhiều hơn 2NH4Cl + Mg(OH)2 MgCl2 + 2NH4OH (3) Màu hồng nhạt màu dần cho đến mất là do Mg(OH)2 tham gia phản ứng (3) nên phản ứng (2) dịch chuyển theo chiều nghịch làm giảm nồng độ . Sau đó màu hồng xuất hiển trở lại do NH3 sinh ra ở phản ứng (3) và ở phản ứng (2) sau khi NH4Cl phản ứng hết. 8
9. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ  Kết luận: ­ Kim loại kiềm thổ từ Mg trở xuống đều tác dụng với nước tạo bazơ mạnh và giải phóng khí H2. ­ Riêng Mg tác dụng chậm với nước ở nhiệt độ thường, tác dụng mạnh khi được đun nóng hoặc có điều kiện phản ứng thích hợp. 3. Thí nghiệm 3: a. Điều chế và tính chất của Mg(OH)2  Cách tiến hành và hiện tượng: ­ Cách tiến hành: cho NaOH tác dụng với muối dung dịch Mg2+ trong 3 ống nghiệm. Ly tâm bỏ phần dung dich phía trên và lấy phần kết tủa cho vào 3 ống nghiệm Ống 1: tác dụng HCl Ống 2: tác dụng NaOH Ống 3: tác dụng NH4Cl ­ Hiện tượng: Khi cho NaOH vào muối Mg2+ thì xuất hiện kết tủa trắng không tan trong nước. Ống 1: kết tủa tan dung dịch trong suốt Ống 2: không có hiện tượng Ống 3: kết tủa tan dung dịch trong suốt và có khí mùi khai thoát ra  Phương trình phản ứng: Mg2+ + 2 Mg(OH)2 Ống 1: Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + H2O 9
10. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ Ống 2: cả 2 chất đều là bazơ nên không phản ứng Ống 3: Mg(OH)2 + 2NH4Cl MgCl2 + 2NH3 ↑ + 2H2O b. Điều chế và tính chất kim loại kiềm thổ:  Cách tiến hành và hiện tượng: ­ Cách tiến hành: Lấy 4 ống nghiệm mỗi ống nghiệm lần lượt chứa 1ml dung dịch muối Mg2+ , Ca2+ , Ba2+ , Sr2+ 0.5M thêm vào mỗi ống 0,5ml dung dịch NaOH 1M, ly tâm quan sát kết tủa. ­ Hiện tượng: Cả 4 ống nghiệm đều xuất hiện kết tủa theo thứ tự tăng dần là Ba2+, Sr2+, Ca2+, Mg2+. ­ Vậy độ tan của các hydroxit tương ứng của chúng giảm dần theo thứ tự trên.  Phương trình phản ứng và giải thích: Mg2+ + Mg(OH)2 Ca2+ + Ca(OH)2 Ba2+ + Ba(OH)2 Sr2+ + Sr(OH)2 ­ Do đi từ Mg đến Ba thì bán kính nguyên tử tăng lên nên lực hút hạt nhân với electron ngoài cùng giảm và do oxi có độ âm điện lớn nên rút electron về phía nó làm cho phân tử hydroxyt phân cực mạnh nên tan được trong nước là dung môi phân cực  Kết luận: ­ Có thể điều chế các hidroxit của kim loại kiềm thổ bằng cách cho muối tan của chúng tác dụng với dung dịch kiềm. Hydroxyt của kim loại kiềm thổ có tính bazơ. 4. Thí nghiệm 4: Khảo sát độ tan của muối sunfat kim loại kiềm thổ: 10
11. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ  Cách tiến hành và hiện tượng: ­ Cách tiến hành: Lấy 4 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 1 ml lần lượt các dung dịch MgCl2, CaCl2, BaCl2 và SrCl2. Cho từ từ dung dịch H2SO4 2N vào 4 ống ngiệm trên. Cho thêm H2SO4 vào kết tủa ­ Hiện tượng: Ống chứa MgCl2 không hiện tượng, ống chứa CaCl 2 vẫn đục, ống SrCl2 có màu trắng đục, ống chứa Bacl2 bị đục nhiều. Khi cho thêm H2SO4 vào các kết tủa không tan.  Phương trình phản ứng và giải thích: CaCl2 + H2SO4 CaSO4 + H2O SrCl2 + H2SO4 SrSO4↓ + H2O BaCl2 + H2SO4 BaCl2↓ +H2O ­ Độ tan của hydroxyt và muối sunfat khi đi từ Mg đến Ba ngược nhau vì đối với muối sunfat năng lượng hoạt hóa cation lớn hơn năng lượng mạng tinh thể. Hơn nữa đi từ Mg đến Ba, bán kính ion X2+ tăng dần nên khả năng phân cực trong nước giảm và năng lượng hydrat giảm dẫn đến độ tan giảm từ Mg đến Ba. TCaSO4=10­5,04 , TSrSO4=10­6,49 , TBaSO4=10­9,97 .  Kết luận: độ tan của muối sufat giảm dần từ Ca đến Ba. 5. Thí nghiệm 5: Xác định độ cứng của nước:  Cách tiến hành hiện tượng: ­ Cách tiến hành: Lấy 10ml dung dịch nước cứng bằng pipet 10 ml cho vào erlen 250 ml, thêm nước cất để tổng thể tích khoảng 100ml. Thêm 5ml dung dịch đệm pH 10, thêm 4­ 7 giọt chỉ thị ERIO­T. Lắc đều và chuẩn độ bằng dung dịch ETDA 0,02N đến khi màu chỉ thị chuyển từ đỏ tím sang xanh dương hẳn. ­ Tính toán V1= 18,8 ml V2= 19,4 ml 11
12. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ VETDA =19,1 ml v= 10 ml N = 0,02 N Tổng hàm lượng Mg2+ và Ca2+: X= V.N.(1000/v) = 19,1.0,02.1000/10 = 38.2 mN  Kết luân: Vậy độ cứng của nước là 38,2 mili đương lượng gam. 6. Thí nghiệm 6: Làm mềm nước  Cách tiến hành: ­ Lấy 50ml nước cứng cho vào berche 250ml,thêm 5ml dd Na2CO3 0,1M và 2ml sữa vôi. Đun sôi hỗn hợp trong 3 phút lọc bỏ kết tủa lấy phần nước trong. Tiến hành xác định độ cứng như thí nghiệm 5 ­ Tính toán: V1 = 15,1ml, V2 = 15,3ml => V= 15,2 ml vmaãu = 10 ml. Toång haøm löôïng Mg2+ vaø Ca2+ coøn laïi: X’=V.N.(1000/v) = 15,2 .0.02 .1000/ 10 = 30,4 (mN) Nhaän xeùt: X
13. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ Bài 3: NGUYÊN TỐ NHÓM IIIA I. CHUẨN BỊ LÝ THUYẾT: ­ Nắm vững vị trí của các nguyên tố nhóm IIIA trong bảng tuần hoàn Mendeleev, cấu hình điện tử, trạng thái oxy hóa, tính chất hóa học của các đơn chất và hợp chất. II. THỰC HÀNH: 1. Thí nghiệm 1: Hydroxyt nhôm – Điều chế và tính chất  Cách tiến hành ­ Hiện tượng : a. Lấy 10g quặng bauxite (46% Al2O3) cho vào becher 250ml, thêm 40ml dd NaOH 3M. Đun sôi, khuấy đều 15 phút. Lọc bỏ cặn đỏ. Phần nước trong qua lọc được trung hòa bằng dd HCl 1M cho đến pH 7 ( dùng phenolphtalein để kiểm tra). Ta thấy có kết tủa keo trắng trên nền hồng của phenolphtalein. Lọc bỏ kết tủa rồi sấy ở 100 oC, sản phẩm sau sấy là Al(OH)3, cân được 6,37 (g) . Hòa tan tủa đã sấy khô với HCl và NaOH ta thấy tủa tan tạo dd trong suốt. b. Lấy 3 ống nghiệm, mỗi ống cho 5 giọt dung dịch muối Al 3+, thêm từ từ từng giọt dung dịch NaOH 1M cho đến khi tạo tủa. Sau đó thêm vào: ­ Ống 1: cho NH4Cl vào ta thấy không có hiện tượng. ­ Ống 2: cho dd NaOH 1M ta thấy kết tủa tan. ­ Ống 3: cho dd NH4OH đậm đặc ta thấy tủa tan nhưng chậm hơn ống 2.  Phương trình phản ứng và giải thích: a. Al + 2NaOH 2Na[Al(OH)4] HCl + 2Na[Al(OH)4] Al(OH)3 + NaCl + H2O Ta có lượng kết tủa trên lý thuyết là 13
14. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ Hiệu suất : Al(OH)3 + NaOH Na[Al(OH)4] (NaAlO2) Al(OH)3 + HCl AlCl3 + H2O b. Al3+ + 3OH­ Al(OH)3i Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O Al(OH)3 + 3NH4OH (NH4)3[Al(OH)6]  Kết luận : ­ Al2O3 tan được trong dung dịch bazơ tạo thành phức. Khi tác dụng với axit phức chất này tao thành Al(OH)3 là một hidroxit lưỡng tính tác dụng được với cả axit và bazơ tạo thành muối. ­ Tuy nhiên cả tính bazơ và axit của Al(OH)3 đều yếu. 2. Thí nghiệm 2 Phản ứng của nhôm với acid và kiềm  Cách tiến hành ­ Hiện tượng : ­ Cho vào mỗi ống nghiệm 1ml dung dịch H 2SO4, HNO3, HCl, NaOH đậm đặc. Thêm vào mỗi ống trên 1 miếng nhôm: ­ Để ở nhiệt độ phòng: Ống 1: chứa H2SO4 đậm đặc, không có hiện tượng. Ống 2: chứa HNO3 đậm đặc, không có hiện tượng. Ống 3: chứa HCl đậm đặc, phản ứng xảy ra nhanhtạo bọt khí. Ống 4: chứa NaOH đậm đặc, phản ứng xảy ra nhanh tạo bọt khí. ­ Khi đun nóng: Ống 1: phản ứng mãnh liệt, miếng Al tan, có khí không màu mùi hắc thoát ra. 14
15. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ Ống 2: phản ứng mãnh liệt, miếng nhôm tan, có khí màu nâu bay ra. Ống 3: phản ứng rất mãnh liệt, miếng nhôm tan, có khí thoát ra. Ống 4: phản ứng rất mãnh liệt, miếng nhôm tan, có khí thoát ra. * Làm lại thí nghiệm trên với các dung dịch loãng. ­ Để ở nhiệt độ phòng Ống 1: phản ứng xảy ra chậm, miếng nhôm tan dần, có khí thoát ra trên bề mặt Al. Ống 2: miếng nhôm tan chậm, tạo ra khí không màu hóa nâu trong không khí. Ống 3: phản ứng xảy ra chậm, có bọt khí trên bề mặt Al. Ống 4: Al tan chậm, có bọt khí thoát ra trên bề mặt Al. ­ Khi đun nóng: Ống 1: phản ứng mãnh liệt, khí thoát ra rất nhiều. Ống 2: phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn, khí thoát ra nhiều. Ống 3: phản ứng xảy ra mãnh liệt, miếng nhôm tan, khí thoát ra nhiều. Ống 4: phản ứng xảy ra nhanh hơn khi chưa đun nóng, khí thoát ra nhiều.  Phương trình phản ứng và giải thích: ­ Ống 1 và 2 không có hiện tượng do nhôm bị thụ động hóa trong H 2SO4 và HNO3 đặc nguội. 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2i 2Al + 2NaOH +6H2O 2Na[Al(OH)4] + 3H2i ­ Khi đun nóng: 2Al + 6H2SO4, dđ Al2(SO4)3 + 3SO2i+ H2O Al + 6HNO3, đđ Al(NO3)3 + 3NO2i + 3H2O Al + HCl đđ 2AlCl3 + 3H2i 15
16. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ 2Al + 2NaOHđđ + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2i ­ Với dung dịch loãng: 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2i Al + 4HNO3( l) Al(NO3)3 + NOi + 2H2O Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2i 2Al + 2NaOH +2H2O 2NaAlO2 + 3H2i ­ Khi đun nóng 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2i Al + 4HNO3, l Al(NO3)3 + NOi + 2H2O 2NO + O2 2NO2 Al + 6 HCl 2AlCl3 +3H2i 2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2i  Kết luận : ­ Nhôm có thể tan được trong kiềm và acid và phản ứng xảy ra nhanh hơn khi được đun nóng. Nhôm không tác dụng với dung dịch axit đậm đặc có tính oxi hóa như HNO3 và H2SO4 ở nhiệt độ thường. Vì các dung dịch này tạo cho nhôm lớp màng oxit bền khiến nhôm bị thụ động hóa. 3. Thí nghiệm 3: Phản ứng của Al với oxy và nước  Cách tiến hành ­ Hiện tượng : ­ Lấy 2 miếng nhôm, đánh sạch bề mặt, rửa sạch bằng nước rồi thấm khô bằng giấy lọc. Nhỏ lên mỗi miếng một giọt dung dịch muối Hg 2+. Dung dịch không màu biến thành xám đen. ­ Sau vài phút dùng giấy lọc thấm khô dd Hg 2+. Một miếng để ngoài không khí, một miếng ngâm trong nước. Miếng nhôm để ngoài không khí có 1 16
17. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ lớp màu trắng xám phồng lên. Miếng ngâm trong nước xuất hiện sủi bọt khí nhưng sau đó thì hết.  Phương trình phản ứng và giải thích: 2Al + 3Hg2+ 2Al3+ + 3Hgi ­ Khi cho muối Hg2+ vào thì Al đẩy Hg ra khỏi muối tạo ra Hg làm cho giọt dung dịch Hg2+ chuyển màu xám đen. ­ Tại chỗ nhỏ Hg2+, miếng nhôm tạo thành hỗn hống Hg – Al. Hỗn hống này tiếp xúc với oxy trong không khí: 4 Al – Hg + 3O2 2Al2O3 + 4Hg ­ Lớp oxit hình thành rồi bông ra Hg sinh ra lại tiếp tục kết hợp với Al tạo hỗn hống phía trong, nó tiếp xúc và tác dụng với oxi làm lớp oxit cao dần lên. ­ Khi cho miếng nhôm vào nước nhôm phản ứng với nước tạo thành Al(OH)3 và H2. Nhưng do tạo lớp hydroxit nhôm che phủ bề mặt không cho nhôm tiếp xúc với nước nên không cho phản ứng tiếp diễn. 2Al + 6H2O 2Al(OH)3i + 3H2i  Kết luận : ­ Nhôm có thể tác dụng với oxy và nước tạo thành oxit và hidroxit tương ứng nhưng ở điều kiện bình thường oxit và hidroxit sinh ra sẽ ngăn cản nhôm tiếp tục phản ứng. 4. Thí nghiệm 4 : Nhận biết acid boric và borat  Cách tiến hành ­ Hiện tượng : a. Cho 0,5g H3BO3 vào ống nghiệm rồi thêm vào đó 2 ml C 2H5OH, đun nhẹ. Rót dung dịch vào chén sứ rồi đốt ta thấy ngọn lửa có màu xanh lục chứng tỏ H3BO3 có tan trong C2H5OH. b. Lấy một ít tinh thể borat Na2B4O7 vào chén sứ. Nhỏ lên vài giọt H2SO4 đặc cho đến khi tinh thể borat hoàn toàn bị thấm ướt. Sau đó cho thêm 1 nhúm nhỏ 17
18. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ CaF2 (hoặc NaF) trộn đều, đem đun cho đến khi có khói trắng bay ra. Đốt trên khói trắng, ta thấy ngọn lửa có màu xanh lục.  Phương trình phản ứng và giải thích: a. H3BO3 + 3C2H5OH (C2H5O)3B + 3H2O b. Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O Na2SO4 + H3BO3 CaF2 + H2SO4 CaSO4 + 2HF 3HF + H3BO3 BF3 + 3H2O Ở điều kiện thường, BF3 là một chất khí không màu và bốc khói mạnh trong không khí. Do trong khói trắng tồn tại nguyên tố Bo nên khi đốt ngọn lửa có màu xanh.  Kết luận : Khi đốt cháy Bo có màu lục đặc trưng nên có thể nhận biết borat và axit boric bằng cách đốt chúng 18
19. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ Bài 5: NITƠ VÀ CÁC HỢP CHẤT NHÓM VA I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Nắm vững các phương pháp điều chế N2, tính chất của axit nitric, tính chất các muối nitrit, điều chế và tính chất muối NH3. II. THỰC HÀNH: 1. Thí nghiệm 1 Điều chế Nitơ:  Cách tiến hành ­ Hiện tượng : Cho vào ống nghiệm 2g NaNO2 và rót vào ống 5ml dd NH4Cl bão hòa ta thấy có bọt khí sủi nhẹ. Thu khí vào ống nghiệm lớn chứa đầy nước úp ngược trên 1 chậu đựng nước. Lấy vỏ bào đang cháy đưa vào ống nghiệm chưa khí vừa thu được thì ta thấy ngọn lửa tắt ngay.  Phương trình phản ứng và giải thích: NH4Cl + NaNO2 NH4NO2 + NaCl NH4NO2 N2↑ + 2H2O Do khí thu được là N2 không thể duy trì sự cháy nên ngọn lửa tắt ngay.  Kết luận : Có thể điều chế khí N2 bằng cách nhiệt phân muối amoni nitrit. Khí N2 không duy trì sự cháy. 2. Thí nghiệm 2 Tính chất của acid nitric  Cách tiến hành ­ Hiện tượng : a. Cho vào 2 ống nghiệm nhỏ mỗi ống 3 giọt HNO3 đậm đặc. Ống 1: thêm vào 1 mẫu Zn ta thấy Zn tan ra, có khí màu nâu bốc lên, phản ứng tỏa nhiệt mạnh, dung dịch sau phản ứng không màu. Ống 2: thêm vào 1 mẫu Cu ta thấy Cu tan ra, có khí màu nâu bay ra, phản ứng tỏa nhiệt mạnh, dung dịch có màu xanh. b. Cho vào ống nghiệm một ít lưu huỳnh rồi cho thêm 1ml HNO3 đậm đặc và đun nhẹ, lưu huỳnh tan ra. Thêm vào dung dịch trên 1ml dung dịch Ba2+, có kết tủa màu trắng xuất hiện. 19
20. Nhóm 7 Báo cáo thí nghiệm hóa vô cơ c. Cho vào ống nghiệm 1ml FeSO4 bão hòa, 5­6 giọt H2SO4 đậm đặc. Để ống nghiệm dưới vòi nước lạnh. Thêm từ từ 1ml HNO 3 loãng dọc theo thành ống nghiệm (không lắc) ­ Dung dịch trước khi cho HNO3 vào có màu xanh lơ của Fe2+. ­ Khi cho HNO3 vào thì phần dung dịch phía trên có màu vàng nâu, đồng thời có bọt khí thoát ra ở giữa xuất hiện lớp phân cách màu đen, dung dịch phía dưới vẫn màu xanh lơ. ­ Khi lắc mạnh dung dịch thì lớp phân cách màu đen biến mất, đồng thời có khí không màu thoát ra hóa nâu trong không khí và dung dịch sau cùng có màu nâu đỏ.  Phương trình phản ứng và giải thích: a. Zn + 4HNO3, đđ Zn(NO3)2 + 2NO2i + H2O Cu + 4HNO3, đđ Cu(NO3)2 + 2NO2i + H2O S + 4HNO3, đđ H2SO4 + 2NO2i + 2H2O Ba2+ + SO42­ BaSO4i b. ­ Dung dịch phía trên có màu vàng nâu là do Fe2+ bị oxy hóa thành Fe3+ theo phản ứng (1). Khí NO tạo thành được làm lạnh dưới vòi nước nên bị giữ lại trong dung dịch với FeSO 4 chưa phản ứng tạo thành một phức có màu đen. Khi lắc mạnh sẽ phân hủy tạo NO thoát ra ngoài rồi hóa nâu ngoài không khí. 6FeSO4 + 3H2SO4 + HNO3 3Fe2(SO4)3 + 2NOi + 4H2O (1) FeSO4 + xNO [Fe(NO)x]SO4 [Fe(NO)x]SO4 FeSO4 +xNOi 2NO + O2 2NO2  Kết luận : HNO3 có tính oxy hóa mạnh nên thể tác dụng được với hầu hết kim loại và phi kim cùng nhiều hợp chất có tính khử khác. 20

207 tài liệu

1439 lượt tải