Báo cáo thí nghiệm Hóa vô cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Quý: 60801755
Bài 1: KIM LOẠI KIỀM
THÍ
NGHIỆM
MÔ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ QUAN
SÁT HIỆN TƯỢNG
GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG ,VIẾT PHƯƠNG
TRÌNH ,TÍNH TOÁN VÀ RÚT RA KẾT
LUẬN
1
Điều chế Na
2
CO
3
bằng phương
pháp Solvay:
− Sục CO
2
vào erlen
125ml chứa 50ml dung dịch NaCl bão
hòa trong NH
3
. Ngâm erlen trong chậu
nước lạnh, đợi cho đến khi có tinh thể
trắng tạo thành. Lọc chân không lấy
tinh thể (tráng bằng cồn, không tráng
bằng nước lạnh).
− Lấy một ít tinh thể trên
cho vào cốc nước. Thêm vào một giọt
phenolphtalein ta thấy dung dịch
chuyển sang màu hồng nhạt.
− 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 trong ta thấy dung dịch
nước vôi trong bị đục dần. Nếu để
trong một thời gian dài thì nước vội bị
đục sẽ trong trở lại.
− CO
2
bị hấp thụ trong nước tạo
thành H
2
CO
3
theo phản ứng:
CO
2
+ H
2
O H
2
CO
3
NH
3
+ H
2
CO
3
NH
4
+
+ HCO
3
-
HCO
3
-
+ Na
+
NaHCO
3
Cả 4 chất: NaCl, NH
4
HCO
3
, NaHCO
3
và NH
4
Cl
đều tan trong nước nhưng NaHCO
3
hơi ít tan hơn
nên tách ra dưới dạng tinh thể (dung dịch ban đầu
là bão hòa NH
3
). Đây là sự cân bằng giữa khả năng
phản ứng và tốc độ phản ứng. Nhiệt độ vừa phải để
vận tốc không chậm và độ tan của NaHCO
3
không
lớn hơn độ tan của NaCl.
− Tinh thể NaHCO
3
là muối tan
trong H
2
O có tính bazơ yếu:
H
2
O + HCO
3
-
OH
-
+ H
2
CO
3
(1)
H
2
CO
3
CO
2
+ H
2
O
H
2
CO
3
không bền phân hủy tạo CO
2
làm cân
bằng của phản ứng (1) dịch chuyển về phía tạo ra
OH
-
làm phenolphtalein hóa hồng.
− Do xảy ra các phản ứng sau đây:
2NaHCO
3
o
t
→
Na
2
CO
3
+ CO
2
+ H
2
O
CO
2
+ Ca(OH)
2
CaCO
3
+ H
2
O
CO
2
+ H
2
O + CaCO3 Ca(HCO
3
)
2
tan
Kết luận:
Có thể điều chế muối NaHCO
3
dựa vào sự
khác nhau về độ tan đủ lớn ở nhiệt độ nhất định.
Trong công nghiệp ta có thể thu lại CO
2
bị giải
phóng khi nhiệt phân NaHCO
3
cũng như khi nung
đá vôi để sử dụng cho giai đoạn đầu.
1/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vô cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Quý: 60801755
2
Quan sát màu ngọn lửa của kim loại
kiềm:
− Nhúng một đầu mẫu giấy lọc
vào dung dịch LiCl bão hòa rồi đưa vào
ngọn lửa đèn cồn ta thấy ngọn lửa có
màu đỏ tía.
− Làm thí nghiệm tương tự như
trên với dung dịch NaCl bão hòa ta thấy
ngọn lửa có màu vàng, còn với dung
dịch KCl bão hòa thì ta thấy ngọn lửa
có màu tím.
− Khi thay LiCl bằng Li
2
SO
4
thì
thấy màu ngọn lửa không thay đổi.
− Ở trong ngọn lửa, những electron của
nguyên tử và ion kim loại kiềm được kích thích
nhảy lên các mức năng lượng cao hơn. Khi trở về
những mức năng lượng ban đầu, các electron này
phát ra năng lượng dưới dạng các bức xạ trong
vùng khả kiến. Vì vậy, ngọn lửa có màu đặc trưng
cho từng kim loại.
− Do anion
2
4
SO
−
giữ electron chặt hơn Cl
-
nên năng lượng từ ngọn lửa đèn cồn không đủ lớn
để kích thích electron lên trạng thái kích thích nên
Li
+
trong Li
2
SO
4
không thể hiện được tính chất như
LiCl.
Kết luận:
Khi đốt cháy cation kim loại kiềm (trong hợp
chất với anion thích hợp) sẽ cho ngọn lửa có màu
đặc trưng. Trong phân nhóm chính nhóm IA, khi đi
từ trên xuống dưới màu đặc trưng của ngọn lửa sẽ
chuyển từ đỏ đến tím, nghĩa là năng lượng tăng dần
do bán kính nguyên tử tăng, electron dễ chuyển
sang mức năng lượng cao hơn.
3
Phản ứng của kim loại kiềm với
nước:
− Cho nước vào chén sứ đến ½
thể tích, nhỏ vào đó 1 giọt
phenolphtalein. Dùng kẹp sắt lấy một
mẫu kim loại Na, dùng dao nhựa cắt
thành một mẫu nhỏ (1x1mm) ta thấy
Na rất mềm. Cho mẫu Na vừa cắt vào
chén sứ ta thấy Na phản ứng với nước
mãnh liệt làm nước nóng lên, có khói
trắng bay lên, mẫu Na chạy trên mặt
nước.Phản ứng ban đầu rất nhanh
nhưng sau đó chậm dần và dung dịch
chuyển sang màu hồng đậm.
− Làm lại thí nghiệm trên nhưng
thay nước bằng dung dịch CuSO4 0.5M
ta thấy phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn
thí nghiệm trên: Na bốc cháy kèm theo
− Phương trình phản ứng:
Na + H
2
O NaOH +
1
2
H
2
(1)
H
2
+
1
2
O
2
H
2
O (2)
• Khói trắng là hỗn hợp của H
2
và hơi
nước. Do phản ứng (1) tỏa nhiệt rất lớn tạo điều
kiện cho phản ứng (2) xảy ra.
• Do phản ứng sinh ra NaOH là một
bazơ mạnh nên dung dịch có chứa phenolphtalein
hóa hồng. Một phần NaOH sinh ra bao quanh mẫu
làm giảm bề mặt tiếp xúc của Na với H
2
O nên phản
ứng xảy ra chậm. H
2
sinh ra phân bố không đồng
đều tạo nên lực nâng và lực đẩy, đẩy Na chạy trên
mặt nước.
− Ngoài phản ứng (1) còn có phản ứng:
2NaOH + CuSO
4
Cu(OH)
2
+ Na
2
SO
4
xanh lam
• Natri phản ứng mãnh liệt hơn vì:
+ Trong TN đầu NaOH vừa tạo thành bao quanh
2/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vô cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Quý: 60801755
tiếng nổ, có khói trắng xuất hiện, có kết
tủa màu lam và tại chỗ bốc cháy có tủa
màu đen. Dung dịch chuyển sang màu
hồng sau đó mất màu hồng đi.
mẫu Na làm giảm bề mặt tiếp xúc giữa Na với
H
2
O.
+ Trong TN sau NaOH vừa tạo thành đã phản
ứng ngay với CuSO
4
nên không làm giảm bề mặt
tiếp xúc giữa Na với H
2
O. Vì vậy, phản ứng mãnh
liệt hơn.
• Mặt khác, do NaOH mới sinh ra phản
ứng tức thời với lượng dư 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 (a) làm nhiệt phân tủa Cu(OH)
2
thành
CuO có màu đen:
Cu(OH)2
o
t
→
CuO + H2O
đen
Kết luận:
Kim loại kiềm mềm, dễ cắt, rất hoạt động về
mặt hóa học. Trong các phản ứng chúng thể hiện
tính khử mạnh.Ở điều kiện thường, trong không
khí khô kim loại thường được phủ 1 lớp oxít.
Trong không khí ẩm thì lớp oxít sẽ kết hợp với hơi
nước tạo thành các hydroxít kết hợp với CO
2
tạo
muối carbonat vì vậy kim loại kiềm thường được
bảo quản trong bình kín hoặc ngâm trong dầu hỏa.
4
Độ tan của các muối kim loại kiềm:
Cho vào 2 ống nghiệm mỗi ống
khoảng 1 ml dung dịch LiCl 0.5M và 5
giọt NH
4
OH 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
NH
4
OH vào thì lượng tủa nhiều hơn.
Ống 2: thêm vào 1ml dung dịch
NaH
2
PO
4
lắc đều để yên vài phút ta
thấy có tủa trắng tạo thành. Khi thêm
NH
4
OH vào thì tủa vẫn không tan.
NaF + LiCl NaCl + LiF
Vì NH
4
OH đặc làm dung môi phân cực hơn mà
LiF có một phần liên kết cộng hóa trị nên tủa nhiều
hơn.
OH
-
+ H
2
PO
4
-
H
2
O + HPO
4
2-
OH
-
+ HPO
4
2-
H
2
O + PO
4
3-
3Li
+
+ PO
4
3-
LiPO
4
Kết luận:
− Đa số các muối kim loại kiềm là dễ tan trừ
một số muối của Li.
− Các muối của K
+
dễ tan hơn của Li
+
vì khi
thay LiCl bằng KCl thì trong các ống đều không có
hiện tượng.
5
− Lắc chung hỗn hợp gồm 0.5g
LiCl và 0.5g KCl với 3ml cồn trong
becher 50ml khoảng 5 phút. Lọc và rửa
phần rắn không tan 3 lần, mỗi lần với
1ml cồn. Phần cồn qua lọc và cồn dùng
để rửa gộp chung trong một becher.
− Khi hòa tan hỗn hợp bằng cồn thì do Li
+
có
bán kính nguyên tử nhỏ nên lực hút hạt nhân vơi
electron ngoài cùng lớn làm cho độ phân cực trong
muối LiCl giảm mà cồn là dung môi phân yếu nên
LiCl được hòa tan tốt còn KCl thì không tan do
tính phân cực mạnh. Vì vậy, phần qua lọc có chứa
3/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vô cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Quý: 60801755
Đun cách thủy đền khi cạn khô sẽ thu
được 2 khối rắn: một ở trên lọc và một
do cô cạn. Lấy mẫu rắn trên lạo hòa tan
trong 2ml nước rồi chia thành 2 ống
nghiệm để thử Li
+
:
• Ống 1: thêm 1ml NaF và 5
giọt NH
4
OH đậm đặc, không có hiện
tượng gì xảy ra.
• Ống 2: thêm 10 giọt acid
piric vào có xuất hiện kết tủa hình kim.
− Làm tương tự với mẫu rắn thu
được do cô cạn thì thấy trong
Ống 1: có kết tủa màu trắng
Ống 2 : không có hiện tượng
LiCl còn mẫu rắn là KCl.
− Điều này chứng tỏ chất rắn trên lọc không
chứa ion Li
+
mà chứa ion K
+
.
− Điều này chứng tỏ trong dung dịch thu
được có chứa ion Li
+
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 tương tự với
nó.
4/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vô cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Quý: 60801755
Bài 2: KIM LOẠI KIỀM THỔ
THÍ
NGHIỆM
MÔ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ QUAN
SÁT HIỆN TƯỢNG
GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG ,VIẾT PHƯƠNG
TRÌNH ,TÍNH TOÁN VÀ RÚT RA KẾT LUẬN
1
* Quan sát màu của ngọn lửa khi kim
loại kiềm thổ cháy:
- Nhúng một đầu giấy lọc sạch vào dung
dịch CaCl
2
bão hoà rồi hơ trên ngọn lửa
đèn cồn ta thấy ngọn lửa có màu đỏ da
cam.
- Tiến hành tương tự với dung dịch
SrCl
2
bão hào và dung dịch BaCl
2
ta
thấy ngọn lửa có màu đỏ tươi ứng với
dung dịch SrCl
2
và màu vàng lục ứng
với dung dịch BaCl
2
.
Hiện tượng này được giải thích là do ion kim loại của
muối hấp thụ năng lượng từ ngọn lửa, các electron ở
lớp ngoài cùng bị kích thích lên mức năng lượng cao
hơn nên khi trở về trạng thái cơ bản nó sẽ phát ra bức
xạ có bước sóng trong vùng khả kiến đặc trưng cho
mỗi ion kim loại và có màu sắc khác nhau.
Kết luận :
Khi đốt cháy cation kim loại kiềm thổ (trong hợp chất
với anion thích hợp) sẽ cho ngọn lửa có màu đặc
trưng. Trong phân nhóm chính nhóm IIA, khi đi từ
trên xuống dưới màu đặc trưng của ngọn lửa sẽ
chuyển từ đỏ đến vàng, nghĩa là năng lượng tăng dần
do bán kính nguyên tử tăng, electron dễ chuyển sang
mức năng lượng cao hơn.
2
* Phản ứng của kim loại kiềm thổ với
nước:
Lấy 2 ống nghiệm cho vào mỗi ống 1-2
giọt nước, một ít bột Mg và 1 giọt
phenolphtalein.
- Ống 1:
+ Khi để nguội phản ứng xảy ra rất
chậm. Tại bề mặt tiếp xúc pha xuất hiện
màu hồng nhạt đồng thời có bọt khí nổi
lên. Đó là khí hydro.
- Phản ứng xảy ra chậm do Mg(OH)
2
tạo thành che
phủ bề mặt của Mg:
Mg + H
2
O Mg(OH)
2
↓ + H
2
↑ (1)
- Do T
Mg(OH)2
= 10
-9.22
nên vẫn có một phần Mg(OH)
2
tan tạo ion OH
-
khiến phenolptalein hóa hồng tại bề
mặt phân chia giữa Mg và nước.
Mg(OH)
2
Mg
2+
+ 2OH
-
(2)
5/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vô cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Quý: 60801755
+ Khi đun nóng
Bọt khí xuất hiện nhiều hơn, màu hồng
đậm hơn và lan ra toàn bộ dung dịch.
- Ống 2: Cho từ từ dung dịch NH
4
Cl
vào. Phản ứng xảy ra mãnh liệt, màu
dung dịch nhạt dần đến mất màu, đồng
thời khí thoát ra nhiều hơn. Sau đó màu
hồng xuất hiện trở lại.
- Ở nhiệt độ cao Mg(OH)
2
tan nhiều hơn trong nước
nên tạo nhiều OH
-
khiến màu hồng dung dịch đậm
hơn. Đồng thời sự che phủ của Mg(OH)
2
giảm nên
phản ứng (1) xảy ra nhanh hơn ⇒ bọt khí thoát ra
nhiều hơn.
- Khi cho NH
4
Cl vào thì Mg(OH)
2
bị hòa tan, giải
phóng bề mặt Mg làm phản ứng (1) mãnh liệt hơn và
khí thoát ra nhiều hơn.
Mg(OH)
2
+ NH
4
Cl MgCl
2
+ NH
3
↑ + H
2
O
- Do Mg(OH)
2
bị hòa tan nên cân bằng (2) bị dịch
chuyển theo chiều thuận làm giảm OH
-
dẫn đến mất
màu phenolptalein.
- Màu hồng xuất hiện trở lại do hai nguyên nhân: NH
3
sinh ra ở phản ứng trên và OH
-
do phản ứng (2) sinh
ra.
Kết luận:
Kim loại kiềm thổ tác dụng mạnh với nước khi đun
nóng hoặc có xúc tác thích hợp.
3
* Điều chế và tính chất của Mg(OH)
2
:
Lấy 3 ống nghiệm cho vào mỗi ống
dung dịch NaOH ta thấy xuất hiện kết
tuatr trắng và hầu như không tan trong
nước.Ly tâm bỏ phần dung dịch phía
trên và cho phần kết tủa vào 3 ống
nghiệm.
- Ống 1: Cho tác dụng với HCl. Kết tủa
tan và dung dịch trở nên trong suốt.
- Ống 2: Cho tác dụng với NH
4
Cl. Kết
tủa tan tạo dung dịch trong suốt và có
mùi khai.
- Ống 3: Cho NaOH vào. Không có hiện
tượng xảy ra.
* Điều chế và tính chất của hydroxit
kim loại kiềm thổ:
Lấy 4 ống nghiệm, mỗi ống lần lượt
chứa 1 ml dung dịch muối Mg
2+
, Ca
2+
,
Ba
2+
và Sr
2+
0.5M; thêm vào mỗi ống 0.5
MgCl
2
+ 2NaOH → Mg(OH)
2
↓ + 2NaCl
Mg(OH)
2
+ 2HCl → MgCl
2
+ 2H
2
O
Mg(OH)
2
+ 2NH
4
Cl MgCl
2
+ 2NH
3
↑ + 2H
2
O
NaOH và Mg(OH)
2
đều có tính bazơ nên không phản
ứng.
Ca
2+
+ 2OH
-
Ca(OH)
2
↓
Ba
2+
+ 2OH
-
Ba(OH)
2
Mg
2+
+ 2OH
-
Mg(OH)
2
↓
Sr
2+
+ 2OH
-
Sr(OH)
2
↓
6/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vơ cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Q: 60801755
ml dung dịch NaOH 1M, ta thấy trong
các ống nghiệm đều xuất hiện kết tủa.
Lượng kết tủa tăng dần theo thứ tự
Ba
2+
, Sr
2+
, Ca
2+
và Mg
2+
. Như vậy độ
tan của các hydroxyt tương ứng giảm
dần theo thứ tự trên.
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 hydroxyt của kim loại kiềm
thổ bằng cách cho muối tan của chúng tác dụng với
kim loại kiềm. Hydroxyt của kim loại kiềm thổ có
tính bazơ.
4
* Khảo sát độ tan của muối sunfat
kim loại kiềm thổ:
- Lấy 4 ống nghiệm, cho vào mỗi ống
1 ml lần lượt các dung dòch MgCl
2
,
CaCl
2
, BaCl
2
và SrCl
2
, sau đó nhỏ từ từ
dung dòch H
2
SO
4
2N vào. Ta thấy :
Ống chứa MgCl
2
không có hiện tượng
Ống chứa CaCl
2
bò vẫn đục do tạo chất
ít tan.
Ống chứa SrCl
2
có màu trắng đục
Ống chứa BaCl
2
bò đục nhiều
- Cho H
2
SO
4
đến dư các kết tủa không
tan.
Ca
2+
+ SO
4
2-
CaSO
4
↓
Sr
2+
+ SO
4
2-
SrSO
4
↓
Ba
2+
+ SO
4
2-
BaSO
4
↓
Điều này hồn tồn phù hợp với tích số tan của chúng
T
CaSO4
= 10
-5.04
, T
SrSO4
= 10
-6.49
T
BaSO4
= 10
-9.97
Do nồng độ của SO
4
2-
tăng lên nên cân bằng
chuyển dòch theo chiều thuận nghóa là tăng lượng
kết tủa.
Kết luận :
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 X
2+
tăng
dần nên khả năng phân cực trong nước giảm và
năng lượng hydrat giảm dẫn đến độ tan giảm từ Mg
đến Ba.
5
* Xác đònh độ cứng của nước:
- Hút 10ml nước cứng cho vào erlen
250ml, thêm nước cất đến khoảng
100ml, thêm 5ml dung dòch đệm pH 10
và khoảng 5 giọt chỉ thò Erio T đen.
Lắc đều và chuẩn độ bằng dung dòch
V
1
= 7.7 ml
V
2
= 7.9 ml
V
ETDA
= 7.8 ml
V
mẫu
= 10 ml
C
N ETDA
= 0.02 N
7/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vơ cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Q: 60801755
ETDA 0.02N cho đến khi màu chỉ thò
chuyển từ đỏ tím sang xanh dương hẳn.
Tiến hành chuẩn độ 2 lần.
Tổng hàm lượng Mg
2+
và Ca
2+
:
X = V
ETDA
x C
N ETDA
x 1000/ V
mẫu
= 7.8 x 0.02 x 1000/ 10 = 15.6 (mN)
6
* Làm mềm nước:
- Lấy 50 ml nước cứng cho vào becher
250 ml, thêm 5 ml dung dòch Na
2
CO
3
0.1M và 2 ml sữa vôi. Đun sôi hỗn hợp
trong 3 phút, lọc bỏ kết tủa. Tiến hành
chuẩn độ phần nước trong như thí
nghiệm 5.
V
1
= 17,5ml, V
2
= 18.3ml ⇒ V
ETDA
= 17.9 ml
V
mẫu
= 50 ml.
Tổng hàm lượng Mg
2+
và Ca
2+
còn lại:
X′ = V
ETDA
x C
N ETDA
x 1000/ V
mẫu
= 17.9x 0.02 x 1000/ 50 = 7.16(mN)
Nhận xét:
X′ < X chứng tỏ hàm lượng Mg
2+
và Ca
2+
trong mẫu
giảm ⇒ nước được làm mềm vì khi thêm Na
2
CO
3
và
Ca(OH)
2
vào thì xảy ra phản ứng:
Mg
2+
+ 2OH
-
Mg(OH)
2
↓
Ca
2+
+ CO
3
2-
CaCO
3
↓
Làm giảm lượng Mg
2+
và Ca
2+
trong dung dòch sau
lọc.
8/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vô cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Quý: 60801755
Bài 3: NGUYÊN TỐ NHÓM IIIA
THÍ
NGHIỆM
MÔ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ QUAN
SÁT HIỆN TƯỢNG
GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG ,VIẾT PHƯƠNG
TRÌNH ,TÍNH TOÁN VÀ RÚT RA KẾT LUẬN
1
Hydroxyt nhôm – Điều chế và tính
chất:
a) Lấy 10g quặng
bauxite (46% Al
2
O
3
) cho vào becher
250ml, thêm 40ml dd NaOH 3M. Đun
sôi, khuấy đều trong 15 phút. Lọc bỏ
cặn đỏ. Phần nước trong qua lọc được
trung hòa bằng dd HCl 1M cho đến pH
7 ( dùng vài giọt phenolphtalein để
kiểm tra). Ta thấy có kết tủa keo trắng
hình vói rồng trên nền hồng của
phenolphtalein. Lọc bỏ kết tủa rồi sấy ở
100
o
C, sản phẩm sau sấy là Al(OH)
3
,
cân được 4.3g.
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 1ml dd muối Al
3+
, thêm từ
từ từng giọt dd NaOH 1M cho đến khi
tạo tủa. Sau đó thêm vào:
• Ống 1: cho
NH
4
Cl vào ta thấy không có hiện
tượng.
• Ống 2: cho
dd NaOH 1M ta thấy kết tủa tan.
• Ống 3: cho
dd NH
4
OH đậm đặc ta thấy tủa tan
nhưng chậm hơn ống 2.
a)
( )
o
t
2 3
4
O +2NaOH 2Al Na Al OH
→
¬
Đây là phần nước qua lọc.
( ) ( )
2
4 3
OH Na Al OH Al OH Na H
+ +
+ → + +
Lượng tủa lý thuyết thu được:
10x46
x2x78=7.04 (g)
102 x100
lt
m =
Hiệu suất:
3 2 2
3 3 2
( ) aAlO 2H O
( ) O
Al OH NaOH N
Al OH HCl AlCl H
+ = +
+ = +
Kết luận:
Al(OH)
3
là một hợp chất lưỡng tính. Nó có tính
acid yếu và bazơ yếu.
b) Al
3+
+ 3OH
-
Al(OH)
3
Al(OH)
3
+ NaOH NaAlO
2
+ 2H
2
O
Al(OH)
3
+ 3NH
4
OH (NH
4
)
3
[Al(OH)
6
]
Kết luận:
9/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vô cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Quý: 60801755
Al(OH)
3
là một chất có tính acid và bazơ đều
yếu.
2
Phản ứng của nhôm với acid và
kiềm:
Lấy 4 ống nghiệm lần lượt cho vào
mỗi ống 1ml dung dịch đậm đặc sau:
H
2
SO
4
, HNO
3
, HCl, NaOH. Thêm vào
mỗi ống 1 miếng nhôm.
• Để ở nhiệt
độ phòng. Quan sát ta thấy:
Ống 1: chứa H
2
SO
4
đậm
đặc, không có hiện tượng.
Ống 2: chứa HNO
3
đậm
đặc, không có hiện tượng.
Ống 3: chứa HCl đậm đặc,
phản ứng xảy ra mãnh liệt tạo bọt khí
đồng thời có rắn màu đen xuất hiện.
Ống 4: chứa NaOH đậm
đặc, phản ứng xảy ra mãnh liệt tạo bọt
khí đồng thời có rắn màu đen xuất hiện
giống ống 3.
• Ở nhiệt độ
cao. Ta thấy:
Ống 1: phản ứng mãnh
liệt, Al tan ra tạo dung dịch màu vàng.
Khi để nguội thì Al lại thụ động hóa.
Ống 2: phản ứng mãnh liệt
có khí màu nâu bay ra. Khi để nguội thì
Al lại bị thụ động hóa.
Ống 3: phản ứng rất mãnh
liệt, có khí thoát ra, rắn đen xuất hiện
do nhôm bị chuyển dạng thù hình.
Ống 4: phản ứng rất mãnh
liệt, có khí thoát ra, có rắn đen xuất
hiện do Al bị chuyển dạng thù hình.
Làm lại thí nghiệm trên với các
dung dịch loãng.
• Để ở nhiệt
độ phòng. Quan sát ta thấy:
Ống 1: phản ứng xảy ra
chậm, có khí thoát ra trên bề mặt Al.
- Do nhôm bị thụ động hóa trong H
2
SO
4
và
HNO
3
đặc nguội.
- Xuất hiện rắn đen là do nhôm chuyển dạng thù
hình.
2Al + 6HCl 2AlCl
3
+ 3H
2
2Al + 2NaOH +6H
2
O 2Na[Al(OH)
4
] + 3H
2
2Al+6H
2
SO
4, dđ
o
t
→
Al
2
(SO
4
)
3
+3SO
2
+H
2
O
Al+6HNO
3, đđ
o
t
→
Al(NO
3
)
3
+3NO
2
+ 3H
2
O
2Al + 6HCl
đđ
o
t
→
2AlCl
3
+3H
2
2Al + 2NaOH +2H
2
O
o
t
→
2NaAlO
2
+ 3H
2
2Al+3H
2
SO
4
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
Al + 4HNO
3
Al(NO
3
)
3
+ NO + 2H
2
O
10/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vô cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Quý: 60801755
Ống 2: phản ứng xảy ra
chậm tạo 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.
• Ở nhiệt độ
cao. Quan sát ta thấy:
Ống 1: phản ứng mãnh
liệt, khí thoát ra rất nhiều.
Ống 2: có khí màu nâu
bay ra.
Ống 3: phản ứng xảy ra
mãnh liệt, khí thoát ra nhiều.
Ống 4: phản ứng xảy ra
nhanh hơn khi chưa đun nóng, khí thoát
ra nhiều.
2NO + O
2
2NO
2
2Al + 6HCl
2AlCl
3
+3H
2
2Al + 2NaOH +2H
2
O 2NaAlO
2
+ 3H
2
2Al+3H
2
SO
4
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
Al+6HNO
3
o
t
→
Al(NO
3
)
3
+ 3NO
2
+ 3H
2
O
2Al + 6HCl
2AlCl
3
+3H
2
2Al + 2NaOH +2H
2
O 2NaAlO
2
+ 3H
2
Kết luận:
Al có thể tan được trong kiềm và acid nhất là
khi đun nóng. Ở nhiệt độ thường Al được bảo vệ bởi
màng oxit nên bị thụ động hóa trong một số acid. Vì
thế ta dùng nhôm để đựng một số acid đậm đặc như
HNO
3
và H
2
SO
4
.
3
Phản ứng của Al với oxy và nước:
Lấy 2 miếng Al, đánh sạch bề mặt,
rửa sạch bằng nước rồi thấm khô bằng
giấy lọc. Nhỏ lên mỗi miếng một giọt
dd muối Hg
2+
. Ta thấy giọt dd Hg
2+
từ
không màu chuyển sang màu xám đen.
Sau vài phút dùng giấy lọc thấm
khô dd Hg
2+
. Một miếng để ngoài
không khí, một miếng ngâm trong
nước.Quan sát hiện tượng ta thấy:
− Miếng nhôm để ngoài không
khí có 1 lớp màu trắng xám hình kim
phồng dần lên.
− Miếng ngâm trong nước ban
đầu sủi bọt khí nhưng sau đó thì hết
đồng thời xuất hiện màng keo tại nơi
phản ứng.
2Al + 3Hg
2+
2Al
3+
+ 3Hg
Chính Hg sinh ra làm cho giọt dung dịch Hg
2+
chuyển màu xám đen.
- Tại chỗ nhỏ Hg
2+
, miếng nhôm tạo thành hỗn
hống Hg – Al. Hỗn hống này tiếp xúc với oxy trong
không khí:
4 Al – Hg + 3O
2
2Al
2
O
3
+ 4Hg
Lớp oxit hình thành rồi bong ra, lớp hỗn hống
phía trong tiếp xúc tác dụng và cứ thế làm lớp oxit
cao dần.
- Do tạo lớp hydroxit nhôm che phủ bề mặt không
cho nhôm tiếp xúc với nước nên không cho phản
ứng tiếp diễn.
2Al + 6H
2
O 2Al(OH)
3
+ 3H
2
Kết luận:
11/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vô cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Quý: 60801755
Nhôm có thể tác dụng với oxy trong không khí và
nước nếu không có lớp oxit bảo vệ bên ngoài.
4
Nhận biết acid boric và borat:
a) Cho 0,5g H
3
PO
3
vào
ống nghiệm rồi thêm vào đó 2ml
C
2
H
5
OH. Đun nhẹ ta thấy hầu như
không tan. Rót dd vào chén sứ rồi đốt
ta thấy ngọn lửa có màu xanh lục
chứng tỏ H
3
PO
3
có tan trong C
2
H
5
OH.
b) Lấy một ít tinh thể
borat Na
2
B
4
O
7
vào chén sứ. Nhỏ lên vài
giọt H
2
SO
4
đặc cho đến khi tinh thể
borat hoàn toàn bị thấm ướt. Sau đó
thêm một ít CaF
2
, trộn đều, đem đun
cho đến khi có khói trắng bay ra. Đốt
trên khói trắng, ta thấy ngọn lửa có màu
xanh lục.
H
3
BO
3
+ 3C
2
H
5
OH B(OC
2
H
5
)
3
+3H
2
O
Na
2
B
4
O
7
+ H
2
SO
4
+ 5H
2
O Na
2
SO
4
+ H
3
BO
3
CaF
2
+ H
2
SO
4
CaSO
4
+ 2HF
3HF + H
3
BO
3
BF
3
+ 3H
2
O
Nếu HF dư: BF
3
+ HF HBF
4
Ở điều kiện thường, BF
3
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:
Acid boric và borat có thể nhận biết bằng màu
đặc trưng của ngọn lửa khi đốt cháy những hợp chất
của chúng.
12/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vơ cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Q: 60801755
Bài 4: CARBON VÀ SILIC
THÍ
NGHIỆM
MÔ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ QUAN
SÁT HIỆN TƯNG
GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG ,VIẾT PHƯƠNG
TRÌNH ,TÍNH TỐN VÀ RÚT RA KẾT LUẬN
1
* Điều chế than hoạt tính:
- Nghiền nhỏ than thường trong cối
sứ, lấy 2 phần bằng nhau (5g/phần).
Phần I cho vào becher 250 ml chứa
sẵn 10 ml nước. Đun sôi đến khi than
chìm xuống đáy becher. Lọc, hút
chân không, sau đó cho vào chén sứ,
đậy kín và nung ở 500
o
C trong 30
phút. Để nguội, cân lại. Ta thấy:
khối lượng nhẹ hơn lúc đầu. Than
sau khi nung còn đen hơn và ánh hơn
lúc đầu.
- Nghiền nhỏ than để tăng diện tích tiếp xúc của
than với nước và để nước dễ dàng đi vào các lỗ
rỗng trong cấu trúc than, đồng thời đun sôi để loại
bỏ các tạp chất.
- Hút chân không để loại bỏ các hợp chất tan trong
nước.
- Nung than ở 500
o
C trong điều kiện thiếu khí để
phân hủy các tạp chất còn lại ở giai đoạn trên.
- Sau khi loại bỏ tạp chất, khối lượng than sẽ giảm
so với ban đầu và than có hoạt tính hơn do các lỗ
xốp của tạp chất để lại. Vì vậy than hoạt tính có
khả năng hấp phụ tố hơn than thường.
2
* Tính chất hấp phụ của than hoạt
tính:
- Cho vào lần lượt 2 ống nghiệm lớn
2g than hoạt tính và than thường, rồi
sấy khô.
- Cho vào ống nghiệm khác 3-4 ml
HNO
3
đặc, thêm vài miếng đồng,
đậy nút có ống dẫn khí NO
2
tạo
thành vào 2 ống nghiệm trên. Đậy
nút và lắc mạnh.Ta thấy: khí NO
2
ở
ống nghiệm chứa than hoạt tính mất
màu nhanh hơn.
- Hơ nhẹ 2 ống nghiệm trên lửa cồn.
Ban đầu khí thoát ra ở ống nghiệm
chứa than thường nhiều hơn nhưng
sau đó khí ở ống chứa than hoạt tính
lại thoát ra nhiều hơn.
- Cho vào lần lượt 2 ống nghiệm lớn
2g than hoạt tính và than thường, rồi
thêm vào mỗi ống 5 ml dung dòch
- Do than có khả năng hấp phụ cao nên làm mất
màu khí NO
2
. Hơn nữa do than hoạt tính có nhiều lỗ
xốp và bề mặt tiếp xúc lớn hơn than thường nên
hấp phụ nhanh hơn.
- Quá trình hấp thụ là tự xảy ra nhưng có ∆S < O
nên ∆H < O tức là tỏa nhiệt. Do đó khi cung cấp
nhiệt thì quá trình giải hấp sẽ xảy ra và làm thoát
khí NO
2
. Than hoạt tính có nhiều lỗ xốp hơn, nhỏ
hơn than thường nên khả năng hấp phụ NO
2
mạnh
hơn. Chính vì thế NO
2
hấp phụ ở than thường dễ
thoát ra hơn và được giải hấp nhanh hơn.
- Cả 2 loại than đều hấp phụ màu hữu cơ nhưng do
than hoạt tính hấp phụ mạnh hơn nên làm cho màu
dung dòch hữu cơ nhạt hơn.
13/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vơ cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Q: 60801755
màu hữu cơ, lắc kỹ và lọc lấy dung
dòch. Dung dòch sau lọc ở ống chứa
than hoạt tính nhạt hơn so với than
thường
Kết luận:
Than hoạt tính có khả năng hấp phụ tốt hơn than
thường.
3
* Tính chất hóa học của than:
a/ Trộn và nghiền kỹ hỗn hợp 0.5 g
CuO và 1 g bột than trong cối sứ và
cho vào 1 chén sứ. Đậy nắp và nung
chén ở 600
o
C trong 30 phút. Để
nguội, đổ sản phẩm ra 1 tờ giấy lọc.
Ta thấy sản phẩm có màu đỏ gạch.
b/ Cho vào 2 ống nghiệm một ít than
đã nghiền:
- Ống 1: thêm 2-3 giọt H
2
SO
4
đậm
đặc, đun nhẹ và dẫn khí thoát ra qua
nước vôi trong. Khí có mùi hắc và
làm đục nước vôi
- Ống 2: thêm 2-3 giọt HNO
3
đậm
đặc, đun nhẹ và dẫn khí thoát ra qua
nước vôi trong. Khí màu nâu thoát ra
và làm đục nước vôi trong. Phản ứng
tỏa nhiệt.
- Chất rắn màu đỏ gạch là đồng kim loại
CuO + C
600 C
Cu + CO↑
C + 2H
2
SO
4 đ
o
t
→
CO
2
+ 2SO
2
+ 2H
2
O
C + 4HNO
3đ
o
t
→
4NO
2
↑ + CO
2
↑ + 2H
2
O
Kết luận:
- Carbon thể hiện tính khử khi tham gia phản ứng
hóa học.
4
* Nhiệt phân muối carbonat:
- Cho vào lần lượt 2 ống nghiệm
khoảng 1 g Na
2
CO
3
và (NH
4
)
2
CO
3
.
Đậy ống nghiệm bằng nút có ống
dẫn khí và cho khí thoát ra vào ống
nghiệm chứa nước vôi trong.
Ta thấy :
Ống chứa Na
2
CO
3
có ít bọt khí
thoát ra và làm đục nước vôi trong.
Ống nghiệm chứa (NH
4
)
2
CO
3
sinh
- Muối Na
2
CO
3
bền nhiệt, không bò nhiệt phân. Khí
thoát ra là do có lẫn NaHCO
3
và lượng CO
2
hấp thụ
trong khí quyển làm đục nước vôi trong.
2NaHCO
3
o
t
→
Na
2
CO
3
+ CO
2
↑ + H
2
O
CO
2
+ Ca(OH)
2
→ CaCO
3
↓ + H
2
O
2NH
4
HCO
3
o
t
→
2NH
3
↑ + CO
2
↑ + H
2
O
CO
2
+ Ca(OH)
2
→ CaCO
3
↓ + H
2
O
CaCO
3
+ CO
2
+ H
2
O → Ca(HCO
3
)
2
Kết luận:
- Các muối carbonat kim loại kiềm thì bền nhiệt.
Khi đun nóng chúng nóng chảy mà không phân hủy
trong khi muối carbonat của các kim loại khác thì bò
phân hủy và giải phóng khí CO
2
.
14/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vơ cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Q: 60801755
ra nhiều khí làm đục nước vôi trong,
sau đó dung dòch trong trở lại.
5
* Muối của acid silicic:
- Cho vào chén sắt khoảng 2 g
NaOH rắn và 0.2 g SiO
2
, trộn và
nung nóng khoảng 30 phút. Để
nguội, cho nước vào hòa tan và lọc
lấy dung dòch.
- Cho từng giọt HCl đậm đặc vào
dung dòch đến khi tạo tủa. Kết tủa
dạng keo, màu trắng
- Dung dòch thu được là Na
2
SiO
3
và NaOH dư:
2NaOH + SiO
2
o
t
→
Na
2
SiO
3
+ H
2
O
- Kết tủa chính là H
2
SiO
3
NaOH + HCl →
NaCl + H
2
O
Na
2
SiO
3
+ 2HCl
đ
→ H
2
SiO
3
↓ + 2NaCl
Kết luận:
- Muối kim loại kiềm và acid silicic dễ tan trong
nước nhưng acid silicic lại dễ nhưng tụ với nhau tạo
thành những hạt keo (sol) lớn hơn.
TRẢ LỜI CÂU HỎI
Câu 1. Các bề mặt rắn thường không đồng nhất và có những khuyết tật (đỉnh nhô ra …)
mà ở đó các trường lực tinh thể chưa bão hòa. Khi đó nó sẽ có khả năng lội kéo hoặc tập
trung các pha kế cận về phía nó. Hiện tướng nói trên gọi là sự hấp phụ.
• Sự khác nhau giữa hấp phụ và hấp thụ:
Hấp phụ Hấp thụ
- Xảy ra trên bề mặt phân chia pha
- Là quá trình thuận nghòch
- Dạng: lỏng/rắn, khí/rắn, khí/lỏng
- Xảy ra trong toàn bộ thể tích pha
- Có thể thuận nghòch hoặc bất thuận nghòch
- Dạng: lỏng/lỏng, lỏng/khí
Trên bề mặt than xảy ra hiện tượng hấp phụ.
• Ứng dụng của hiện tượng hấp phụ:
Sự hấp phụ của than đối với phân tử trong dung dòch được ứng dụng rộng rãi để làm sạch
chất khí, lỏng; thu các chất quý, đánh giá các bề mặt riêng và để phân tách, phân tích hệ
nhiều cấu tử.
Câu 2: Tính chất đặc trưng của than là tính khử. Khi ở nhiệt độ cao, nó có thể tác dụng
với nhiều phi kim và oxit kim loại.
C + O
2
→ CO
2
↑
CuO + C → Cu + CO↑
Than chỉ thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với kim loại ở nhiệt độ rất cao tạo
thành những cacbua kim loại.
C + 3Fe → Fe
3
C
Ở nhiệt độ cao và dưới tác dụng của hồ quang điện, than có thể tác dụng với khí
hydro: C + 2H
2
o
t
→
CH
4
15/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vô cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Quý: 60801755
Bài 5: NITƠ VÀ CÁC HỢP CHẤT NHÓM VA
THÍ
NGHIỆM
MÔ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ QUAN
SÁT HIỆN TƯỢNG
GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG ,VIẾT PHƯƠNG
TRÌNH ,TÍNH TOÁN VÀ RÚT RA KẾT LUẬN
1
Điều chế Nitơ:
Cho 2g NaNO
2
vào ống nghiệm và
rót vào ống 5ml dd NH
4
Cl bão hòa ta
thấy có bọt khí sủi nhẹ. Lắp hệ thống
thu khí như hình vẽ:
Đun nhẹ thì phản ứng mạnh hơn.
Thu khí vào ống nghiệm lớn chứa đầy
nước úp ngược trên 1 chậu đựng nước.
Lấy que nhang đang cháy đưa vào ống
nghiệm chưa khí thu được thì ngọn lửa
tắt ngay.
NH
4
Cl + NaNO
2
o
t
→
NH
4
NO
2
+ NaCl
NH
4
NO
2
o
t
→
N
2
+ 2H
2
O
Khí thu được là khí N
2
mà khí N
2
thì không duy
trì sự cháy nên ngọn lửa tắt ngay.
Kết luận:
Có thể điều chế khí N
2
bằng cách nhiệt phân
muối amoni nitrat. Khí N
2
không duy trì sự cháy.
2
Tính chất của acid nitric:
a/ Cho vào 2 ống nghiệm nhỏ mỗi
ống 3 giọt HNO
3
đậm đặc.
− Ống 1: thêm vào 1 mẫu kẽm
ta thấy kẽm tan ra, có khí màu nâu bốc
lên, phản ứng tỏa nhiệt mạnh, dd sau
phản ứng không màu.
− Ống 2: thêm vào 1 mẫu đồng
ta thấy đồng tan ra, có khí màu nâu bay
ra, phản ứng tỏa nhiệt mạnh, dd sau
phản ứng có màu xanh.
b/ Cho vào ống nghiệm một ít lưu
huỳnh. Sau đó thêm 1ml HNO
3
đậm
đặc. Đun nhẹ ta thấy lưu huỳnh tan ra,
ống nghiệm nóng lên. Khi cho 1ml dd
Ba
2+
vào dd sau phản ứng thì thấy xuất
hiện kết tủa màu trắng.
c/ Cho vào ống nghiệm 1ml FeSO
4
bão hòa, 5-6 giọt H
2
SO
4
đậm đặc. Làm
lạnh ống nghiệm trong chậu nước.
Thêm từ từ 1ml HNO
3
loãng dọc theo
Zn + 4HNO
3, đđ
Zn(NO
3
)
2
+ 2NO
2
+ H
2
O
Không màu màu nâu
Cu + 4HNO
3, đđ
Cu(NO
3
)
2
+ 2NO
2
+ H
2
O
dd màu xanh màu nâu
S + 4HNO
3, đđ
H
2
SO
4
+ 2NO
2
+ 2H
2
O
Ba
2+
+ SO
4
2-
BaSO
4
16/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vô cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Quý: 60801755
thành ống nghiệm và không lắc. Quan
sát màu sắc của dd ta thấy:
− Dung dịch trước khi cho
HNO
3
vào có màu xanh lơ của Fe
2+
.
− Khi cho HNO
3
vào thì phần
dd phía trên có màu vàng nâu, có bọt
khí đồng thời ở giữa dần dần xuất hiện
lớp phân cách màu đen, dd phía dưới
vẫn màu xanh lơ.
− Khi lắc mạnh dd thì lớp phân
cách màu đen biến mất, đồng thời co
khí bay ra hóa nâu trong không khí và
dd sau cùng có màu nâu đỏ. Khi thêm
H
2
SO
4
vào thì thấy màu nâu đỏ nhạt
dần.
- Dung dịch phía trên có màu vàng nâu là do Fe
2+
bị oxy hóa thành Fe
3+
theo phản ứng:
6FeSO
4
+3H
2
SO
4
+HNO
3
3Fe
2
(SO
4
)
3
+2NO+4H
2
O
Do ống nghiệm bị lạnh nên khí NO tạo thành bị
giữ lại trong dd và tạo phức với FeSO
4
chưa phản
ứng thành một phức có màu đen:
FeSO
4
+xNO [Fe(NO)
x
]SO
4
đen
- Do phức trên không bền nên khi ta lắc mạnh sẽ
phân hủy tạo NO thoát ra ngoài rồi hóa nâu ngoài
không khí.
[Fe(NO)
x
]SO
4
FeSO
4
+xNO
2NO + O
2
2NO
2
Dung dịch sau cùng màu nâu đỏ là do Fe
2
(SO
4
)
3
thủy phân tạo Fe(OH)
3
màu nâu đỏ. Để kiểm chứng
ta cho H
2
SO
4
vào thì màu nâu đỏ nhạt dần do sự
thủy phân củaFe
2
(SO
4
)
3
phụ thuộc vào pH của dung
dịch.
Kết luận:
HNO
3
có tính oxy hóa mạnh nên nó có thể tác
dụng được với cả kim loại đứng trước, sau hydro,
với phi kim và nhiều hợp chất có tính khử.
3
Tính chất của dd cường thủy:
Cho vào 3 ống nghiệm, mỗi ống 1
giọt Hg(NO
3
)
2
và thêm từ từ dd
(NH
4
)
2
S cho đến khi kết tủa hoàn toàn.
Quan sát ta thấy kết tủa màu đen.
Li tâm và gạn bỏ phần dd trên kết
tủa.
− Ống 1: thêm vào từ từ 1 ml
cường thủy (3HNO
3
: HCl), ta thấy kết
tủa tan ra, có khí thoát ra rồi hóa nâu
trong không khí và trong dd xuất hiện
tủa màu vàng. Khi cho đến dư nước
cường thủy thi tủa vàng tan ra. Thử
bằng dd Ba
2+
thì có tủa trắng.
− Ống 2: thêm từ từ dd HNO
3
đậm đặc ta thấy không có hiện tượng.
Hg(NO)
3
+ (NH
4
)
2
S HgS + 2NH
4
NO
3
đen
- Nước cường thủy có tính oxy hóa mạnh do tạo
ra clo nguyên tử:
HNO
3
+ 3HCl NO + 3Cl + 2H
2
O
Chính clo nguyên tử đã hòa tan HgS:
2Cl + HgS HgCl
2
+ S vàng
Khi cho dư cường thủy:
6Cl + S 6Cl
-
+ S
6+
SO
4
2-
+ Ba
2+
BaSO
4
trắng
Kết luận:
17/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vô cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Quý: 60801755
− Ống 3: thêm từ từ dd HCl đậm
đặc thì thấy không có hiện tượng.
Dung dịch nước cường thủy có tính oxy hóa rất
mạnh
4
Tính chất muối nitrit:
Cho vào 4 ống nghiệm mỗi ống
1ml dung dịch NaNO
2
.
− Ống 1: thêm vào 1 ít dd
KMnO
4
loãng có pha 1 giọt H
2
SO
4
đậm
đặc. Ta thấy màu tím của hỗn hợp mất
đi và tạo dd trong suốt.
− Ống 2: thêm vào dd FeSO
4
và
vài giọt H
2
SO
4
đậm đặc (không lắc). Ta
thấy xuất hiện lớp màu nâu đen và có
bọt khí không màu rồi hóa nâu.
− Ống 3: thêm dd KI có pha 1
giọt H
2
SO
4
loãng. Ta thấy đầu tiên dd
có màu vàng nhạt của KI, sau đó tạo
tủa màu tím than. Khi cho dư dd KI thì
tủa tan tạo dd màu nâu đất. Trong quá
trình phản ứng có bọt khí sinh ra.
− Ống 4: thêm vài giọt H
2
SO
4
đặc ta thấy dd có sủi bọt khí không
màu.
6H
+
+2MnO
4
2-
+5NO
2
-
5NO
3
-
+ 2Mn
2+
+ 3H
2
O
Không màu
Fe
2+
+2H
+
+NO
2
-
Fe
3+
+ NO + H
2
O
Khí không màu
FeSO
4
+xNO [Fe(NO)
x
]SO
4
đen
2NO + O
2
2NO
2
2I
-
+2NO
2
-
+4H
+
2NO +I
2
+2H
2
O
Tím than
Khi dư KI: I
2
+ KI KI
3
nâu đất.
NO
2
-
+ H
+
HNO
2
3HNO
2
HNO
3
+ 2NO +H
2
O
Kết luận:
Muối nitrit vừa có tính khử vừa có tính oxy
hóa. Acid nitrit là acid không bền sẽ tự phân hủy
theo cơ chế tự oxy hóa khử.
5
Điều chế và tính chất của amoniac:
a) Điều chế NH
3
:
Lắp bộ phận điều chế NH
3
.
Cho vào ống nghiệm 3g NH
4
Cl và
5ml dd NaOH đậm đặc. Lắc kĩ ống
nghiệm, đun nóng bằng đèn cồn và thu
khí thoát ra trong 1 erlen, khi nghe mùi
NH
3
bay ra và thành bình mờ như
sương mù thì ngưng đun.
Đậy ống nghiệm bằng nút cao su có
gắn ống thủy tinh và nhúng ngược bình
erlen vào chậu nước có thêm vài giọt
phenolphtalein. Quan sát hiện tượng ta
thấy nước từ từ bị hút vào erlen sau đó
bỗng nhiên phụt mạnh và chuyển sang
NH
4
Cl + NaOH
o
t
→
NH
4
OH + NaCl (1)
NH
4
OH
o
t
→
NH
3
+ H
2
O (2)
NH
3
+ H
2
O NH
4
+
+ OH
-
(3)
Phenolphtalein hóa hồng là do có OH
-
sinh ra.
Sở dĩ nước bị hút vào erlen là vì áp suất trong
erlen giảm.Áp suất giảm do:
+ 1 mol NH
4
OH khi tan trong nước thì nó chỉ
chiếm khoảng 15ml nhưng nếu 1 mol NH
4
OH ở thể
hơi thì nó chiếm đến 22,4l.
+ NH
3
ngưng tụ và tan vào nước.
18/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vô cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Quý: 60801755
màu hồng
b) Cân bằng trong dung dịch NH
3
:
Lấy dd thu được thí nghiệm trên
cho vào 4 ống nghiệm, mỗi ống
nghiệm 1ml:
− Ống 1: thêm một ít dd NH
4
Cl
và lắc cho tan ra ta thấy màu hồng nhạt
dần. Cho đến dư thì màu hồng không
mất hẳn.
− Ống 2: thêm từ từ H
2
SO
4
loãng đến dư ta thấy màu hồng nhạt
dần rồi mất hẳn.
− Ống 3: đun nhẹ ta thấy màu
hồng nhạt dần nhưng không mất hẳn.
− Ống 4: giữ để so sánh.
So sánh màu trong 4 ống ta thấy
màu dung dịch nhạt dần theo thứ tự
ống 4 > ống 3 > ống 1 > ống 2.
NH
4
Cl NH
4
+
+ Cl
-
Phản ứng này làm nồng độ NH
4
+
tăng lên làm cân
bằng (3) dịch chuyển theo chiều làm giảm OH
-
nên
màu hồng nhạt dần. Nhưng màu hồng không mất
hẳn vì bản chất (3) vẫn là phản ứng thuận nghịch.
H
+
+ OH
-
H
2
O
Acid vào trung hòa lượng OH
–
trong dd. Khi cho
đến dư acid thì hoàn toàn hết OH
–
nên màu hồng
của dd mất hẳn.
Khi đun nóng thì NH
3
bay hơi làm cân bằng phản
ứng (3) dịch chuyển theo chiều làm giảm lượng OH
-
nên màu hồng của dd nhạt dần.
Kết luận:
- NH
3
tan nhiều trong nước.
- Dung dịch NH
3
là một bazơ yếu
6
Nhiệt phân muối amoni:
− Cho một ít tinh thể NH
4
Cl vào
ống nghiệm, đun nóng. Quan sát ta
thấy trên thành ống nghiệm có tinh thể
trắng bám lên. Làm tương tự như trên
nhưng ta cẩn thận xua hơi ẩm ra khỏi
ống thì không xảy ra hiện tượng thăng
hoa vật lý.
− Làm lại thí nghiệm trên nhưng
thay NH
4
Cl bằng (NH
4
)
2
SO
4
. Ta thấy
khi đặt giấy tẩm phenolphtalein thì
giấy xuất hiện những vệt hồng, đồng
thời dd còn lại tạo tủa trắng với dd Ba
2+
và trên thành ống nghiệm không có
tinh thể trắng tạo thành. Đây là hiện
tượng thănh hoa hóa học.
- Do
NH
4
Cl có nhiệt độ phân hủy lớn hơn nhiệt độ thăng
hoa nên sẽ thăng hoa trước. Khi gặp nhiệt độ thấp và
hơi nước sẽ đọng lại trên thành ống nghiệm.
NH
4
Cl NH
3
+ HCl
NH
3
+ HCl
2
H O
→
NH
4
Cl (r)
Đây là hiện tượng thăng hoa vật lý vì trước khi
đạt nhiệt độ phân hủy thì NH
4
Cl đã thăng hoa và
không bị biến đổi chất.
(NH
4
)
2
SO
4
o
t
→
2NH
3
+H
2
SO
4
(1)
Ba
2+
+ SO
4
2-
BaSO
4
Đây là hiện tượng thăng hoa hóa học vì
(NH
4
)
2
SO
4
bị phân hủy theo phản ứng (1), không thể
kết hợp lại với nhau.
Kết luận:
Muối amoni không bền, dễ bị nhiệt phân, phản
19/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vơ cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Q: 60801755
ứng phân hủy phụ thuộc vào gốc acid tạo thành
muối amoni đó.
Bài 6: HYDRO – OXI – LƯU HUỲNH
THÍ
NGHI
ỆM
MÔ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ QUAN SÁT
HIỆN TƯNG
GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG ,VIẾT PHƯƠNG
TRÌNH ,TÍNH TỐN VÀ RÚT RA KẾT LUẬN
1
Điều chế H
2
- Lắp hệ thống thu khí.
- Cho vào ống nghiệm 3 hạt kẽm + 5ml
HCl đậm đặc. Thu khí sinh ra bằng ống
nghiệm nhỏ chứa đầy nước úp ngược trong
chậu
.
-
Châm lửa đốt khí hydro thoát ra ở đầu
ống dẫn có tiếng nổ nhẹ, ngọn lửa màu
xanh, đồng thời tỏa nhiều nhiệt.
- Lấy thành phễu thủy tinh khô chà lên
ngọn lửa Ta thấy có hơi nước đọng trên
thành phễu
Zn + 2HCl ZnCl
2
+ H
2
Do hydro tác dụng với oxi có lẫn trong ống
nghiệm và trong hệ thống dẫn khí nên có tiếng
nổ. Ban đầu lượng oxi nhiều nên có tiếng nổ lớn.
2H
2
+ O
2
→
0
t
H
2
O
Hơi nước tạo thành gặp thành thủy tinh lạnh nên
ngưng tụ.
Kết luận:
- Điều chế hydro bằng cách cho kim loại
mạnh tác dụng với acid.
- Hỗn hợp hydro và oxi là hỗn hợp nổ và
mạnh nhất khi xấp xỉ tỉ lệ 2:1 và tạo hơi nước.
2
Hoạt tính của hydro nguyên tử và hydro
phân tử:
Cho 8ml dung dòch H
2
SO
4
10% + 2 ml dd
KMnO
4
0.1M vào ống nghiệm. Lắc kỹ rồi
chia làm 3 ống.
- Ống 1: Dùng làm ống chuẩn.
- Ống 2: Cho luồng khí hydro luồng qua.
Màu không đổi so với ống thứ nhất
- Ống 3: Cho vào vài hạt kẽm. Dung dòch
trong suốt, đồng thời có sủi bọt khí.
- Hydro vào ống 2 là hydro phân tử không có tính
khử mạnh nên không tác dụng với KMnO
4
.
- Hydro mới sinh là hydro nguyên tử, có tính khử
mạnh nên phản ứng với KMnO
4
làm mất màu
dung dòch.
Khí sinh ra là do hydro nguyên tử chưa phản ứng
kết hợp thành hydro phân tử .
20/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vơ cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Q: 60801755
Zn + H
2
SO
4
ZnSO
4
+ 2[H]
5[H] + MnO
4
-
+ 3H
+
Mn
2+
+ 4H
2
O
Kết luận:
Hydro nguyên tử có tính khử mạnh hơn hydro
phân tử.
3
Điều chế Oxi:
- Trộn đều 4g KClO
3
+ 1g MnO
2
bằng cối
và chày sứ, cho vào ống nghiệm thật khô.
Lắp hệ thống thu khí.
- Đun nóng ống nghiệm và thu khí thoát ra
trong một ống nghiệm lớn chứa đầy nước úp
ngược trong chậu nước.
2KClO
3
→
0
2
,tMnO
2KCl + 3O
2
MnO
2
đóng vai trò là xúc tác.
Kết luận:
KClO
3
dễ bò nhiệt phân khi có xúc tác thích
hợp và sinh ra Oxi.
4
Tính chất của Oxi :
- Dùng thìa kim loại lấy một ít lưu huỳnh
đang cháy vào miệng ống nghiệm chứa Oxi
ta thấy ngọn lửa bùng lên có màu xanh tím.
- Đưa một đóm than vào ống nghiệm chứa
khí Oxi thứ hai, than bùng cháy có tia lửa,
phản ứng tỏa nhiệt mạnh.
- Nung đỏ sợi dây đồng và đưa vào ống
nghiệm chứa khí Oxi thứ 3
- Lưu huỳnh có ái lực lớn đối với oxi nên nó có
thể cháy ngoài không khí cho ngọn lửa màu xanh
và phát nhiều nhiệt.
S + O
2
→
0
t
SO
2
Ở ống nghiệm lượng oxi nhiều làm tăng vận tốc
của phản ứng.
- Ở nhiệt độ cao Cacbon có tính khử mạnh nên
khi gặp Oxi sẽ phản ứng mãnh liệt:
C + O
2
→
0
t
CO
2
- Lớp màu đen là do đồng bò oxi hóa bởi oxi tạo
đồng oxit
2Cu + O
2
→
0
t
2CuO
Kết luận:
- Oxi là chất oxi hóa mạnh (đặc biệt ở nhiệt độ
cao), dễ oxi hóa kim loại và phi kim tạo oxit.
21/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vơ cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Q: 60801755
- Oxi duy trì và kích thích sự cháy.
5
Tính chất của H
2
O
2
:
a) Tính oxi hóa của H
2
O
2
:
Cho vào ống nghiệm 4 giọt KI 0.5N + 3
giọt H
2
O
2
3% + vài giọt H
2
SO
4
2N. Dung
dòch có màu nâu đất, làm xanh hồ tinh bột.
b) Phân hủy H
2
O
2
:
Cho vào ống nghiệm 10 giọt H
2
O
2
và một
lượng nhỏ MnO
2
. Ta thấy dung dòch sủi bọt
mạnh, có khí thoát ra.
Đưa đóm than vào gần ta thấy đóm than
sáng hơn. Chứng tỏ đó là khí Oxi.
2I
-
+ H
2
O
2
+ 2H
+
I
2
+ 2H
2
O
I
2
sinh ra làm hóa xanh hồ tinh bột.
Màu nâu đất của dung dòch là do I
2
tạo phức với
KI dư.
I
2
+ KI KI
3
( nâu đất)
H
2
O
2
+ 2H
+
+ 2e =2H
2
O E
0
= +1.77(V)
H
2
O
2
+ 2e = 2OH
-
E
0
= +0.87(V)
MnO
2
đóng vai trò là xúc tác cho sự phân hủy
H
2
O
2
.
2H
2
O
2
→
2
MnO
2H
2
O + O
2
Kết luận:
H
2
O
2
không bền
Có tính khử và tính oxi hóa.
6
Phản ứng giữa S và Cu:
- Cho vào chén sứ 1g lưu huỳnh, đun sôi.
Dùng kẹp đưa sợi dây đồng vào miệng
chén. Sợi dây đồng chuyển sang màu đen.
- Lấy sợi dây đồng có màu đen nhúng vào
HCl đậm đặc. Một phần màu đen tan ra tạo
dung dòch màu xanh
- Khói trắng là lưu huỳnh bò bốc hơi.
Cu +S CuS ( đen)
-Phần tan trong HCl là CuO.
2Cu + O
2
2CuO
CuO + 2HCl CuCl
2
+ H
2
O
Xanh
Kết luận:
Lưu huỳnh có tính oxi hóa mạnh ở nhiệt độ
cao.
7
Tính khử của Thiosunphat :
Cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 2 giọt
dung dòch Na
2
S
2
O
3
0.5N.
- Ống 1: thêm từng giọt hỗn hợp dung
dòch KMnO
4
0.5N và H
2
SO
4
2N (tỉ lệ 1:2).
Nhận thấy dung dòch mất màu. Sau một thời
gian thì dung dòch bò đục.
8MnO
4
+5S
2
O
3
2-
+14H
+
10SO
4
2-
+8Mn
2+
+7H
2
O
S
2
O
3
2-
+ 2H
+
SO
2
+ S
↓
+ H
2
O
S sinh ra làm đục dung dòch.
22/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vơ cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Q: 60801755
- Ống 2: thêm từng giọt Iốt. Màu tím than
của I
2
mất dần đến không màu.
Thay I
2
bằng Cl
2
hoặc Br
2
thì dung dòch
cũng mất màu.
2S
2
O
3
2-
+ I
2
2I
-
+ S
4
O
6
2-
5H
2
O+S
2
O
3
2-
+4Br
2
HSO
4
-
+ 8Br
-
+ 8H
+
5H
2
O+S
2
O
3
2-
+4Cl
2
HSO
4
-
+ 8Cl
-
+ 8H
+
Kết luận:
Thiosunfat có tính khử mạnh và dễ phân hủy
trong môi trường axit tạo lưu huỳnh.
TRẢ LỜI CÂU HỎI:
Câu 1:
- Thí nghiệm 2 cho thấy hydro nguyên tử có họat tính mạnh hơn hydro phân tử.
- Nguyên nhân : Trong các phản ứng hóa học, hydro phân tử trước hết phải phân hủy thành
hydro nguyên tử mà quá trình phân hủy đó đòi hỏi tiêu tốn nhiều nhiệt. Trong khi đó đối
với hydro nguyên tử thì không cần thiết. Chính vì vậy mà hydro nguyên tử có họat tính
cao hơn.
Phương trình phản ứng:
10[H] + 2KMnO
4
+ 3H
2
SO
4
K
2
SO
4
+2MnSO
4
+ 8H
2
O
Câu2:
Phản ứng quan trọng của oxi là phản ứng oxi hóa, đặc biệt là phản ứng cháy:
C + O
2
CO
2
C
6
H
12
O
6
+6O
2
6CO
2
+ 6H
2
O
Oxi có nhiều ứng dụng trong thực tế: duy trì sự sống, sản xuất các hóa chất cơ bản, dùng
trong y tế, đèn xì ……
Câu3:
Để giữ cho H
2
O
2
bền ta phải:
• Đựng trong các lọ thủy tinh màu nâu sẫm, để chỗ râm mát.
• Cho thêm chất ức chế như acid photphoric hay acid sunfuric.
Câu4:
- Phương trình điện tử thể hiện tính oxi hóa của lưu huỳnh:
S
0
+2e S
2-
Ví dụ H
2
+ S H
2
S
- Phương trình điện tử thể hiện tính khử của lưu huỳnh:
S
0
– 4e S
4+
S
0
– 64e S
6+
Ví dụ S + O
2
→
0
t
SO
2
S + 6HNO
3
đ H
2
SO
4
+ 6NO
2
↑
+ 2H
2
O.
Câu5:
23/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vơ cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Q: 60801755
Muối thiosunfat có tính khử vì trong ion S
2
O
3
2-
ngòai một nguyên tử S có số oxi hóa +6
còn một nguyên tử S có số oxi hóa -2 nên thiosunfat có tính khử. Cấu tạo của Na
2
S
2
O
3
:
Na –O O Na –O O
S hoặc là S
Na –O S Na –S O
2 S
2
O
3
2-
+ I
2
2I
-
+ S
4
O
6
2-
5H
2
O + S
2
O
3
2-
+ 4Br
2
HSO
4
-
+ 8Br
-
+ 8H
+
5H
2
O + S
2
O
3
2-
+ 4Cl
2
HSO
4
-
+ 8Cl
-
+ 8H
+
8MnO
4
-
+5S
2
O
3
2-
+14H
+
10SO
4
2-
+ 8Mn
2+
+7H
2
O.
24/47
Báo cáo thí nghiệm Hóa vô cơ nhóm 15 Lê Văn Quyết: 60801748
Nguyễn Phú Quý: 60801755
Bài 7: NHÓM VII – HALOGEN
THÍ
NGHIỆM
MÔ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ QUAN
SÁT HIỆN TƯỢNG
GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG ,VIẾT PHƯƠNG
TRÌNH ,TÍNH TOÁN VÀ RÚT RA KẾT LUẬN
1
Điều chế Clo từ MnO
2
và HCl:
Lắp dụng cụ như hình vẽ:
Cho vào bình cầu 10g MnO
2
và
15ml HCl đậm đặc. Đun hỗn hợp trên
bằng đèn cồn cho sôi khoảng 20 phút.
Chất khí bay ra được thu vào 3 lọ như
hình vẽ: lọ 1 không đựng gì để chứa
khí Clo, lọ 2 đựng ½ lọ nước, lọ 3 chứa
khoảng 15ml NaOH loãng. Quan sát ta
thấy:
− Lọ 1: sau một thời gian thì có
màu vàng.
− Lọ 2: dung dịch không màu
chuyển thành màu vàng nhạt và trên
thành lọ bị vàng.
− Lọ 3: giống như lọ 2.
MnO
2
+ 4HCl
o
t
→
MnCl
2
+ Cl
2
+ 2H
2
O
Do có khí clo sinh ra nên làm vàng thành lọ.
Cl
2
+ H
2
O HCl + HClO
Nước cất hòa tan khí clo thành dd nước clo cao màu
vàng nhạt và ki clo dư sẽ làm cho thành lọ bị vàng.
2NaOH + Cl
2
NaCl + NaClO + H
2
O
Trong phản ứng này:
- MnO
2
đóng vai trò là chất oxy hóa, có thể thay
MnO
2
bằng các chất có tính oxy hóa mạnh khác nhưng
phải có
0 0
/
2
Cl Cl
ϕ ϕ
−
>
- HCl vừa là tác chất vừa là môi trường để MnO
2
thể
hiện tính oxy hóa. Nếu thay HCl bằng NaCl thì phải
dùng acid khác làm môi trường.
2
Tính chất của Clo:
Nhắc các lọ ra khỏi hệ thống, đậy
kín bằng nút cao su.
− Dùng kẹp hơ nóng đỏ một sợi
dây đồng, sau đó nhanh vào giữa lọ 1.
Ta thấy có khói trắng bay lên, trên
thành bình có những đóm xanh, khi đổ
nước vào thì dd có màu xanh lá đồng
thời có kết tủa trắng.
Cu + Cl
2
o
t
→
CuCl
2
Khói trắng là hơi acid do trong quá trình thí ngiệm
hơi HCl có thể theo hơi clo bay qua lọ 1. Dung dịch sau
thêm nước cất vào có màu xanh lá là do dd có chưa ion
Cu
2+
. Kết tủa trắng là CuCl do đồng chưa bị oxy hóa
hoàn toàn.
25/47