TƯỜNG TRÌNH THÍ NGHIỆM hóa vô cơ 03

TƯỜNG TRÌNH THÍ NGHIỆM HÓA VÔ CƠ
Nhóm : 06
Tên sinh viên:
Ngày làm thí nghiệm: 30/09/2015
Bài 3: Nguyên Tố Nhóm IIIA
I.

II.

Tóm tắt lý thuyết:
Trong các hợp chất số OXH chủ yếu: +3
Tuy nhiên vì có năng lượng ion hóa thứ nhất rất bé hơn tổng năng lượng ion hóa thứ 2 nên còn
có thể có số OXH +1.
Báo cáo:
Hiện tượng xảy ra

Thí
nghiệm

Mục đích thí
nghiệm

Giải thích
Tính toán
Phương trình

Mô tả tóm tắt
thí nghiệm
Lý thuyết Thực tế

TN 1

Hydroxyt nhôm –
a. có kết
Điều chế và tính
tủa keo
chất
trắng
a. Lấy 10g quặng
trên nền
bauxite
(46%
hồng của
Al2O3) cho vào phenolphtal
becher 250ml, ein
thêm 40ml dd
NaOH 3M. Đun
sôi, khuấy đều
15 phút. Lọc bỏ
cặn đỏ. Phần

Chú
thích

a.
o

Al

+ 2NaOH

t

→
¬


2Na[Al(OH)4]

→

HCl + 2Na[Al(OH)4]
+ NaCl + H2O

Al(OH)3

↓


→

Al(OH)3 +
+ (NaAlO2)

NaOH

Na[Al(OH)4]


→

Al(OH)3 +

HCl

AlCl3 + H2O


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 100oC,
sản phẩm sau
sấy là Al(OH)3,
cân được ......
(g) .
Hòa tan tủa đã
sấy khô với HCl và
NaOH ta thấy tủa
tan tạo dd trong

suốt.
ống 1: ta
thấy không
b. Lấy
3
ống có hiện
nghiệm, mỗi ống tượng.
cho 5 giọt dung
dịch muối Al3+,
thêm từ từ từng ống 2: ta
giọt dung dịch thấy kết tủa
NaOH 1M cho tan.
đến khi tạo tủa.
Sau đó thêm
ống 3: đặc
vào:
ta thấy tủa
- Ống 1: cho
tan
NH4Cl
- Ống 2: cho

a.

3+

Al + 3OH

-


→

Al(OH)3i


→

Al(OH)3 + NaOH
Al(OH)3+3NH4OH

NaAlO2 + 2H2O

→
¬



(NH4)3[Al(OH)6]


-

dd NaOH 1M
Ống 3: cho
dd
NH4OH
đậm



TN 2

Phản ứng của
nhôm với acid và
kiềm
Cho vào mỗi ống
nghiệm 1ml dung
dịch H2SO4, HNO3,
HCl, NaOH đậm
đặc. Thêm vào mỗi
ống trên 1 miếng
nhôm

•

•

Ống1:
chứa
H2SO4
đậm đặc,
không có
hiện
tượng.
Ống2:
chứa
HNO3
đậm đặc,
không có

hiện

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.

Ống 1 và 2 không có hiện tượng do nhôm
bị thụ động hóa trong H2SO4 và HNO3 đặc
nguội.

→

2Al + 6HCl

2AlCl3 + 3H2

→

2Al + 2NaOH +6H2O
+ 3H2

2Na[Al(OH)4]

Khi đun nóng:

o

2Al + 6H2SO4, dđ
3SO2+ H2O

t

→

Al2(SO4)3 +

.


•

•

tượng.
Ống3:
chứa
HCl đậm
đặc,
phản
ứng xảy
ra
nhanhtạo
bọt khí.
Ống4:
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.
Ống 2:
phản

o

t

→

Al + 6HNO3, đđ
+ 3H2O

Al(NO3)3 + 3NO2

o

Al + HCl đđ

t

→

2AlCl3 + 3H2
o

2Al + 2NaOHđđ + 2H2O
3H2

t

→

2NaAlO2 +

Với dung dịch loãng:

→

2Al + 3H2SO4
3H2

Al2(SO4)3 +

→

Al + 4HNO3( l)
2H2O

Al(NO3)3 + NO +


→

2AlCl3 + 3H2

Al + 6HCl


→

2Al + 2NaOH +2H2O
3H2

2NaAlO2 +

Khi đun nóng

→

2Al + 3H2SO4
3H2

Al2(SO4)3 +
o

Al + 4HNO3, l
2H2O

t

→

Al(NO3)3 + NO +


→

2NO

+

O2

→

Al + 6 HCl

2NO2
2AlCl3 +3H2


•

•

* Làm lại thí
nghiệm trên với
các dung dịch
loãng.

•

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.

Ống

1:


→

2Al + 2NaOH + 2H2O
+ 3H2



2NaAlO2

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.


•

•

•

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
nóng:
•

•

•

•

đun

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.

TN3

Phản ứng của Al
với oxy và nước
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
Hg2+..
Sau vài phút dùng
giấy lọc thấm khô
dd Hg2+. Một miếng
để ngoài không khí,
một miếng ngâm
trong nước.

2Al + 3Hg
Dung dịch
không màu
biến thành
xám đen


→

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:

-

-

Miếng
nhôm để
ngoài không
khí có 1 lớp
màu trắng
xám phồng
lên. Miếng
ngâm trong
nước xuất
hiện sủi bọt
khí nhưng
sau đó thì
hết.

2+


→

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 + 3H2

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.

Nhận biết acid
boric và borat
a.
Cho 0,5g
H3BO3 vào ống
nghiệm rồi thêm
vào đó 2 ml
C2H5OH, đun nhẹ.
Rót dung dịch vào
chén sứ rồi

a.

đốt ta thấy
ngọn lửa có
màu xanh
lục chứng
tỏ H3BO3 có
tan trong
C2H5OH.

b. Lấy một ít tinh
ta thấy ngọn
thể borat Na2B4O7
lửa có màu
vào chén sứ. Nhỏ
xanh lục.
lên vài giọt H2SO4
đặc cho đến khi tinh
thể borat hoàn toàn

bị thấm ướt. Sau đó
cho thêm 1 nhúm
nhỏ CaF2 (hoặc
NaF) trộn đều, đem
đun cho đến khi có
khói trắng bay ra.
Đốt trên khói trắng

TN4

II.


→

Trả lởi câu hỏi:

b.

H3BO3 + 3C2H5OH
+ 3H2O

(C2H5O)3B

→

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


TƯỜNG TRÌNH THÍ NGHIỆM HÓA VÔ CƠ
Nhóm : 06
Tên sinh viên:
Ngày làm thí nghiệm: 30/09/2015
Bài 4: Cacbon và Silic
I.

Tóm tắt lý thuyết:
-Cacbon:
C có thể tồn tại với nhiều mức oxi hóa khác nhau nhưng thường gặp là: -4; 0; +2; +4.
C có cả tính khử và tính oxi hoá nhưng tính khử vẫn là chủ yếu.
Sản xuất than hoạt bằng cách nhiệt phân nguyên liệu thô có chứa cacbon ở nhiệt độ dưới 10000c
-Silic:
Các mức oxi hóa có thể có của Si: -4; 0; +2; +4 (số oxi hóa +2 ít đặc trưng) nên Si có cả tính khử
và tính oxi hoá.
Silic vô định hình có khả năng phản ứng cao hơn silic tinh thể.
Sản xuất thủy tinh bằng cách nấu chảy hỗn hợp cát trắng, đá vôi và sôđa ở 14000C:
6SiO2 + CaCO3 + Na2CO3 → Na2O.CaO.6SiO2 + 2CO2

II. Báo

cáo
Hiện tượng xảy ra

Thí
nghiệm

Mục đích thí
nghiệm

Mô tả tóm tắt
thí nghiệm
Lý thuyết Thực tế

Giải thích
Tính toán

Phương trình

Chú
thích


TN 1

TN2

* Điều chế than
hoạt tính:
- Nghiền nhỏ
than thường
trong cối sứ, lấy
2 phần bằng
nhau (mỗi phần
5g). 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 C
trong 30 phút.
Để nguội, cân

lại.
* Tính chất hấp
phụ của than
hoạt tính:
a.
- Cho vào lần
lượt 2 ống

Than sau
khi nung
có 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 500c 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 tốt hơn than thường.

- Khí NO2
ở ống
nghiệm
chứa than
hoạt tính
mất màu
nhanh

Do than có khả năng hấp phụ cao
nên làm mất màu khí NO2. 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


nghiệm lớn đã
sấy khô 2g than
hoạt tính và than
thường .
- Cho vào ống
nghiệm lớn
khác 3 - 4 ml
HNO3 đặc, thêm
vài miếng
đồng, đậy nút
có ống dẫn khí

NO2 tạo thành
vào 2 ống
nghiệm trên.
Đậ y nút và lắc
mạnh.
- Hơ nhẹ 2 ống
nghiệm trên lửa
cồn.

hơn.
- 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.

b.
- Cho vào lần
lượt 2 ống
nghiệm lớn 2g

than hoạt tính và
than thường, rồi
thêm vào mỗi
ống 5 ml dung

- Dung
dòch sau
lọc ở ống
chứa than
hoạt tính
nhạt hơn
so với
than

hấp sẽ xảy ra và làm thoát khí NO2.
Than hoạt tính có nhiều lỗ xốp hơn,
nhỏ hơn than thường nên khả năng hấp
phụ NO2 mạnh hơn. Chính vì thế
NO2 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.

Kết luận:
- Than hoạt tính có khả năng hấp phụ
tốt hơn than thường.

dòch màu hữu cơ, thường
lắc kỹ và lọc
lấy dung dòch.

TN3

* Tính chất hóa - Sản
phẩm có
học của than:
màu đỏ.
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 600oC
trong 30
phút. Để nguội,
đổ sản phẩm ra 1
tờ giấy lọc.
b/ Cho vào 2
ống đã nghiền:
- Ống 1: thêm
2-3 giọt H2SO4
đậm đặc

Khí có

mùi hắc
- Khí màu
nâu thoát
ra

- Chất rắn màu đỏ là đồng kim loại
CuO + C



→
600 oC

C + 2H2SO4 đ
2H2O


→


→

Cu + CO↑

CO2 + 2SO2 +

C + 4HNO3đ
4NO2↑ + CO2↑ +
2H2O
Kết luận:

- Carbon thể hiện tính khử khi
tham gia phản ứng hóa học.


- Ống 2: thêm
2-3 giọt HNO3
đậm đặc

TN4

* Nhiệt phân
muối carbonat:
- Cho vào lần
lượt 2
ống nghiệm
khoảng
1g Na2CO3 và
(NH4)2CO3.
Đốt nóng ống
nghiệm Đậy ống
nghiệm bằng nút
có ống dẫn khí
và cho khí thoát
ra vào ống
nghiệm chứa
nước vôi trong.

- Ống chứa
Na2CO3 có
ít bọt khí

thoát ra và
không đủ
làm đục
nước vôi
trong.
- Ống
nghiệm
chứa
(NH4)2CO3
sinh ra
nhiều khí
làm đục
nước vôi
trong, sau
đó dung
dòch trong
trở lại.

- Muối Na2CO3 bền nhiệt, không bò
nhiệt phân. Khí thoát ra là do có lẫn
NaHCO3 nhưng quá ít nên khí sinh ra
không đủ làm đục nươc vôi trong.
2NaHCO3 → H2O + Na2CO3 + CO2
(NH4)2CO3→ H2O + NH3 + CO2
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
CaCO3 + CO2 + H2O→ Ca(HCO3)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 CO2.


- Kết tủa
Muối của acid
dạng keo,
silicic:
- Cho vào chén màu trắng
sắt khoảng 2 g
NaOH rắn và 0.2
g SiO2, trộn và
nung nóng
khoảng 30 phút.
Để nguội, cho
nước vào hòa
tan và lọc lấy
dung dịch.
- Cho từng giọt
HCl đậm đặc
vào dung dòch
đến khi tạo tủa.

TN5

- Dung dòch thu được là
Na2SiO3 và NaOH dư:

→

2NaOH + SiO2
Na2SiO3 +
H2O
- Kết tủa chính là H2SiO3
NaOH + HCl→ NaCl + H2O
Na2SiO3 +2HClđ → H2SiO3↓ + 2NaCl
Kết luận:
- Muối kim loại kiềm và acid silicic d6ẽ
tan trong nước nhưng acid silicic lại dễ
nhưng tụ với nhautạo thành những hạt
keo (sol) lớn hơn.

Trả lởi câu hỏi

III.
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:

Trên bề
tượng hấp
-

Ứng

phụ:

Hấp phụ

- Xả y ra trên bề mặt phân chia pha
- Là quá trình thuận nghòch
- Dạng: lỏng/rắn, khí/rắn, khí/lỏng

Hấp thụ
- Xả y ra trong toàn bộ thể tích pha
- Có thể thuận nghòch hoặc bất thuận nghòch
- Dạng: lỏng/lỏ ng, lỏng/khí

mặt than xảy ra hiện
phụ.
dụng của hiện tượng hấp


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.

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 + O2 → CO2↑
C + 2S → CS2
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 → Fe3C
Ở nhiệt độ cao và dưới tác dụng của hồ quang điện, than có thể tác dụng với khí hydro
C + 2H2 → CH4↑