Đại Học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh
Trường Đại Học Bách Khoa
Khoa Kỹ Thuật Hóa Học
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
HÓA VÔ CƠ
Tổ 8-Lớp L07
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: NGÔ VĂN CỜ
Sinh viên thực hiện:
Tạ Thị Xuân Phúc - 1712697
K’ Quen - 1712836
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 1 tháng 11 năm 2018
0
MỤC LỤC
Nội dung
Trang
Bài 2………………………………………………………………….2
Bài 6………………………………………………………………….8
Bài 8…………………………………………………………………14
Bài 10………………………………………………………………..21
Bài 12……………………………………………………………….26
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
Giáo trình thí nghiệm hóa vô cơ – Bộ môn công nghệ hóa vô cơ
1
BÀI 2
KIM LOẠI KIỀM THỔ
(Phân nhóm IIA)
Thí nghiệm 1: Quan sát màu ngọn lửa của kim loại kiềm thổ
Cách tiến hành: Nhúng một đầu mẩu giấy lọc sạch vào dung dịch
CaCl2 bão hòa rồi đưa vào ngọn lửa đèn cồn, quan sát màu ngọn
lửa. Làm tương tự với SrCl2 và BaCl2.
Hiện tượng:
_CaCl2: ngọn lửa có màu da cam.
_SrCl2: ngọn lửa có màu đỏ tía.
_BaCl2: ngọn lửa có màu vàng.
Giải thích: Các ion kim loại kiềm thổ hấp thụ năng lượng của
ngọn lửa. Các electron lớp ngoài cùng bị kích thích nhảy lên mức
năng lượng cao hơn, sau đó trở về trạng thái cơ bản và phát xạ ra
các bức xạ năng lượng. Đối với các kim loại kiềm thổ sẽ phát ra
các bức xạ nằm trong vùng khả kiến tương ứng với từng nguyên tố
nên ta thấy được màu sắc ngọn lửa.
Thí nghiệm 2: Phản ứng của kim loại kiềm thổ với nước
Cách tiến hành và hiện tượng: Lấy 2 ống nghiệm, cho vào mỗi
ống nghiệm 1-2ml nước, một ít bột Mg và phenolphtalein.
- Ống 1: khi để nguội, phản ứng xảy ra chậm. Tại bề mặt tiếp xúc pha
xuất hiện màu hồng nhạt đồng thời có bọt khí xuất hiện. Đó là khí H 2
Khi đun nóng, phản ứng xảy ra nhanh, xuất hiện nhiều bọt khí và màu
hồng đậm hơn, lan ra toàn bộ dung dịch.
- Ống 2: Cho thêm 5-6 giọt dung dịch NH4Cl. Phản ứng xảy ra mãnh
liệt, màu dung dịch nhạt dần đến mất màu. Đồng thời khí thoát ra
nhiều hơn. Sau đó dung dịch có màu hồng trở lại.
2
Giải thích:
- Ống 1: phản ứng xảy ra chậm do Mg(OH)2 tạo ra che phủ bề mặt
Mg.
Mg + 2H2O → Mg(OH)2 ↓+ H2 ↑
(1)
Do TMg(OH)2= 10-9,22 nên một phần Mg(OH)2 tan ra tạo ion OH- khiến
phenolphtalein hóa hồng ở bề mặt phân pha của Mg và H2O.
Mg(OH)2 → Mg2+ + 2OH-
(2)
Khi đun nóng ở nhiệt độ cao, Mg(OH)2 tan nhiều hơn, tạo nhiều ion OH- khiến
màu hồng của dung dịch đậm hơn. Đòng thời sự che phủ Mg của Mg(OH)2 giảm
nên phản ứng xảy ra nhanh hơn và khí thoát ra nhièu hơn.
-Ống 2: Khi có thêm ion NH4+ thì trong dung dịch xảy ra cân bằng
nhiễu đối với ion OHMg(OH)2 Mg2+ + 2OH+
2NH4+
2NH3 + 2H2O
=> Cân bằng nhiễu của NH4+ với OH- làm giảm nồng độ của OH- dẫn
đến mất màu hồng.
- Khí thoát ra nhiều hơn vì cân bằng (1),(2) bị dịch chuyển theo chiều
thuận đồng thơi cân bằng nhiễu có tạo thành NH3
-Dung dịch xuất hiện màu hồng trở lại vì khi thoát ra một phần NH3
tan vào trong nước làm xuất hiện cân bằng mới:
NH3 + H2O NH4+ + OH- (3)
Kết luận: Dung dịch kiềm thổ tác dụng mạnh với nước khi đun
nóng hay khi có chất xúc tác thích hợp.
Thí nghiệm 3
a) Điều chế và tính chất của Mg(OH)2
3
Cách tiến hành: cho NaOH tác dụng với dung dịch muối Mg2+ . Li
tâm bỏ phần phía trên rồi lấy kết tủa cho vào 3 ống nghiệm:
- Ống 1: cho tác dụng với HCl
- Ống 2: cho tác dụng với NaOH
- Ống 3: cho tác dụng với NH4Cl
Hiện tượng và giải thích:
Khi cho dung dịch NaOH vào Mg2+ , xuất hiện kết tủa màu trắng và
không tan trong nước.
MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + 2NaCl
Ống 1: Trong dung dịch HCl , kết tủa tan ra tạo dung dịch trong suốt
Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O
Ống 2: Trong dung dịch NaOH, không có hiện tượng do NaOH và
Mg(OH)2 cùng là base
Ống 3: Trong dung dịch NH4Cl, kết tủa tan tạo dung dịch trong suốt và
có mùi khai do khí NH3 thoát ra.
Mg(OH)2 + 2NH4Cl → MgCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
b)Điều chế và tính chất của hydroxit kim loại kiềm thổ
Cách tiến hành: Lấy 4 ống nghiệm lần lượt cho vào mỗi ống 1ml
dung dịch muối Mg2+,Ca2+, Sr2+, Ba2+ 0,5M; tiếp tục cho vào mỗi ống
trên 0,5ml dung dịch NaOH 1M. Ly tâm, quan sát kết tủa.
Hiện tượng: trong các ống nghiệm đều có kết tủa, lượng kết tủa
giảm dần từ Mg2+, Ca2+, Sr2+,Ba2+.
Giải thích:
Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2
Ca2+ + 2OH- → Ca(OH)2
Sr2+ + 2OH- → Sr(OH)2
Ba2+ + 2OH- → Ba(OH)2
Trong các ống nghiệm đều tạo thành kết tủa nhưng lượng kết tủa không
như nhau mà giảm dần từ Mg2+, Ca2+, Sr2+ đến Ba2+ vì khi đi từ Mg đến
Ba, bán kính nguyên tử tăng dần nên lực hút giữa hạt nhân với electron
4
ngoài cùng giảm. Thêm nữa, oxi có độ âm điện lớn nên hút electron về
phía nó làm cho
hydroxit phân cực mạnh nên tan trong nước là dung môi phân cực.
Kết luận: + Có thể điều chế được hydroxit của kim loại kiềm thổ
khi cho muối tan
của chúng tác dụng với hydroxit của kim loại kiềm.
+ Hydroxit của kim loại kiềm thổ có tính base.
+ Khi đi từ Mg đến Ba, độ tan của các hydroxit tương ứng tăng dần
dần (vì thực nghiệm ta thấy lượng kết tủa giảm dần theo chiều tương
ứng.)
Thí nghiệm 4: Khảo sát độ tan của muối sunfat kim loại kiềm thổ
Cách tiến hành: Lấy 4 ống nghiệm, mỗi ống lần lượt chứa 1ml dung
dịch muối MgCl2, CaCl2, BaCl2, SrCl2. Cho từ từ axit sunfuric 2N vào
4 ống nghiệm trên. Quan sát kết tủa. Tiếp tục cho dư H2SO4 để xem
kết tủa có tan ra không.
Hiện tượng:
- Khi cho từ từ H2SO4 2N vào 4 ống nghiệm chưa muối tan của Mg2+
(1), Ca2+ (2), Ba2+ (3), Sr2+ (4) ta thấy:
+ Ống (1) không có hiện tượng
+ Ống (2) bị vẩn đục do tạo kết tủa : CaCl2 + H2SO4 →CaSO4↓ +
2HCl
+ Ống (3) bị đục nhiều do tạo nhiều kết tủa nhất: BaCl2 + H2SO4 →
BaSO4↓ + 2HCl
+ Ống (4) kết tủa ở dạng keo màu trắng đục: SrCl2 + H2SO4 → SrSO4↓
+ 2HCl
- Khi cho dư H2SO4, kết tủa không tan.
Giải thích: Độ tan của hydroxit và muối sunphat của kim loại kiềm
thổ từ Mg đến Ba ngược nhau vì đối với muối sunphat năng lượng
hoạt hóa cation lớn hơn năng lượng mạng tinh thể. Thêm vào đó, từ
Mg đến Ba, bán kính ion M2+ tăng dần nên khả năng phân cực trong
5
nước giảm và năng lượng hydrat giảm dẫn đến độ tan giảm từ Mg đến
Ba.
Kết luận: Độ tan của muối sunphat giảm dần từ Mg đến Ba
Thí nghiệm 5: Xác định độ cứng của nước
Cách tiến hành: Lấy 10ml dung dịch nước cứng bằng pipet 10ml
vào erlen 250ml. Thêm nước cất để tổng thể tích khoảng 100ml.
Thêm 5ml dung dịch đệm pH 10, thêm 4-7 giọt chất chỉ thị ERIOT. Lắc đều và chuẩn độ bằng dung dịch EDTA 0,02N.
Kết quả nhận được:
V1= 8,2(ml)
V2 = 8,3(ml)
8,2 8,3
2
VEDTA =
= 8,25(ml)
Tính kết quả: Tổng hàm lượng Mg2+ và Ca2+ trong mẫu
8,25.0,02
10 .1000 = 16,5(mN)
X = VEDTA.N.(1000/v) =
Thí nghiệm 6: Làm mềm nước
Cách tiến hành: Lấy 50ml nước cứng cho vào becher 250ml, rồi
thêm vào 5ml dung dịch Na2CO3 0,1M và 2ml vôi sữa. Đun sôi hỗn
hợp trong becher 3 phút, lọc bỏ kết tủa lấy phần nước trong. Tiến
hành xác định độ cứng như thí nghiệm 5.
Kết quả nhận được:
V1’= 6,4(ml)
V2’ = 6,3(ml)
6,4 6,3
2
V’EDTA =
= 6,35(ml)
Tính kết quả:Tổng hàm lượng Mg2+ và Ca2+ còn lại trong mẫu
6
6,35.0,02
10
X’ = V’EDTA.N.(1000/v) =
.1000 = 12,7(mN)
Nhận xét: X’<X chứng tỏ hàm lượng Ca 2+ và Mg2+ trong mẫu giảm =>
nước được làm mềm vì khi thêm Na2CO3 và Ca(OH)2 vào thì xảy ra
phản ứng:
Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2
Ca2+ + CO32- CaCO3
Làm giảm lượng Ca2+ và Mg2+ trong dung dịch sau khi lọc.
BÀI 6
HIDRO – OXI – LƯU HUỲNH (H2 – O2 – S)
(Phân nhóm VIA)
7
Thí nghiệm 1 Điều chế hydro
Cách tiến hành: Cho vào ống nghiệm 3 hạt kẽm, sau đó thêm vào
5ml HCl đậm đặc. Thu khí sinh ra bằng ống nghiệm nhỏ chứa đầy
nước úp ngược lại trong chậu nhỏ chứa đầy nước. Châm lửa đốt
khí hydro thoát ra ở đầu ống dẫn. Lấy thành phễu thủy tinh khô chà
lên ngọn lửa.
Hiện tượng: Kẽm tan dần, có sủi bọt khí rất mãnh liệt và sinh
nhiều nhiệt. Châm lửa đốt khí hydro thoát ra ở đầu ống dẫn nghe
có tiếng nổ nhẹ. Ngọn lửa màu xanh, đồng thời tỏa nhiều nhiệt.
Lấy thành phễu thủy tinh khô chà lên ngọn lửa thấy có hơi nước
đọng trên thành phễu.
Phương trình phản ứng và giải thích:
Zn + HCl ZnCl2 + H2 + Q
- 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
sinh ra nhiều nhiệt. Hơi nước tạo thành gặp thành thủy tinh lạnh nên
ngưng tụ.
2H2 + O2 H2O + Q
Kết luận: Có thể điều chế khí Hydro bằng cách cho kim loại mạnh
tác dụng với axitmạnh. Khí hydro tác dụng với oxi tạo thành nước
và sinh nhiệt mạnh. Khi hydro tác dụng với khí oxi với tỉ lệ thích
hợp sẽ cho nghe tiếng nổ.
Thí nghiệm 2: Hoạt tính của hydro nguyên tử và hydro phân tử
Cách tiến hành và hiện tượng: Cho 8ml dung dịch H2SO4 10% +
2 ml dd KMnO4 0.1M vào ống nghiệm. Lắc kỹ rồi chia đều 3 ống
nghiệm:
+ Ống 1: Dùng làm ống chuẩn.
+ Ống 2: Cho luồng khí hydro thu được ở thí nghiệm trên lội qua,
màu của dungdịch nhạt dần nhưng không mất.
8
+ Ống 3: Cho vào vài hạt kẽm. Kẽm tan, xuất hiện bọt khí dung
dịch nhạt màu rồi trở thành trong suốt.
Phương trình phản ứng và giải thích:
- Hydro vào ống 2 là hydro phân tử không có tính khử mạnh nên
không tác dụng với KMnO4. Dung dịch nhạt màu một ít là do trong
dung dịch khí còn tồn tại nguyên tử hydro mới sinh chưa kết hợp
thành phân tử.
- Khí sinh ra là do hydro nguyên tử chưa phản ứng kết hợp thành
hydro phân tử. Hydro mới sinh là hydro nguyên tử, có tính khử mạnh
nên phản ứng với KMnO4 làm mất màu dung dịch.
Zn + H2SO4 ZnSO4 + 2[H]
5[H] + MnO4+ 3H+ Mn2+ + 4H2O
Kết luận : Hydro nguyên tử có tính khử mạnh hơn hydro phân tử.
Thí nghiệm 3 Điều chế oxi
Cách tiến hành
- Trộn đều 4g KClO3 + 1g MnO2 bằng cối và chày sứ sau đó cho vào
ống nghiệm thật khô. Đun nóng ống nghiệm và thu khí thoát ra trong
một ống nghiệm lớnchứa đầy nước úp ngược trong chậu nước.
Phương trình phản ứng và giải thích:
2KClO3 2KCl + 3O2 (MnO2 là chất xúc tác)
Kết luận: KClO3 là chất oxy hóa mạnh giàu oxy dễ bị nhiệt phân
giải phóng khí oxy.
Thí nghiệm 4: Tính chất của oxi
Cách tiến hành và hiện tượng
9
a. Dùng thìa kim loại lấy một ít lưu huỳnh rồi đốt cháy.Cho vào
miệng ốngnghiệm chứa Oxy thì ngọn lửa bùng lên và có màu lam
nhạt. Tạo thành chất khí có mùi hắc.
b. Làm lại thí nghiệm trên nhưng thay lưu huỳnh bằng đốm than ta
thấy đốm than bừng sáng
c. Nung đỏ sợi dây đồng và đưa vào ống nghiệm chứa khí Oxi ta thấy
dây đồng đen lại. Dây đồng cháy trong oxi cho ngọn lửa màu xanh
lục
Phương trình phản ứng và giải thích:
- Lưu huỳnh tác dụng với khí oxy cho ngọn lửa màu xanh và phát
nhiều nhiệt và tạo SO2 có mùi hắc và một lượng rất bé SO3 :
S + O2 SO2
S + O2 SO3
- Ở nhiệt độ cao, Cacbon có tính khử mạnh nên khi gặp Oxy sẽ
phản ứng mãnh liệt:
C + O2 CO2
- Lớp màu đen là do đồng bị oxy hóa bởi oxy tạo oxit đồng.
2Cu + O2 2CuO
Kết luận : Oxy là chất oxi hóa mạnh (đặc biệt ở nhiệt độ cao), dễ
oxi hóa kim loại và phi kim tạo oxit. Oxy duy trì và kích thích sự
cháy.
Thí nghiệm 5: Tính chất H2O2
Cách tiến hành và hiện tượng
a. Tính oxi hóa của H2O2: Cho vào ống nghiệm 3 -5 giọt KI 0.5N
rồi nhỏ thêm 2-3 giọt H2O2 3% + vài giọt H2SO4 2N. Dung dịch
có màu vàngchuyển sang nâu đất và làm xanh hồ tinh bột.
10
b. Phân huỷ H2O2: Cho vào ống nghiệm 10 giọt H2O2
bỏ thêm 1 lượng MnO2. Dung dịch sủi bọt khí mạnh. Đưa đóm
than vào gần ta thấy đóm than sáng hơn. Chứng tỏ đó là khí
Oxy.
Phương trình phản ứng và giải thích:
2I- + H2O2 + 2H+ I2 + 2H2O
- I2 sinh ra làm xanh hồ tinh bột. Màu nâu đất của dung dịch là
do I2 tạo phức với KI dư.
I2 + KI KI3 (nâu)
- MnO2 làm xúc tác cho quá trình phân huỷ H2O2
2H2O2
H2 O + O 2
Kết luận : H2O2 không bền. H2O2 vừa có tính khử vừa có tính oxi
hóa
Thí nghiệm 6: Phản ứng giữa S và Cu
Cách tiến hành và hiện tượng
-Dùng muỗng lấy 1g lưu huỳnh , đun nóng cho lưu huỳnh sôi. Ta
dùng kẹp đưa sợi dây đồng đã đốt nóng vào bề mặt lưu huỳnh đang
sôi. Sợi dây đồng chuyển sang màu đen, có khói trắng bay lên.
Phương trình phản ứng và giải thích:
Cu + S CuS (đen)
Khói trắng là do lưu huỳnh bốc hơi.
Kết luận: Lưu huỳnh có tính oxy hoá mạnh ở nhiệt độ cao.
Thí nghiệm 7: Tính khử của tiosunfat
11
Cách tiến hành và hiện tượng: Cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 2
giọt dung dịch Na2S2O3 0.5N.
-Ống 1: thêm từng giọt hỗn hợp dung dịch KMnO4 0.5N và
H2SO4 2N (tỉ lệ 1:2).Hiện tượng: Phản ứng xảy ra nhanh làm
mất màu thuốc tím. Sau một thời gian thì dung dịch bị đục.
-Ống 2: thêm từng giọt Iốt. hiện tượng: màu tím than của I2 mất
dần đến không màu.Thay I2 bằng Cl2 hoặc Br2 .Màu vàng lục của
khí Clo và màu đỏ của Brom mất màu
Phương trình phản ứng và giải thích:
8MnO4 + 5S2O32- + 14H+ 10SO42- + 8Mn2+ + 7H2O
S2O32- + 2H+ SO2 + S + H2O
S sinh ra làm đục dung dịch.
2Na2S2O3 + I2 2NaI + Na2S4O6
2Na2S2O3 + Cl2 2NaCl + Na2SO4
2Na2S2O3 + Br2 2NaBr + Na2SO4
Kết luận : Thiosunfat có tính khử mạnh và dễ phân hủy trong môi
trường axit tạo lưu huỳnh.
TRẢ LỜI CÂU HỎI :
Câu 1: Hãy so sánh hoạt tính của Hidro nguyên tử và phân tử. Giải
thích nguyên nhân. Viết phương trình phản ứng giữa Hidro nguyên tử
và KMnO4 trong môi trường H2SO4.
Hoạt tính của Hidro nguyên tử mạnh hơn Hidro phân tử. Hidro
nguyên tử chỉ có một eclectron độc thân trong khi đó hidro phân
tử thì electron này đã gốm chung để hình thành liên kết với một
nguyên tử hidro khác nên khó thể hiện tính khử hơn electron độc
thân của nguyên tử.
2H. + 2KMnO4 + 3H2SO4 K2SO4 + 2MnSO4 + 4H2O
Câu 2: Những phản ứng quan trọng của Oxi.
12
Phản ứng oxi hóa: CO + O2 CO2
Phản ứng cháy: C(đốm than đỏ) + O2 CO2
Phản ứng hô hấp ở sinh vật:
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + năng lượng (nhiệt + ATP)
Câu 3: Làm sao để giữ cho H2O2 bền?
Để giữ H2O2 bền : bảo quản ở nơi mát,không để ánh sáng chiếu trực
tiếp vào( đựng trong lọ sẫm màu)
Bên cạnh đó pha loãng nồng độ của H2O2 cũng là một phương pháp
giữ cho nó không bị phân hủy ở điều kiện thường.
Câu 4: Lập phương trình điện tử để thể hiện tính oxi hóa và tính khử
của lưu huỳnh. Cho ví dụ minh họa.
Tính oxi hóa
S + 2e S2Ví dụ: H2 + S → H2S (3500C)
Tính khử
S - 4e S+4
Ví dụ: S + O2 SO2
S – 6e S+6
Ví dụ:
S + 6HNO3(đ) H2SO4 + 6NO2 + 2H2O.
Câu 5: Vì sao tiosunphat có tính khử? Số oxi hóa của S trong
tiosunphat là bao nhiêu? Viết phương trình của tiosunphat với các chất
Cl2, Br2, I2, và hỗn hợp dung dịch KMnO4 và H2SO4.
Tiosunphat có tính khử vì S trong hợp chất còn ở mức oxi hóa thấp
không bền (+2)
Trong dung dịch
8MnO4- + 14H++ 5S2O32- 10SO42- + 8Mn2+ + 7H2O
13
2Na2S2O3 + I2 2NaI + Na2S4O6
2Na2S2O3 + Cl2 2NaCl + Na2SO4
2Na2S2O3 + Br2 2NaBr + Na2SO4
BÀI 8
KIM LOẠI NHÓM IB
(Cu - Ag – Au)
Thí nghiệm 1 Điều chế CuSO4.5H2O
Cách tiến hành : Cân 2.00g CuO cho vào chén sứ + 15 ml H2SO4
4N dư 20%. Đun nhẹ, khuấy đều. Lọc, dung dịch qua lọc cô cạn
đến khi xuất hiện váng tinh thể. Để yên cho tinh thể kết tinh ở nhiệt
độ phòng. Lọc tinh thể bằng phễu lọc chân không thu đượckhối
lượng m= 4,18g
Hiện tượng: mẫu CuO tan tạo dung dịch màu xanh lam, tinh thể
có màu xanh lam lớn dần.
Phương trình phản ứng và giải thích
- Màu đen là màu của CuO:
CuO + H2SO4⟶CuSO4 + H2O
-Phản ứng tạo tinh thể xanh lam:
CuSO4 + 5H2O ⟶CuSO4.5H2O
-Khối lượng tinh thể thu được và đem cân: mtt=4,18(g)
mlt(CuSO4) = = .250 = 6,25(g)
14
4,18
6,25
Hiệu suất: H% = .100% =
.100% = 66,88%
Thí nghiệm 2 Tính chất của Cu(OH)2
Cách tiến hành: Lấy 3 ống nghiệm. Cho vào mỗi ống 0,5ml dung
dịch CuSO4 0,5M, tiếp tục thêm vào mỗi ống vài giọt NaOH 2M
đến khi tạo kết tủa. Ly tâm lấy kết tủa.
CuSO4 + 2NaOH⟶ Cu(OH)2↓+ Na2SO4
-Hiện tượng: tạo kết tủa Cu(OH)2 màu xanh lam.
Ống 1: Đun nóng cẩn tận ống nghiệm
Cu(OH)2CuO + H2O
-Hiện tượng: kết tủa Cu(OH)2 xanh lam mất nước chuyển thành chất
rắn màu đen CuO.
Ống 2: Thêm HCl đặc một cách cẩn thận. Vừa đun vừa lắc đều
Cu(OH)2 + 2HCl⟶ CuCl2 + H2O
-Hiện tượng: kết tủa xanh lam tan hoàn toàn tạo thành dd màu xanh lơ.
Ống 3: Thêm 4ml dd NaOH 40%. Đun nhẹ
Cu(OH)2 + 2NaOHNa2[Cu(OH)4]
-Hiện tượng: kết tủa tan một phần và tạo dd xanh dương đậm.
Kết luận:dd Cu2+ thường ở dạng hydrat có màu xanh lam và tạo
phức với OH- của dd NaOH 40% khi đun nhẹ. Cu(OH)2 dễ mất
nước khi đun nóng.
Thí nghiệm 3
Cách tiến hành: Lấy khoảng 0,1g bột đồng hoặc dây đồng nhỏ,
cho vào 1ml dung dịch CuCl2 2M, sau đó thêm 1ml HCl 2M. Đun
sôi hỗn hợp 3 phút. Làm nguội, thêm H2O từ từ vào đầy ống
nghiệm.
Cu+ CuCl2 + 2HCl 2[CuCl2]- + 2H+
15
[CuCl2]- CuCl↓+ Cl Hiện tượng: dung dịch có màu xanh rêu. Khi cho thêm nước đầy
ống nghiệm, trong dd xuất hiện kết tủa trắng.
Giải thích:Trong môi trường axit, Cu2+ thể hiện tính oxi hóa mạnh
hơn nên thực hiện được quá trình oxi hóa-khử với Cu kim loại tạo
nên Cu+. Cu+ kết hợp với lượng dư Cl- trong dd tạo thành phức
[CuCl2]-, khi cho thêm nước vào đầy ống nghiệm, nồng độ Cltrong dd giảm xuống, phức chất không bền tự thủy phân và tạo
thành kết tủa CuCl màu trắng trong dd.
⟶Không thể thay HCl bằng NaCl vì phản ứng cần có môi trường có
nồng độ H+ cao để Cu2+ có thể oxi hóa được Cu kim loại.
Kết luận:Cu2+ có tính oxi hóa yếu nhưng vẫn oxi hóa được Cu kim
loại trong môi trường axit tạo thành Cu+.
Thí nghiệm 4
Cách tiến hành: Cho vào ống nghiệm lớn 5 giọt dung dịch CuCl2
2M và 5 giọt dung dịch formandehit (HCHO) 40%. Sau đó, thêm
1ml dung dịch NaOH đậm đặc.
Hiện tượng: ban đầu trong dd xuất hiện kết tủa Cu2(OH)2 màu
vàng, sau đó kết tủa chuyển thành Cu2O màu đỏ gạch. Đồng thời
có HCHO bay hơi có mùi sốc.
CuCl2 + HCHO + NaOH⟶ Cu2(OH)2↓ + HCOONa + NaCl + H2O
Cu2(OH)2→Cu2O↓+H2O
⟶ Formandehit đóng vai trò chất khử, khử Cu2+ thành Cu+.
Kết luận: Cu2+ có tính oxi hóa yếu do Cu2+ bền hơn Cu+, trong dd
đồng tồn tại chủ yếu ở dạng Cu2+.
Thí nghiệm 5
16
Cách tiến hành: Lấy 2 ống nghiệm, ống 1 cho vào khoảng 5ml
dung dịch CuSO4 0,5M, ống 2 cho vào 5 giọt AgNO3 0,1M. Thêm
vào cả 2 ống từng giọt KI 1M
Ống 1:
CuSO4 + 2KI⟶ CuI2 + K2SO4
CuI2 không bền nên phân hủy thành CuI theo phản ứng:
2CuI2⟶ 2CuI↓ + I2
-Hiện tượng: dd không màu chuyển thành vàng nâu (I2 tan trong dd
KI)
⟶ Khí bay lên là I2(thăng hoa) và có màu tím.
Ống 2:
AgNO3 + KI⟶AgI↓+ KNO3
-Hiện tượng: Tạo kết tủa vàng AgI trong dd.
Kết luận : Ag+ là trạng thái oxi hóa bền của Ag, Cu2+ có tính oxi
hóa yếu
Thí nghiệm 6
Cách tiến hành: Lấy 2 ống nghiệm, ống 1 đựng 5 giọt dung dịch
CuSO4 0,5M, ống 2 đựng 5 giọt dung dịch AgNO3 0,1M. Thêm vào
mỗi ống từng giọt dung dịch NaOH 2M.
Ống 1:
CuSO4 +2NaOH ⟶ Cu(OH)2↓+ Na2SO4
-Hiện tượng: xuất hiện kết tủa Cu(OH)2 màu xanh lam.
Ống 2:
2AgNO3 + 2NaOH ⟶ Ag2O↓+ 2NaNO3 + H2O
-Hiện tượng: xuất hiện kết tủa Ag2O màu nâu đen.
Tủa tạo thành là Ag2O do ban đầu tạo thành AgOH không bền và tự
phân hủy thành Ag2O theo phản ứng:
2AgOH⟶ Ag2O + H2O
17
Lần lượt cho tủa thu được tác dụng HNO3 và NH4OH
Cu(OH)2 + 2HNO3⟶ Cu(NO3)2 + H2O
-Hiện tượng: tủa xanh lam tan ra và tạo thành dd xanh lơ.
Ag2O + 2HNO3⟶ 2AgNO3 + H2O
-Hiện tượng: tủa nâu đen tan ra và tạo thành dd trong suốt.
Cu(OH)2 + 4NH4OH ⟶ [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O
-Hiện tượng: tủa xanh lam tan ra và tạo thành dd phức màu xanh lam.
Ag2O + 4NH4OH⟶ 2[Ag(NH3)2]OH + 3H2O
-Hiện tượng: tủa nâu đen tan ra và tạo thành dd phức trong suốt.
Kết luận: AgOH là hợp chất không bền và tự phân hủy thành oxit
tương ứng. Kim loại nhóm IB dễ tạo phức bền với NH3.
Thí nghiệm 7
Cách tiến hành: Lấy 3 ống nghiệm, mỗi ống đựng 5 giọt dung
dịch AgNO3 0,1M. Thêm vào ống (1) 10 giọt dung dịch NaCl
0,1M; ống (2) 10 giọt dung dịch NaBr hay KBr 0,1M; ống (3) 10
giọt KI 0,1M. Sau đó thêm từng giọt dung dịch NH4OH 2M cho
đến dư.
Ống 1:
AgNO3 + NaCl ⟶ AgCl↓+ NaNO3
-Hiện tượng: Có kết tủa trắng AgCl tạo thành.
Ống 2:
AgNO3 + KBr ⟶ AgBr↓+ NaNO3
-Hiện tượng: Có kết tủa trắng vàng AgBr tạo thành.
Ống 3:
AgNO3 + KI ⟶ AgI↓+ NaNO3
-Hiện tượng: Có kết tủa vàng AgI tạo thành.
18
Cho NH4OH đến dư vào mỗi ống
AgCl + 2NH4OH ⟶ [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O
-Hiện tượng: Kết tủa trắng tan hoàn toàn tạo dd trong suốt.
AgBr + 2NH4OH⟶ [Ag(NH3)2]Br + 2H2O
-Hiện tượng: Kết tủa vàng trắng tan không hoàn toàn và tạo dd trong
suốt.
AgI + 2NH4OH⟶ [Ag(NH3)2]I +2H2O
-Hiện tượng: Kết tủa không tan trong dd NH4OH.
Nhận xét: Khả năng bị hòa tan bởi dd NH3 giảm dần từ AgCl >
AgBr > AgI. Từ AgCl đến AgI, màu kết tủa đậm dần từ trắng đến vàng.
Giải thích: Hằng số bền của phức [Ag(NH3)2]- là Kb = 107,24 .
Trong khi tích số tan của AgCl, AgBr, AgI lần lượt là TAgCl =
1,78.10-10 ; TAgBr = 5,3.10-13 ; TAgI = 8,3.10-17 . Từ hằng số bền và
các tích số tan tra được, ta có thể dễ dàng tính được các hằng số
cân bằng của các phản ứng hòa tan tủa bạc halogenua trong dd NH3
và kết luận độ tan của chúng đúng theo kết quả của thực nghiệm.
Thí nghiệm 8 :Phản ứng tráng gương
Cách tiến hành: Cho vào ống nghiệm 5 giọt dung dịch AgNO3
0,1M rồi thêm từ từ 5 giọt dung dịch NH4OH 10%. Sau đó thêm
vào ống nghiệm 5 giọt dung dịch formandehit 40% rồi đun nóng
ống nghiệm lên 50oC.
-Hiện tượng: Có kết tủa sáng bạc tạo thành bám lên thành ống nghiệm
và có thể soi được.
4AgNO3 + 6NH3 + HCHO + 2H2O 4Ag↓ + 4NH4NO3 + (NH4)2SO4
Kết luận: phản ứng chứng tỏ tính oxi hóa của Ag+.
TRẢ LỜI CÂU HỎI:
19
Câu 1: Tại sao kim loại IA và IB đều có cơ cấu 1 eclectron ở lớp
ngoài cùng mà tính chất lại rất khác nhau?
=> Các nguyên tố nhóm IA có bán kinh nguyên tử lớn hơn các
nguyên tử nhóm IB nên eclectron ngoài cùng sẽ xa hạt nhân hơn dẫn
đến dễ thể hiện tính khử hơn. Độ âm điện của các nguyên tử kim loại
IB lớn hơn của kim loại nhóm IA nên ion của kim loại IB dễ thể hiện
tính oxi hóa hơn kim loại nhóm IA. Bên cạnh đó cấu hình electron iom
kim loại nhóm IA giống cấu hình của khí hiếm nên bền.
Câu 2: Hãy viết phương trình phản ứng điều chế Cu kim loại từ quặng
malakit: CuCO3,Cu(OH)2
CuCO3 CuO +CO2 (1)
Cu(OH)2 CuO +H2O (2)
CuO + C(than cốc) Cu +CO (3)
CuO + CO Cu +CO2 (4)
20
BÀI 10
NHÓM VI(CRÔM)
Thí nghiệm 1 Điều chế và tính chất của oxit crom III
Cách tiến hành: Cân 2,5g K2Cr2O7 và 1g đường saccarozo trộn và
nghiền mịn trong cối, cho vào chén sắt. Thêm 3ml cồn, đốt trong 3
phút đến khi cồn cháy hết. Nung ở 6000C khoảng 1 giờ. Để nguội,
hòa tan bằng nước, lọc lấy phần rắn, sấy khô,cân được khối lượng
và tính hiệu suất.
Khi cho cồn vào và đốt cháy hỗn hợp:
C12H22O1112C + 11H2O
K2Cr2O7 + 2C Cr2O3 +K2CO3 + CO
Hiện tượng: khi đốt bằng cồn, hỗn hợp bột mịn màu cam trắng
trong chén sắt đổi màu thành đen. Phần rắn lọc được có màu lục,
dd qua lọc có màu da cam.
⟶ Chất rắn màu lục thu được trên giấy lọc là Cr2O3.
Giải thích: Hỗn hợp rắn sau khi nung có Cr2O3 là oxit nên không
tan khi hòa vào nước, lọc chân không ta thu được crom (III) oxit.
Dd qua lọc có màu vàng cam là K2Cr2O7 dư bị hòa tan.
Khối lượng Cr2O3 thu được trên giấy lọc đem cân: mtt = 0,54(g)
21
mlt(Cr2O3) = = .152 = 1,29(g)
Hiệu suất: H% = .100% = .100% = 41,78%
Thí nghiệm 2: Điều chế phèn crom [Cr2(SO4)3.K2SO4.24H2O]
Cách tiến hành: Hòa tan 5g K2Cr2O7 với 25 ml nước cất trong 1
becher 250ml, khuấy bằng đũa thủy tinh. Cho từng giọt đến 6ml
H2SO4 đậm đặc vào becher khuấy đều. Sau đó để nguội hẳn. Ngâm
becher vào thau nước. Cho từ từ 3ml cồn 95o đến khi dung dịch có
màu xanh.
Hiện tượng: Lúc đầu dung dịch có màu cam. Sau đó, màu của
dung dịch đậm hơn, dung dịch sôi lên, tỏa nhiều nhiệt, dung dịch
chuyển sang màu xanh, dung dịch xuất hiện mùi xốc và chua. Tinh
thể thu được có màu tím.
Giải thích:
K2Cr2O7 + H2SO4 → K2SO4 + 2CrO3 + H2O
CrO3 + H2SO4 + C2H5OH → Cr2(SO4)3 + CH3CHO + CH3COOH
CrO3 và H2SO4 lấy nước của dung dịch làm dung dịch đậm màu hơn
Mùi sốc là mùi của CH3CHO. Mùi chua là mùi của CH3COOH
-Phản ứng tạo phèn:
Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 24H2O → [Cr2(SO4)3.K2SO4.24H2O]
Thí nghiệm 3:Tính chất các hợp chất Cr3+
Cách tiến hành: Cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 1 ml dung dịch
Cr3+ rồi nhỏ từ từ dung dịch NaOH loãng vào, ly tâm lấy kết tủa.
Cr3+ + 3NaOH⟶ Cr(OH)3↓+3Na+
-Hiện tượng: xuất hiện kết tủa màu lục thẫm.
Cho kết tủa lọc được sau khi ly tâm tác dụng với:
22
Ống 1: dd axit loãng
Cr(OH)3 + 3HCl ⟶ CrCl3 +3H2O
-Hiện tượng: kết tủa tan tạo dd xanh lục.
Ống 2: dd NaOH loãng với lượng dư
Cr(OH)3 + NaOH⟶ Na[Cr(OH)4]
-Hiện tượng: kết tủa tan ra tạo dd màu lục nhạt.
Kết luận: Cr(OH)3 là hydroxit lưỡng tính, phản ứng được với xút.
Thí nghiệm 4:Tính oxi hóa của hợp chất Cr6+
Cách tiến hành: Lấy vào ống nghiệm 3 giọt K2Cr2O7 0,5N rồi
thêm 5 giọt H2SO4 2N. Thêm từ từ dung dịch NaNO2.
K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 4H2SO4⟶ Cr2(SO4)3 + 3NaNO3 + K2SO4
+ 4H2O
-Hiện tượng: dd chuyển màu từ da cam sang màu xanh lơ.
Kết luận: Cr2O72- có tính oxi hóa trong môi trường axit.
Thí nghiệm 5 Cân bằng giữa ion Cromat và Bicromat
a) Chuyển từ cromat thành bicromat
Cách tiến hành: Thêm từng giọt dung dịch H2SO4 2N vào ống
nghiệm chứa 3-4 giọt dung dịch cromat kali (K2CrO4).
��
�
�
2K2CrO4 + H2SO4 ��
K2Cr2O7+ K2SO4 + H2O
-Hiện tượng: dd từ màu vàng của ion CrO42-chuyển sang màu da cam
của ion Cr2O72-.
Kết luận: Trong môi trường axit, Cr6+ tồn tại chủ yếu dưới dạng
bicromat Cr2O72-.
23
b) Chuyển từ bicromat thành cromat
Cách tiến hành: Cho vào ống nghiệm 3-4 giọt bicromat kali
(K2Cr2O7), sau đó thêm vào từng giọt NaOH 2N cho đến khi đổi
màu.
K2Cr2O7 + 2NaOH
��
�
��
�
K2CrO4+
Na2CrO4 + H2O
-Hiện tượng: dd từ màu da cam chuyển sang màu vàng.
Kết luận: Trong môi trường bazơ, Cr6+ tồn tại chủ yếu dưới dạng
cromat CrO42-.
Phương trình cân bằng giữa cromat và bicromat:
��
�
��
�
�
�
2CrO42- + 2H+ ��
2HCrO4- ��
Cr2O72- + H2O
(màu vàng)
(màu da cam)
⟶ Cân bằng giữa cromat và bicromat chuyển dịch theo pH môi
trường.
Thí nghiệm 6: Muối cromat ít tan
Cách tiến hành: Cho vào 5 ống nghiệm mỗi ống 3 giọt dung dịch
K2CrO4 hoặc Na2CrO4 0,5N.
Ống 1: Thêm 2 giọt dung dịch BaCl2 0,5N
K2CrO4 + BaCl2⟶ 2KCl + BaCrO4↓
-Hiện tượng: xuất hiện kết tủa vàng trắng.
Ống 2: Thêm 2 giọt dung dịch SrCl2 0,5N
K2CrO4 + SrCl2⟶ 2KCl + SrCrO4↓
-Hiện tượng: xuất hiện kết tủa vàng chanh.
Ống 3: Thêm 2 giọt dung dịch CaCl2 0,5N
K2CrO4 + CaCl2⟶ 2KCl + CaCrO4↓
-Hiện tượng: không có kết tủa tạo thành.
Ống 4: Thêm 2 giọt dung dịch Pb(NO3)2 0,5N
24