THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM HOÁ VÔ CƠ 1

Bài 2. HIĐRO

(Phương pháp điều chế và tính chất)

THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH

Thí nghiệm 1. Điều chế khí hiđro bằng cách cho kẽm kim loại tác dụng với axit.

Hoá chất và dụng cụ. Kẽm hạt; dung dịch axit sufuric 10%; ống nghiệm có nút; ống dẫn khí một đầu vuốt nhọn; cặp gỗ; đèn.

Tiến hành thí nghiệm.

a,Lấy ống nghiệm đựng khoảng 1-2 ml dung dịch axit sufuric 10%. Nghiêng ống nghiệm, cho vài hạt kẽm trượt theo thành ống (tại sao?). Đậy ống nghiệm bằng nút có mang ống dẫn khí một đầu vuốt nhọn.

Quan sát hiện tượng. Viết phương trình phản ứng.

b, Lấy một ống nghiệm khác nhỏ hơn úp lên ống thuỷ tinh, khoảng một phút, dùng ngón tay cái bịt chặt miệng ống, để miệng ống lại gần ngọn lửa đèn cồn, sẽ có tiếng nổ; tiếp tục làm như trên cho đến khi không còn tiếng nổ hoặc tiếng nổ bé thì thôi.

Rút ống nghiệm nhỏ, châm lửa đốt đầu ống thuỷ tinh vuốt nhọn. Quan sát màu ngọn lửa khí hiđro.

Giải thích quá trình thí nghiệm.

Thí nghiệm 2. Điều chế khí hiđro bằng cách cho nhôm tác dụng với dung dịch kiềm.

Hoá chất và dụng cụ. Nhôm kim loại; dung dịch natri hiđroxit 1 N; ống nghiệm.

Tiến hành thí nghiệm. Cho ít nhôm vụn vào ống nghiệm đựng khoảng 1- 2 ml dung dịch natri hiđroxit .

Quan sát hiện tượng. Viết phương trình phản ứng.

Thí nghiệm 3. Điều chế khí hiđro bằng cách cho natri kim loại tác dụng với nước

Hoá chất và dụng cụ. Natri kim loại; nước cất; chậu thuỷ tinh; giá sắt; cặp sắt dùng để cặp ống nghiệm; cặp chén nung (hoặc cặp panh); tấm kính; que đóm; hoặc ống thuỷ tinh hình trụ (hoặc ống nghiệm).

Tiến hành thí nghiệm. Lắp dụng cụ như hình vẽ.

Cho nước cất vào khoảng hai phần ba chậu thuỷ tinh. Lấy ống nghiệm đựng đầy nước cất, dùng ngón tay cái bịt chặt miệng ống, úp vào trong chậu, đảm bảo không còn bọt khí trong ống; miệng ống nghiệm nằm dưới mặt nước. Lắp ống nghiệm vào giá. (Nếu có ống thuỷ tinh hình trụ thì dùng tấm kính đậy miệng ống trước khi úp ống vào chậu).

Dùng chén nung hoặc cặp panh gắp một miếng natri từ lọ đựng natri chứa trong dầu hoả trung tính, lau khô bằng giấy lọc, nhanh chóng dùng dao khô cắt một miếng nhỏ (bằng hạt ngô), phần còn lại bỏ ngay vào lọ.

Dùng cặp, cặp miếng natri đưa nhanh vào miệng ống nghiệm. Quan sát hiện tượng.

Khi biết khí hiđro đã đầy ống nghiệm, dùng tấm thuỷ tinh đặt vào miệng ống nghiệm, cẩn thận tháo ống nghiệm ra khỏi giá, dùng que đóm đang cháy đưa nhanh vào miệng ống nghiệm: Khí hiđro sẽ bốc cháy. (Lót tay cầm ống chứa khí hiđro bằng khăn trước khi đưa đóm vào miệng ống).

Thí nghiệm 4. Tác dụng của khí hiđro với oxi.

Hoá chất và dụng cụ. Kẽm hạt; axit sufuric 10%; kali clorat; mangan đioxit; bình kíp điều chế khí hiđro; bình chứa khí oxi; ống nghiệm; đèn cồn.

Tiến hành thí nghiệm. Khí hiđro được điều chế từ bình kíp với kẽm và axit sufuric 10%; khí oxi được điều chế bằng phương pháp nhiệt phân kali clorat với mangan đioxit làm xúc tác. Nạp khí oxi vào bình chứa khí.

Lấy khí hiđro vào 2/3 thể tích của ống nghiệm bằng phương pháp thu qua nước, sau đó tiếp tục lấy khí oxi đến đầy ống (từ bình chứa khí). Dùng ngón tay cái bịt chặt miệng ống. Lót tay bằng khăn mặt (hoặc giẻ dày), cầm ống nghiệm, đưa miệng ống nghiệm vào gần ngọn lửa đèn cồn , đồng thời mở ngón tay cái ra. Nêu hiện tượng và giải thích.

Thí nghiệm 5. Khử oxit kim loại bằng hiđro.

Hoá chất cà dụng cụ. Đồng (II) oxit; bình kíp điều chế khí hiđro từ kẽm và axit sufuric; bình rửa khí với axit sufuric đặc; ống thuỷ tinh hình chữ V; đèn cồn; giá; cặp.

Tiến hành thí nghiệm. Lắp dụng cụ như hình vẽ.

1. Cho một ít bột đồng (II) oxit đã được sấy khô vào đày ống hình chữ V. Từ bình kíp cho luồng khí hiđro (đã được làm khô bằng axit sufuric đặc) đi qua ống chữ V. Sau một lúc khí hiđro đã đuổi hết không khí ra khỏi toàn bộ hệ thống phản ứng (làm thế nào để biết?), dùng dèn cồn đôt nóng đáy ống chữ V (đồng thời vẫn cho khí hiđro đi qua) cho đến khi phản ứng xong.

Tắt đèn cồn tiếp tục, tiếp tục cho luồng khí hiđro qua ống chữ V cho đến khi ống nguội hẳn.

Khoá vòi bình kíp. Tháo ống chữ V ngâm ống đựng vào axit nitric đặc. Nhận xét hiện tượng.

2. Muốn chứng minh rằng trong quá trình phản ứng có tạo ra nước thì dùng ống thuỷ tinh chịu nóng, phía trong có đặt thuyền sứ chứa oxit kim loại và lắp dụng cụ như hình vẽ, hơi nước tạo ra sẽ ngưng tụ ở bình hai cổ cuối hệ thống.

Thí nghiệm 6. Tác dụng của hiđro với dung dịch bạc nitrat.

Hoá chất và dụng cụ. Dung dịch bạc nitrat 0.05N; dung dịch chì nitrat 0.5N (hoặc chì axetat); dung dịch kali pemanganat trong kiềm; bình kíp dùng điều chế hiđro từ kẽm và axit sufuric 10%; bình rửa khí và ống nghiệm.

Tiến hành thí nghiệm. Nối bình kíp với hai bình rửa khí. Bình thứ nhất đựng dung dịch chì nitrat (hoặc chì axetat); bình thứ hai đựng dung dịch kali pemanganat trong môi trường kiềm.

Khí hiđro từ bình kíp cuốn theo một ít tạp khí là hiđro sufua (H2S). hiđro asenua (AsH3), khi qua các bình rửa khí, cá tạp chất đó đã bị giữ lại.

Nối bình rửa khí thứ hai với ống dẫn khí nhúng vào ống nghiệm có chứa dung dịch bạc nitrat.

Khi cho khí hiđro đi qua dung dịch bạc nitrat, sau 10-15 phút, dung dịch từ trong suốt không màu sẽ tối dần và cuối cùng chuyển sang màu đen theo phản ứng:

2Ag+ + H2 2Ag + 2H+

Thí nghiệm 7. So sánh tính khử của hiđro phân tử và hiđro mới sinh

Hoá chất và dụng cụ. Dung dịch sắt (III) clorua loãng; dung dịch natri hiđroxit 10%; dung dịch axit sunfuric 10%; dung dịch kali pemanganat 0.005N; kẽm hạt; bình kíp điều chế khí hiđro từ kẽm và axit sufuric 10%; ống nghiệm; bìa cứng màu trắng ; giá; cặp.

Tiến hành thí nghiệm.

Ống nghiệm đựng khoảng 4 ml dung dịch sắt (III) clorua, thêm vào 4 – 5 giọt dung dịch axit sufuric 10%. Chia dung dịch vào hai ống nghiệm:
Ống 1: Cho thêm vài hạt kẽm.

Ống 2: Cho khí hiđro từ từ đi qua.

Sau 5- 10 phút, so sánh màu sắc ở hai ống. Nhỏ vào mỗi ống vài giọt dung dịch natri hiđroxit. Nhận xét màu của kết tủa

Ống nghiệm khác đựng 2 ml dung dịch kali pemanganat 0.005N, thêm vào 1 ml dung dịch H2SO4 10%. Trộn đều. Chia dung dịch vào ba ống nghiệm:
Ống 1: Để so sánh.

Ống 2: Cho thêm vài hạt kẽm.

Ống 3: Cho khí hiđro (từ bình kíp) từ từ qua dung dịch.

Sau 5 – 10 phút , so sánh màu sắc của dung dịch ở ba ống nghiệm. Viết phương trình phản ứng.

THÍ NGHIỆM CHỨNG MINH

Thí nghiệm 8. Tỉ khối của khí hiđro

Hoá chất và dụng cụ: Kẽm hạt; axit sufuric 10% ; bình kíp; bình rửa khí; cân kĩ thuật; hai cốc thuỷ tinh loại 500 – 1000 ml; ống thuỷ tinh hình thước thợ; ống cao su; dây thép nhỏ.

Mục đích và yêu cầu của thí nghiệm.

Chứng minh rằng khí hiđro nhẹ hơn không khí nên cân lệch về phía cốc(?) chứa không khí.

Tiến hành thí nghiệm. Lắp dụng cụ như hình vẽ.

Dùng hai cốc thuỷ tinh loại 500 – 1000 ml có khối lượng tương đương, đã được sấy khô, dùng dây thép treo ngược hai cốc và cân kĩ thuật. Điều chỉnh cho cân thăng bằng.

Cho luồng khí hiđro khô (từ bình kíp đi qua bình rửa đựng axit sunfuric 98%) từ từ vào cốc (1).

Cân từ từ lệch về phía cốc chứa không khí.

Thí nghiệm 9. Khí hiđro khuếch tán qua ống xốp.

Hoá chất và dụng cụ. Kẽm hạt; axit sunfuric 10%; bình kíp; bình rửa khí; bbình hai cổ; ống sứ xốp; cốc thuỷ tinh; ống thuỷ tinh dài từ 50 – 70 cm (đường kính khoảng 1 cm); ống thuỷ tinh dẫn khí; ống thủy tinh làm vòi phun; chậu thủy tinh; dung dịch màu.

Mục đích và yêu cầu thí nghiệm. Vì hiđro nhẹ và có kích thước nhỏ so với các khí khác, có tốc độ khuếch tán lớn nhất, nên sau khi ban đàu thí nghiệm khoảng 1 – 2 phút có bọt khí sủi ở bình hai cổ và sau đó có nước phun lên ở vòi phun.

Tiến hành thí nghiệm. Lắp dụng cụ như hình 7.

Ống sứ xốp hình trụ, hai đáy đậy kín, ở giữa một đáy có cắm ống thủy tinh dài. Bình hai cổ nút kín bằng nút cao su. Một cổ có mang ống thủy tinh dài dùng làm vòi phun, xuyên qua nút, nhúng xuống gần sát đáy bình.

Bình hai có chứa dung dịch chất màu chiếm khoảng 2/3 – 4/5 thể tích bình.

Úp cốc thủy tinh lên ống sứ xốp. Nối hệ thống điều chế khí hiđro với ống dẫn khí hình thước thợ, một đàu ống luồn vào cốc bên cạnh ống sứ xốp.

Còn nữa….

Thí nghiệm 10. Ngọn lửa hiđro và ngọn lửa hơi benzen.

Hóa chất và dụng cụ. Benzen; bình kíp điều chế khí hiđro như trên; bình rửa khí với axit sunfuric 98%; phễu giọt; ống chữ U.

Bài 2. KIM LOẠI KỀM

(Tính chất của các đơn chất – Phương pháp điều chế

và tính chất của các hợp chất).

THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH

Thí nghiệm 12. Tác dụng của kim loại kiềm với nước.

Hóa chất và dụng cụ. Các kim loại liti; natri; kali; dung dịch phenolphtalein; cặp sắt (cặp gắp); chậu thủy tinh; phễu thủy tinh.

Tiến hành thí nghiệm. Dùng cặp sắt gắp natri đựng trong lọ dầu hỏa, đặt lên tấm kính, dùng dao khô cắt một mẩu bằng nửa hạt ngô. Quan sát bề mặt lúc mới cắt và sau một thời gian. Nhận xét?

Gắp mẩu kim loại trên cho vào chậu thủy tinh có chứa nước đến 2/3 thể tích. Lấy phễu thủy tinh (có đường kính miệng phễu lớn hơn đường kính của chậu) úp lên chậu. Qua thành phễu, quan sát hiện tượng xảy ra. Sau khi natri đã tan hết, cho vào chậu một vài giọt dung dịch phenolphtalein. Giải thích kết quả.

Lần lượt làm thí nghiệm như trên với liti và kali.

So sánh các hiện tượng ở cả ba trường hợp và rút ra kết luận về khả năng hoạt động của các kim loại kiềm.

Thia nghiệm 13. Mầu ngọn lửa của các kim loại kiềm.

Hóa chất và dụng cụ. Các dung dịch liti clorua, natri clorua, kali clorua, đũa platin, đèn khí; (có thể dùng đèn cồn); dung dịch axit clohiđric đặc.

Tiến hành thí nghiệm. Lấy đũa thủy tinh, đem hơ nóng một đầu trên ngọn lửa đèn khí (hoặc đèn cồn) đến khi mềm. Cắt một đoạn dây platin dài khoảng 5 cm, dùng kìm cặp một đầu dây cắm vào đầu đũa thủy tinh (đã được nung mềm). Sau khi cắm được, tắt đèn, làm nguội đũa thủy tinh từ từ trong không khí (không đạt đũa xuống bàn đá hoặc vật lạnh, dễ bị nứt đũa. Dùng kìm uốn đàu dây platin còn lại thành vòng tròn nhỏ.

Để rửa đũa platin, người ta nhúng đũa (phần dây platin)vào dug dịch axit clohđric đặc, sau đó đốt trên ngọn lửa đèn khí (có thể dùng đèn cồn). Hãy quan sát màu của ngọn lửa.

Sau khi làm thí nghiệm xong cần rửa sạch đũa platin theo phuơng pháp như trên. Lần lượt làm thí nghiệm với dung dịch bão hòa natri clorua và kali clorua.

So sánh mầu ngọn lửa của các kim loại kiềm. (ngọn lửa của liti màu đỏ tía, natri màu vàng, kali màu tím).

Thí nghiệm 14. Điều chế natri peoxit (Na2O2).

Hóa chất và dụng cụ. Kali clorat; manganđioxit; natri kim loại; bình Wurtz điều chế oxi; bình chứa khí (gazomet); bình lọc khí với axit sunfuric đặc; lọ thủy tinh miệng rộng có nắp đậy (2- 3 lít); thìa nhôm nhỏ giá sắt; cặp sắt; đèn cồn; dao cặp panh.

Tiến hành thí nghiệm. Từ bình Wurtz điều chế khí oxi nạp vào bình chứa khí. Nối bình chứa khí với bình rửa khí đựng axit sunfuric đặc.

Lấy thìa nhỏ bằng nhôm uốn gấp khúc hình thước thợ thành cái môi, dùng đũa thủy tinh hoặc que tre nối thành tay cầm dài.

Lấy lọ rộng miệng, khô, có nắp, thể tích lọ khoảng 0.5 lít, thu khí oxi vào đầy lọ. Khí oxi được lấy từ bình chứa khí và đã được làm khô qua bình lọc khí chứa axit sunfuric đặc.

Dùng dao khô cắt một mẩu natri kim loại bằng hạt ngô. Lau khô vết dầu hỏa bằng giấy lọc. Dùng cặp panh gắp mẩu natri bỏ vào thìa nhôm. Đốt cháy natri trong không khí đến khi có ngọn lửa, cầm thìa nhúng thìa vào lọ đựng khí oxi, trong khi natri đang cháy tiếp tục cho thêm khí oxi vào bình bằng cách cho khí oxi qua ống dẫn khí. Đậy bình lại.

Sau khi phản ứng xong, khóa vòi bình chứa khí. Mở nắp lọ, quan sát màu sắc sản phẩm.

Cho sản phẩm vào trong ống nghiệm đựng khoảng 2- 3 ml nước cất. Quan sát hiện tượng.

Thí nghiệm 15. Tác dụng của natri peoxit với nước.

Hóa chất và dụng cụ. Natri peoxit; nước cất; thìa thủy tinh; ống nghiệm; đèn cồn; đóm; ống nhỏ giot.

Tiến hành thí nghiệm. Lấy một thìa nhỏ natri peoxit cho vào ống nghiệm. Dùng ống nhỏ giọt thêm vào vài giot nước. Tìm cách thử khí thoát ra?

Làm lại thí nghiệm như trên nhưng nhứng ống nghiệm vào cốc đựng nước lạnh (hỗn hợp gồm nước và nước đá). So sánh hiện tượng của cả hai trường hợp. Viết phương trình phản ứng.

Thí nghiệm 16. Tác dụng của natri peoxit với dung dịch kali pemanganat và dung dịch kali iotua.

Hóa chất và dụng cụ. Natri peoxit, dung dịch kali pemanganat 0.005N; dung dịch kali iotua 0.05N; axit sunfuric 20%; ống nghiệm; thìa thủy tinh.

Tiến hành thí nghiệm. Lấy hai ống nghiệm:

Ống 1: Cho vào 1 ml dung dịch kali pemanganat, thêm vào 1 – 2 giọt dung dịch axit sunfuric loãng.

Ống 2. Cho vào 1 – 2 ml dung dịch kali iotua, cho thêm 1 – 2 giọt dung dịch axit sunfuric loãng.

Thêm vào mỗi ống một ít natri peoxit.

Quan sát sự thay đổi màu sắc của dung dịch và viết phương trình phản ứng.

Thí nghiệm 17. Điều chế natri hiđroxit từ natri cacbonat.

Hóa chất và dụng cụ. Natri cacbonat khan; vôi tôi bột; bình hình nón 250 ml; nút bấc; ống thủy tinh ngắn; phễu lọc; giấy lọc; đèn cồn; đũa thủy tinh; giá sắt; vòng sắt; lưới amiăng.

Tiến hành thí nghiệm. Hòa tan 14 gam natri cacbonat khan với 100 ml nước trong bình hình nón. Đun sôi dung dịch, thêm từ từ từng lượng nhỏ 8 – 10 gam vôi tôi bột. Đậy bình bằng nút có cắm ống thủy tinh ngắn ở giữa nút (để làm gì?) đun sôi nhẹ dung dịch trong một giờ. Thể tích của dung dịch trong khi đun sôi phải bảo đảm không đổi bằng cách thỉnh thoảng cho thêm nước.

Tắt đèn, giữ dung dịch cho đén khi kết tủa lắng hoàn toàn. Lọc dung dịch. Bỏ kết tủa, dung dịch thu được cho vào lọ riêng.

Thí nghiệm 18. Tính chất của muối natri cacbonat và natri hiđro cacbonat (Na2CO3 và NaHCO3).

Hóa chất và dụng cụ. Natri cacbonat; natri hỉđo cacbonat; nước cất; dung dịch phenolphtalein; dung dịch metyl da cam; bình kíp điều chế khí cacbon đioxit; bình lọc khí chứa dung dịch natri hiđro cacbonat; ống nghiệm; bình tam giác; ống dẫn khí.

Tiến hành thí nghiệm.

1.Trong hai ống nghiệm đựng khoảng 3 ml nước cất, thêm vào mỗi ống một ít tinh thể natri hiđro cacbonat. Lắc ống cho muối tan hết.