ĐIỀU CHẾ TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

ĐIỀU CHẾ TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM I LƯU Ý CHUNG VỀ CÁCH ĐIỀU CHẾ KHÍ 1 Cách thu khí Phải nắm vững tính chất vật lý (tính tan và tỉ khối) để áp dụng phương pháp thu khí đúng a Phương pháp đẩy không khí +.

ĐIỀU CHẾ TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

I LƯU Ý CHUNG VỀ CÁCH ĐIỀU CHẾ KHÍ.

1 Cách thu khí

Phải nắm vững tính chất vật lý (tính tan và tỉ khối) để áp dụng phương pháp thu khí đúng

a Phương pháp đẩy không khí:

+ Khí đó phải không phản ứng với không khí

+ Nặng hơn hoặc nhẹ hơn không khí (so sánh tỉ khối với không khí)

- Úp bình thu: Khí nhẹ hơn không khí (H2, N2, NH3, CH4, )

- Ngửa ống thu: Khí nặng hơn không khí (Cl2, O2, CO2, NO2, )

b Phương pháp đẩy nước:

+ Khí ít tan trong nước (H2, O2, CO2, N2, CH4, C2H4, C2H2 )

Lưu ý: Các khí tan nhiều trong nước (khí HCl, khí NH3, khí SO2 ):

- Ở 20oC20oC, 1 thể tích nước hòa tan tới gần 500 thể tích khí hiđro clorua

- Ở điều kiện thường, 1 lít nước hòa tan khoảng 800 lít khí amoniac

- Khác với CO2 thì SO2 là khí tan nhiều trong nước

2 Làm khô khí

Nguyên tắc chọn chất làm khô: Giữ được nước và không có phản ứng với chất cần làm khô

- Các chất làm khô: H2SO4 đặc, P2O5, CaO (vôi sống, mới nung), CuSO4 (khan, màu trắng), CaCl2 (khan), NaOH, KOH (rắn hoặc dung dịch đậm đặc)

- Các khí: H2, Cl2, HCl, HBr, O2, SO2, H2S, N2, NH3, CO2 , C2H4, C2H2

Ví dụ:

- H2SO4 đặc (tính axit, tính oxi hóa):

+ Không làm khô được khí NH3 (tính bazơ)

+ Không làm khô được khí HBr (tính khử)

+ H2SO4 đặc làm khô được khí Cl2, O2, SO2, N2, CO2

- CaO (vôi sống), NaOH, KOH (rắn) (tính bazơ):

+ Không làm khô được khí CO2, SO2 (oxit axit), Cl2 (có phản ứng)

+ Làm khô được khí NH3, H2, O2, N2

II ĐIỀU CHẾ KHÍ TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

1 Khí H2

- Phương pháp: Dùng các kim loại hoạt động (Zn, Fe, ) tác dụng với axit HCl/H2SO4 loãng.

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 ↑

- Cách thu khí: Đẩy nước, đẩy không khí (úp bình).

2 Khí O2

- Phương pháp: Nhiệt phân các hợp chất kém bền, giàu oxi: KMnO4; KClO3

2KMnO4 (to) > K2MnO4 + MnO2 + O2 ↑

2KClO3 (MnO2, to) > 2KCl + 3O2 ↑

2H2O2 (MnO2, to) > 2H2O+ O2 ↑

- Cách thu khí: Đẩy nước, đẩy không khí (ngửa bình)

3 Khí Cl2

- Phương pháp: HCl đặc tác dụng với chất oxi hóa mạnh

MnO2 + 4HCl đặc (to) > MnCl2 + Cl2 ↑+ 2H2O

2KMnO4 + 16HCl đặc (to, MnO2) > 2KCl +2MnCl2 + 5Cl2 ↑+ 8H2O

KClO3 + 6HCl đặc (to, MnO2) > KCl + 3Cl2 ↑+ 3H2O

- Cách thu khí: đẩy không khí (ngửa bình)

4 Khí HCl/HF

- Phương pháp: NaCl + H2SO4 đặc (phương pháp sunfat)

NaCl + H2SO4 đặc (<250oC250oC) > NaHSO4 + HCl ↑

2NaCl + H2SO4 đặc (>400oC400oC) > Na2SO4 + HCl ↑

CaF2 (tinh thể) + H2SO4 (đặc) (250oC250oC) > CaSO4 + 2HF ↑

- Cách thu khí: Hấp thụ khí vào nước để thu được dd axit

5 Khí H2S

- Phương pháp: 1 số muối sunfua (FeS, ZnS ) + axit HCl

FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S ↑

- Cách thu khí: Đẩy không khí (ngửa bình)

6 Khí SO2

- Phương pháp: Muối sunfit + Axit

Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2 ↑+ H2O

- Cách thu khí: đẩy không khí (ngửa bình)

7 Khí N2

- Phương pháp:

Người ta điều chế một lượng nhỏ nitơ tinh khiết bằng cách đun nóng nhẹ dung dịch bão hòa muối amoni nitrit (muối amoni của axit nitrơ):

NH4NO2 (t°) > N2 + 2H2O

Có thể thay muối amoni nitrit kém bền bằng dung dịch bão hòa của muối natri nitrit (NaNO2) và muối clorua (NH4Cl):

NH4Cl+NaNO2 (t°) > N2+NaCl+2H2O

- Cách thu khí: Phương pháp đẩy nước

8 Khí NH3

- Phương pháp:

Khí amoniac được điều chế bằng cách cho muối amoni tác dụng với chất kiềm khi đun nóng nhẹ:

2NH4Cl + Ca(OH)2 (t°) > 2NH3 ↑ + CaCl2 + 2H2O

Muốn điều chế nhanh một lượng nhỏ khí amoniac, người ta thường đun nóng dung dịch

amoniac đậm đặc Để làm khô khí, cho khí NH3 vừa được tạo thành có lẫn hơi nước đi qua bình đựng vôi sống (CaO)

- Cách thu khí: Phương pháp đẩy không khí (úp bình)

9 Khí CO

- Phương pháp: CO được điều chế bằng cách cho H2SO4 đặc vào axit fomic (HCOOH) và đun

nóng:

HCOOH (H2SO4 đặc,t°) > CO + H2O

- Cách thu khí: Phương pháp đẩy nước hoặc đẩy không khí (úp bình)

10 Khí CO2

- Phương pháp: Khí CO2 được điều chế bằng cách cho dung dịch axit clohiđric tác dụng với đá

vôi (hoặc trong bình Kíp)

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O

- Cách thu khí: Phương pháp đẩy nước hoặc đẩy không khí (ngửa bình)

11 Khí CH4

- Phương pháp: Khí CH4 được điều chế bằng cách nung natri axetat với vôi tôi xút, hoặc có thể

cho nhôm cacbua tác dụng với nước:

CH3COONa + NaOH(r) (CaO, t°) > CH4↑ + Na2CO3

Al4C3 + 12H2O → 3CH4↑ + 4Al(OH)3

- Cách thu khí: Phương pháp đẩy nước hoặc đẩy không khí (úp bình)

12 Khí C2H4

- Phương pháp: Etilen được điều chế bằng cách đun etanol với axit sunfuric đậm đặc:

CH3CH2OH (H2SO4,170°C) > CH2 = CH2 + H2O

- Cách thu khí: Phương pháp đẩy nước hoặc đẩy không khí (úp bình)

13 Khí C2H2

- Phương pháp: Khí C2H2 được điều chế bằng cách cho canxi cacbua (CaC2) tác dụng với

CaC2 + 2H2O → C2H2 ↑+ Ca(OH)2

- Cách thu khí: Phương pháp đẩy nước hoặc đẩy không khí (úp bình)

Câu 1: Thực hiện thí nghiệm điều chế khí X, khí X được thu vào bình tam giác theo hình vẽ

sau:

Thí nghiệm đó là:

A Cho dung dịch HCl vào bình đựng bột CaCO3

B Cho dung dịch H2SO4 đặc vào bình đựng lá kim loại Cu

C Cho dung dịch H2SO4 loãng vào bình đựng hạt kim loại Zn

D Cho dung dịch HCl đặc vào bình đựng tinh thể K2Cr2O7

Câu 2: Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế khí Z từ dung dịch X và chất rắn Y:

Hình vẽ trên minh họa cho phản ứng nào sau đây ?

A CuO (rắn) + CO(khí) (to) > Cu + CO2 ↑

B NaOH + NH4Cl (rắn) (to) > NH3 ↑ + NaCl + H2O

C Zn + H2SO4 (loãng) (to) > ZnSO4 + H2 ↑

D K2SO3 (rắn) + H2SO4 (to) > K2SO4 + SO2 ↑ + H2O

(Trường THPT Chuyên Vinh - Lần 1 - 2015)

_

Câu 3: Cho hình vẽ dưới đây minh họa việc điều chế khí Y trong phòng thí nghiệm.

Khí Y là khí N2 thì dung dịch X là:

A.NH4NO3

B.NH4Cl và NaNO2

C.H2SO4 và Fe(NO3)2

D.NH3

(Trường THPT Diễn Châu 5 - 2015)

1-3

1, Đáp án là C

Do khí X được thu bằng cách úp ngược bình nên khí X nhẹ hơn không khí

Trong 4 đáp án chỉ có đáp án C điều chế H2 là nhẹ hơn không khí thôi

(câu A điều chế CO2, câu B điều chế SO2 và câu D điều chế Cl2)

2, Đáp án là C

Câu này khá đơn giản

Đầu tiên, để ý thí nghiệm cho từ từ dung dịch X và chất rắn Y => ta loại ngay câu A vì không có dung dịch

Tiếp theo, thấy khí Z được thu bằng cách đẩy nước, cho nên Z không tan hoặc phản ứng với nước => ta loại câu B và D do NH3 và SO2 là 2 khí tan trong nước

3, Đáp án là B

phần lí thuyết đã có sẵn rồi, không nhắc lại nhé

NH4Cl + NaNO2 -> NaCl + N2 + 2H2O

Câu 4: Cho hình vẽ dưới đây minh họa việc thu khí X trong phòng thí nghiệm.

Khí X không thể là:

A CO2

B N2O

C O2

D NH3

_

Câu 5: Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế khí Y từ chất rắn X như sau:

Hình vẽ trên minh họa cho phản ứng nào sau đây?

A NH4HCO3 (to) > NH3↑ + H2O + CO2 ↑

B NH4Cl (to) > NH3↑ + HCl ↑

C BaSO3 (to) > BaO + SO2 ↑

D 2KMnO4 (rắn) (to) > K2MnO4 + MnO2 + O2 ↑

(THPT Chuyên KHTN - Lần 4 – 2017)

_

Câu 6: Cho Hình vẽ mô tả sự điều chế clo trong phòng Thí nghiệm như sau:

Phát biểu nào sau đây không đúng:

A Dung dịch H2SO4 đặc có vai trò hút nước, có thể thay H2SO4 bằng CaO

B Khí Clo thu được trong bình eclen là khí clo khô

C Có thể thay MnO2 bằng KMnO4 hoặc KClO3

D Không thể thay dung dịch HCl đặc bằng dung dịch NaCl

(Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ - Lần 2-2016)

4-6

4, Đáp án là D

NH3 tan khá tốt trong nước (ở điều kiện thường 1 lít nước tan được 800 lít NH3) Vì vậy không dùng phương pháp đẩy nước để thu khí NH3

5, Đáp án là D

ở các câu còn lại, NH3 và SO2 đều tan tốt trong nước nên ta loại đi 3 đáp án A,B và C

6, Đáp án là A

Không thể thay H2SO4 bằng CaO được vì CaO + nước tạo ra dung dịch bazo có thể tác dụng được với Cl2

CaO + H2O -> Ca(OH)2

Ca(OH)2 + Cl2 -> CaOCl2 + H2O

Câu 7: Cho hình vẽ dưới đây minh họa việc thu khí X trong phòng thí nghiệm.

Khí X không thể là khí nào sau đây:

A N2

B CH4

C SO2

D NH3

_

Câu 8: Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế khí X bằng cách cho dung dịch Y tác dụng với

chất rắn Z

Hình vẽ bên không minh họa phản ứng nào sau đây?

A Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

B Al4C3 + 12HCl → 4AlCl3 + 3CH4

C CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O

D NH4Cl + NaOH → NH3 + H2O + NaCl

_

Câu 9: Hình vẽ sau mô tả thí nghiệm về NH3 (ban đầu trong bình chỉ có khí NH3, chậu thủy

tinh chứa nước cất có nhỏ vài giọt phenolphtalein):

Phát biểu nào sau đây sai?

A Thí nghiệm trên chứng tỏ NH3 tan nhiều trong nước và có tínhbazơ

B Nước phun vào bình do NH3 tan mạnh làm giảm áp suất trongbình

C Hiện tượng xảy ra tương tự khi thay NH3 bằngCH3NH2

D Nước phun vào trong bình chuyển từ không màu thành màu xanh

(Trường THPT Phan Ngọc Hiển - Lần 2 - 2016)

7-9

7, Đáp án là C

SO2 nặng hơn không khí (M=64>29) => không thể thu được bằng cách úp ngược bình

8, Đáp án là D

để thu được bằng cách đẩy nước thì khí cần điều chế không thể tan trong nước, trong khi NH3 tan rất mạnh trong nước

9, Đáp án là D

vì NH3 có tính bazo nên dung dịch X sẽ đổi màu phenolphtalein thành màu hồng

_

Câu 11: Hình vẽ sau mô tả thí nghiệm khí X tác dụng với chất rắn Y, nung nóng và sinh ra khí

Z:

Phản ứng nào sau đây xảy ra trong thí nghiệm trên?

A CuO + H2 → Cu + H2O

B Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O

C CuO + CO → Cu + CO2

D 2HCl + CaCO3 → CaCl2 + CO2 + H2O

(Trường THPT Chuyên ĐH Vinh - Lần 1 - 2017)

_

11, Đáp án là C

Khí Z là vẩn đục dd nước vôi trong => loại A và B

Loại D vì CaCO3 chỉ tác dụng với dung dịch HCl, không tác dụng với khí HCl

Câu 13: Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế khí X khi cho dung dịch axit tác dụng với chất

rắn (kim loại hoặc muối):

Hình vẽ trên minh họa phản ứng nào sau đây?

A Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2.

B CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O.

C 2KMnO4 + 16HCl -> 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O.

D Cu + 4HNO3 -> Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.

Đáp án là A

Khí X được thu bằng cách úp bình => khí X nhẹ hơn không khí => loại các đáp án B, C và D

Câu 16: Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế kim loại bằng cách dùng khí H2 để khử oxit kim

loại:

Hình vẽ trên minh họa cho các phản ứng trong đó oxit X là

A MgO và K2O

B Fe2O3 và CuO.

C Na2O và ZnO

D Al2O3 và BaO.

_

Câu 17: Các chất khí X, Y, Z, T được điều chế trong phòng thí nghiệm và được thu theo đúng

nguyên tắc theo các hình vẽ dưới đây

Nhận xét nào sau đây là sai?

A T là oxi

B Z là hiđro clorua.

C Y là cacbon đioxit

C X là clo.

_

Câu 18: Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm pha dung dịch axit X loãng bằng rót từ từ dung dịch axit

đặc vào nước:

Hình vẽ trên minh họa nguyên tắc pha chế axit nào sau đây?

A HCl

B H2SO4

C HNO3

D H3PO4.

16-18

16, Đáp án là B

Đây là phản ứng điều chế kim loại bằng phương pháp nhiệt luyện

=> oxit X phải là oxit của kim loại trung bình và yếu (sau Al trong dãy điện hóa)

=> Fe2O3 và CuO

17, Đáp án là C

câu A, khí T được thu bằng cách đẩy nước => T không tan không nước => T là O2 là hợp lí câu B, khí Z được thu bằng cách ngửa bình => Z nặng hơn không khí => Z là HCl (M=36,5) là hợp lí

câu D, khí X được thu bằng cách ngửa bình => X nặng hơn không khí => Z là Cl2 (M=71) là hợp lí

câu C, khí Y được thu bằng cách úp bình => X nhẹ hơn không khí => Y là CO2 (M=44) là SAI.

18, Đáp án là B

Khi pha loãng axit H2SO4 đặc, chỉ được đổ từ từ axit vào nước, TUYỆT ĐỐI KHÔNG làm

ngược lại

Câu 19: Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế clo trong phòng thí nghiêm như sau:

Hóa chất được dung trong bình cầu (1) là:

A.MnO2

B.KMnO4

C.KClO3

D.Cả 3 hóa chất trên đều được

_

Câu 20: Cho hình vẽ mô tả quá trình điều chế dung dịch HCl trong phòng thí nghiệm

Phải dùng NaCl rắn, H2SO4 đặc và phải đun nóng vì:

A.Khí HCl tạo ra có khả năng tan trong nước rất mạnh B.Đun nóng để khí HCl thoát ra khỏi dung dịch

C.Để phản ứng xảy ra dễ dàng hơn

D.Cả 3 đáp án trên

_

Câu 21: Cho thí nghiệm sau:

Hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm trên là:

A.Có khí màu vàng sinh ra, đồng thời có kết tủa

B.Chỉ có khí màu vàng thoát ra

C.Chất rắn MnO2 tan dần

D.Cả B và C

19-21

19, Đáp án là D

MnO2 + 4HCl (đ) (to) > MnCl2 + Cl2 + 2H2O

2KMnO4 + 16HCl (đ) (to) > 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O KClO3 + 6HCl (đ) (to) > KCl + 3Cl2 + 3H2O

20, Đáp án là D

21, Đáp án là D

MnO2 + 4HCl (đ) > MnCl2 + Cl2 + 2H2O

Có khí màu vàng (Cl2) thoát ra, đồng thời chất rắn MnO2 tan dần

Câu 22: Cho phản ứng của oxi với Na:

Phát biểu nào sau đây không đúng?

A.Na cháy trong oxi khi nung nóng

B.Lớp nước để bảo vệ đáy bình thuỷ tinh

C.Đưa ngay mẩu Na rắn vào bình phản ứng

D.Hơ cho Na cháy ngoài không khí rồi mới đưa nhanh vào bình _

Câu 23: Cho thí nghiệm như hình vẽ sau:

Phản ứng xảy ra trong ống nghiệm 2 là:

A.Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

B.H2 + S → H2S

C.H2S + Pb(NO3)2 → PbS↓ + 2HNO3

D.2HCl + Pb(NO3)2 → PbCl2↓ + 2HNO3

_

22,23

22, Đáp án là C

Na không phản ứng với khí oxi ở nhiệt độ thường được

Phải hơ nóng mẫu Na trước, rồi mới đưa vào bình, khi đó Na mới cháy được theo phản ứng: 4Na + O2 (to) > 2Na2O

23, Đáp án là C

Các phản ứng xảy ra:

+ Trong ống nghiệm 1: Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2

+ Trong thanh nằm ngang: H2 + S (to) > H2S

+ Trong ống nghiệm 2: H2S + Pb(NO3)2 -> PbS + 2HNO3

Câu 25: Cho hai mô hình thí nghiệm dưới đây:

Phát biểu nào không đúng?

A Hình 1 mô tả thí nghiệm thu khí bằng cách dời chỗ H2O áp dụng cho khí ít tan trong nước

B Hình 2 mô tả thí nghiệm thu khí bằng cách dời chỗ không khí áp dụng cho khí nặng hơn không khí

C Có thể thu khí O2 bằng cả hai mô hình thí nghiệm trên

D Không thể thu khí Clo bằng mô hình thí nghiệm 2

_

Câu 26: Cho hình vẽ thu khí như sau:

Cho các khí H2, N2, NH3 ,O2, Cl2, CO2, HCl, CO, SO2, H2S, SO3

Số khí không thu được bằng cách trên là:

A 8

B 7

C 9

D 10

_

Câu 27: Các chất khí điều chế trong phòng thí nghiệm thường được thu theo phương pháp đẩy

không khí (cách 1, cách 2) hoặc đầy nước (cách 3) như các hình vẽ dưới đây:

Có thể dùng cách nào trong 3 cách trên để thu khí NH3?

A Cách 1

B Cách 2

C Cách 3

D Cách 2 hoặc cách 3

25-27

25, Đáp án là D

Khí clo nặng hơn không khí (M=71>29), do đo có thể thu được bằng cách đẩy không khí và ngửa bình lên => kết luận trên là sai

26, Đáp án là B

Các khí thu được bằng phương pháp trên là là các khí nhẹ hơn không khí (M<29) Có 4 khí phù hợp là: H2, N2, NH3 và CO

=> còn 7 khí còn lại không thu được do nặng hơn không khí

27, Đáp án là A

Khí NH3 nhẹ hơn không khí (M=17<29) nên ta dùng cách 1 và loại cách 2

Khí NH3 tan rất tốt trong nước nên cách 3 không hợp lí

Vậy, chỉ có cách 1 là có thể thu khí NH3

Câu 28: Trong thí nghiệm ở hình bên người ta dẫn khí clo mới điều chế từ MnO2 rắn và dung

dịch axit HCl đặc Trong ống hình trụ có đặt một miếng giấy màu Hiện tượng gì xảy ra với giấy màu khi lần lượt : a) Đóng khóa K; b) Mở khóa K

A a) Mất màu; b) Không mất màu

B a) Không mất màu; b) Mất màu

C a) Mất màu; b) Mất màu

D a) Không mất màu; b) Không mất màu

(Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn - Quảng Trị - Lần 1 - 2015)

_

Câu 29: Hình vẽ nào mô tả đúng cách bố trí dụng cụ thí nghiệm điều chế oxi trong phòng thí

nghiệm

A (2)

B (1) và (2)

C (3)

D (1)

(Trường THPT Chuyên Bảo Lộc - 2015)

_

Câu 30: Phản ứng nào sau đây phù hợp với hình vẽ thí nghiệm:

A Ca(OH)2 rắn + NH4Cl rắn → CaCl2 + NH3 ↑+ H2O

B KClO3 → KCl + O2 ↑

C Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + H2 ↑

D Fe + HCl → FeCl2 + H2

(Trường THPT Lý Thái Tổ/ Bắc Ninh/thi thử lần 2-2016)

28-30

28, Đáp án là B

Khi đóng khóa K, khí clo được dẫn qua bình H2SO4 đặc, khi đó hơi nước được giữ lại Do đó khí clo qua ống hình trụ là khí clo khô => không làm mất màu giấy màu

Khi mở khóa K, khí clo mang theo hơi nước vào ống hình trụ

Cl2 + H2O -> HCl + HClO

HClO có tính oxi hóa mạnh, có tính tẩy màu => làm mất màu giấy màu

29, Đáp án là C

Khí oxi nặng hơn không khí, nên nó sẽ "lăn" xuống phía dưới, hình 3 miêu tả là hợp lí nhất

30, Đáp án là B

Loại câu A vì NH3 tan trong nước => không thu được bằng cách đẩy nước

Loại câu C và D vì trong ống nghiệm nằm ngang chỉ có chất rắn, không có chất lỏng