thuc hanh hoa hoc vo co

Hóa học có cơ sở lý luận khoa học nhưng những cơ sở lý thuyết đó đều được đúc kết và phát triển qua những công trình thực nghiệm được tích lũy lại; cho nên phương pháp nghiên cứu chủ yếu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT

F 7 G

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH HÓA VÔ CƠ

LÊ THỊ HẢI – HỒ BÍCH NGỌC

2000

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 7

YÊU CẦU ĐỐI VỚI SINH VIÊN 8

Bài 1: oxY - OZON 9

I Điều chế oxy 9

II Thử tính chất của oxy 10

III Điều chế ozon 10

IV Thử tính chất của ozon 11

V So sánh khả năng oxy hóa của O2 với O3 11

Bài 2: HYDRO NƯỚC OXYGEN 12

I Điều chế hydro 12

II Thử tính chất của hydro 13

1- Phản ứng của hydro với oxyt đồng 13

2- So sánh hoạt độ của hydro phân tử và hydro nguyên tử 13

III Điều chế nước oxygen 13

IV Thử tính chất của nước oxygen 14

Bài 3: KIM LOẠI KIỀM 15

I Tính chất của Na kim loại 15

II Phản ứng nhuộm màu ngọn lửa của các kim loại kiềm 15

III Các muối ít tan của Na, K 15

IV Điều chế Na2CO3 khan 16

1- Điều chế NaHCO3 16

2- Điều chế Na2CO3 khan 16

V Natri sulphat và các hydrat của nó 16

Bài 4: KIM LOẠI KIỀM THỔ 18

I Tính chất của Mg kim loại 18

II Các hydroxyt của các kim loại kiềm thổ 18

III Muối của các kim loại kiềm thổ 19

1- Điều chế muối kép MgNH4PO4 19

2- Điều chế MgSO4.7H2O 19

3- Lấy vào ống nghiệm 3 - 4 giọt dung dịch CaCl2; 19

4- Điều chế BaSO4 và SrSO4: 19

5- Lần lượt lấy vào 3 ống nghiệm dung dịch của các muối Ba2+, Sr2+ và Ca2+ 20

6- Các muối oxalat 20

7- Các muối cromat 20

IV Phản ứng nhuộm màu ngọn lửa 20

Bài 5: BO 21

I Điều chế acid boric (H3BO3) 21

II Phản ứng của acid boric với rượu etylic 21

III Điều chế anhydrit boric 21

IV Điều chế Bo vô định hình và thử tính chất của Bo 22

V Điều chế ngọc borat 22

Bài 6: NHÔM 23

I Tính chất của Al kim loại 23

II Điều chế và thử tính chất của Al(OH)3 23

III Sự thủy phân của các muối nhôm 24

IV Điều chế phèn nhôm - kali từ đất sét 24

1- Điều chế dung dịch Al2(SO4)3 24

2- Điều chế dung dịch K2SO4 24

Bài 7: CARBON 26

I Điều chế và khảo sát tính hấp phụ của than hoạt tính 26

II Tính chất hóa học của than 26

III Điều chế và tính chất của CO2 27

IV Acid carbonic và muối carbonat 27

V Điều chế và tính chất của CO 28

1- Điều chế khí CO: lắp dụng cụ như hình vẽ (hình 6) 28

2- Cho khí CO lội qua dung dịch CuCl Quan sát hiện tượng 28

Bài 8: SILIC 29

I Điều chế và tính chất của Si 29

II Điều chế các dạng khác nhau của acid silicic 29

III Muối của acid silicic 30

1- Điều chế thủy tinh tan 30

2- Muối ít tan của acid silicic 30

3- Thủy phân thủy tinh 30

Bài 9: NITƠ 31

I Điều chế khí N2 31

II Amoniac 31

1- Cân bằng trong dung dịch amoniac 31

2- Nhiệt phân các muối amoni 32

3- Phản ứng của NH4+ với thuốc thử Nesler (K2[HgI4]) 32

III Các oxyt của nitơ 32

1- Điều chế và tính chất của N2O 32

2- Điều chế và tính chất của NO 32

IV Điều chế và tính chất của NO2 33

Bài 10: Nitơ (tiếp theo) và Phospho 34

I Tính chất của acid HNO3 34

II Các muối nitrat 35

1- Nhiệt phân các muối nitrat 35

III Điều chế và tính chất của P trắng 35

IV Các acid phosphoric 35

1- Acid HPO3 35

2- Acid H4P2O7 36

3- Acid H3PO4 36

V Muối của acid orthophosphoric 36

1- Sự thủy phân của các muối phosphat 36

2- Nhiệt phân các muối phosphat 36

Bài 11: PHOSPHO VÀ CÁC HỢP CHẤT 38

I Điều chế và tính chất của phospho trắng 38

II Điều chế P2O5 38

III Điều chế và tính chất của các acid phosphoric 39

1- Acid metaphosphoric 39

2- Acid pyrophosphoric 39

3- Acid orthophosphoric 39

IV Muối của acid orthophosphoric 40

1- Sự thủy phân của các muối phosphat 40

2- Nhiệt phân các muối phosphat 40

Bài 12: LƯU HUỲNH VÀ CÁC HỢP CHẤT SULPHUA 41

I Các dạng thù hình và tính chất vật lý của lưu huỳnh 41

1- Điều chế lưu huỳnh hình thoi (Sα) 41

2- Điều chế lưu huỳnh đơn tà (Sβ) 41

3- Lưu huỳnh dẻo 41

II Tính chất hóa học của lưu huỳnh 42

III Điều chế và tính chất của hydrosulphua 42

1- Điều chế H2S 42

2- Tính chất của H2S 43

IV Các sulphua kim loại 43

Bài 13: CÁC HỢP CHẤT Ở MỨC OXY HÓA DƯƠNG CỦA LƯU HUỲNH 45

I Khí sulphurơ - Acid sulphurơ - Sulphit 45

1- Khí sulphurơ 45

2- Acid sulphurơ 46

3- Natri sulphit và natri hydrosulphit 47

II Acid sulphuric 47

1- Điều chế acid sulphuric bằng phương pháp tiếp xúc 47

2- Điều chế H2SO4 bằng phương pháp nitro hóa 48

3- Tính chất của H2SO4 49

III Natri thiosulphat (Na2S2O3) 49

1- Điều chế Na2S2O3 49

2- Tính chất của Na2S2O3 49

IV Kali pesulphat (K2S2O8) 49

1- Điều chế K2S2O8 49

2- Tính chất của K2S2O8 50

Bài 14: halogen và hợp chất halogenua 52

I Điều chế các halogen 52

1- Điều chế Clo 52

2- Điều chế Brôm 52

3- Điều chế Iod 53

II Tính chất của các halogen 53

1- Tính chất của khí Clo 53

2- Tính chất của Brôm và Iod 54

3- So sánh tính oxy hóa của các halogen 55

III Hợp chất halogenua 55

1- Điều chế và tính chất của HCl 55

2- Điều chế và tính chất của HF 56

3- Điều chế HI 56

4- Điều chế KI 56

5- So sánh tính khử của các ion halogenua 57

Bài 15: CÁC HỢP CHẤT CÓ OXY CỦA CLO 58

I Nước clo 58

II Nước Javel 58

III Điều chế và tính chất của KClO3 58

1- Điều chế 58

2- Tính chất 58

Bài 16: ĐỒNG - BẠC 60

I Đồng 60

1- Tính chất của đồng kim loại 60

2- Các hợp chất Cu (II) 60

3- Các hợp chất Cu (I) 60

II Bạc 61

1- Điều chế bạc kim loại 61

2- Các halogenua bạc 61

Bài 17: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIB & CÁC HỢP CHẤT 63

I Kẽm 63

1- Kẽm kim loại 63

2- Kẽm hydroxyt 63

3- Kẽm sulphua 63

II Cadimi 64

1- Cadimi kim loại 64

2- Cadimi hydroxyt 64

3- Phức chất của Cadimi 64

III Thủy ngân 64

1- Các muối của Hg(II) 64

2- Hỗn hống amoni 65

Bài 18: CROM VÀ CÁC HỢP CHẤT 66

I Điều chế crom kim loại 66

II Điều chế Cr(CH3COO)2 66

III Các hợp chất Cr(III) 67

IV Các hợp chất Cr(VI) 67

1- Điều chế K2 CrO4 67

2- Tính chất của K2CrO4 68

3- Điều chế CrO3 68

4- Tính chất của CrO3 68

5- Các hợp chất peroxyt của crom 68

Bài 19: MANGAN VÀ CÁC HỢP CHẤT 70

I Điều chế KMnO4 70

II Tính chất KMnO4 70

III Các hợp chất Mn(II) 70

1- Mangan (II) hydroxyt 70

2- Tính khử của Mn(II) 71

Bài 20: Fe - Co - Ni 72

I- Sắt và các hợp chất 72

1- Điều chế sắt kim loại 72

2- Sự ăn mòn sắt và bảo vệ sắt khỏi ăn mòn 72

3- Các hợp chất Fe(II) 73

4- Các hợp chất Fe(III) 73

5- Điều chế và tính chất của ferat 74

II Các hợp chất của Cobalt và Niken 74

1- Các hợp chất Co(II) và Ni(II) 74

2- Các hợp chất của Cobalt và Niken 75

MỞ ĐẦU

Giáo trình Thực tập Hóa Vô cơ dùng cho sinh viên ngành Hóa, Trường Đại học Đàlạt Đây là một phần quan trọng của toàn bộ giáo trình Hóa Vô cơ nói riêng và các giáo trình hóa học nói chung Trong hóa học, thực nghiệm là một bộ phận rất quan trọng vì bản thân hóa học là một ngành khoa học có mối quan hệ lý thuyết

- thực nghiệm chặt chẽ Hóa học có cơ sở lý luận khoa học nhưng những cơ sở lý thuyết đó đều được đúc kết và phát triển qua những công trình thực nghiệm được tích lũy lại; cho nên phương pháp nghiên cứu chủ yếu trong hóa học là phương pháp thực nghiệm

Trong quá trình học tập, thực nghiệm hóa học giúp cho sinh viên làm quen với thực tế, kết hợp giữa lý thuyết đã học với thực nghiệm; bồi dưỡng cho sinh viên cách nhận xét nhạy và chính xác các hiện tượng; bồi dưỡng cho sinh viên phương pháp lý luận khoa học, tác phong cẩn thận, chính xác, tỉ mỉ; rèn luyện cho sinh viên các thao tác cơ bản của công việc thực nghiệm Đó là những đức tính và kỹ năng rất cần thiết của người cán bộ kỹ thuật trong nghiên cứu khoa học cũng như quản lý kỹ thuật sau này Mặt khác, thực nghiệm hóa học giúp cho sinh viên ôn tập và kiểm tra lại các vấn đề lý thuyết đã học, trên cơ sở đó hiểu sâu sắc và nhớ lâu những nội dung cơ bản của giáo trình lý thuyết

Các bài Thực tập Hóa Vô cơ gồm hai nội dung chính: tổng hợp các chất và thử tính chất của các chất

+ Phần tổng hợp bao gồm các bài tổng hợp từ đơn giản đến phức tạp sẽ

giúp cho sinh viên có khả năng độc lập, chủ động, sáng tạo khi làm việc; rèn luyện cho sinh viên tính cẩn thận, chính xác và khéo léo Để làm các bài tổng hợp, sinh viên phải tự mình pha lấy một số dung dịch cần thiết, tự mình lấy các dụng cụ thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm dưới sự hướng dẫn của cán bộ giảng dạy

+ Phần thử tính chất cơ bản của các chất vô cơ có tính chất mô tả; do đó

không tránh khỏi đơn điệu nhưng là những kiến thức mà người làm hóa học không thể không biết

YÊU CẦU ĐỐI VỚI SINH VIÊN

Chuẩn bị bài Để làm thí nghiệm được tốt, sinh viên phải chuẩn bị bài ở

nhà: tính toán các số liệu cần thiết khi làm bài thí nghiệm, xem lại phần lý thuyết và các tài liệu tham khảo có liên quan, sắp xếp một cách khoa học kế hoạch tiến hành thực nghiệm trong giờ thí nghiệm

Tiến hành thí nghiệm

- Sau khi nhận dụng cụ, sinh viên phải rửa sạch các dụng cụ và sấy khô những dụng cụ đòi hỏi sấy khô

- Các sinh viên cần lưu ý là khi tiến hành các bài tổng hợp cần lấy lượng hóa chất chính xác theo bài hướng dẫn Với các thí nghiệm thử tính chất được tiến hành theo phương pháp lượng nhỏ, vì vậy lượng dung dịch cần sử dụng lấy vào ống nghiệm không bao giờ quá 1/3 ống

- Khi làm thí nghiệm phải chú ý quan sát, suy nghĩ và giải đáp các hiện tượng xảy ra rồi ghi chép vào vở ”Nhật ký thực nghiệm”

- Mỗi nhóm (hai đến ba sinh viên) làm thí nghiệm ở một chỗ; tránh đi lại lộn xộn; khi cần di chuyển từ nơi này đến nơi khác phải bảo đảm trật tự: không chạy, không vung vẩy dụng cụ, không nói cười ồn ào

- Các lọ hóa chất phải để trên giá, không để xuống mặt bàn, không di chuyển đi nơi khác Khi lấy hóa chất xong phải đậy nắp lọ ngay; tuyệt đối không cắm nhầm ống nhỏ giọt của lọ nay sang lọ khác; tuyệt đối không cho các dụng cụ lấy hóa chất không sạch vào các lọ hóa chất

- Tuyệt đối không nếm, ngửi hóa chất Nếu bị hóa chất văng vào người (mặt, mắt ) phải báo với giáo viên để được hướng dẫn sơ cứu kịp thời

- Khi làm thí nghiệm với các hóa chất độc, bay hơi (khí Cl2, NO2, H2S ) phải làm trong tủ hốt hoặc ỏ chỗ thoáng gió theo quy định của phòng thí nghiệm Hóa chất dễ chảy (KOH, CaCl2 ), dễ bay hơi (NH3 đặc, HCl đặc, HNO3 đặc, nước Brôm ) phải lấy nhanh và nút lọ lại ngay

- Khi sử dụng các máy móc phải được cán bộ hướng dẫn trước mới làm; không tự động vặn, mở lung tung

Khi thí nghiệm xong

- Rửa dụng cụ; thu dọn sạch sẽ, trật tự chỗ làm việc rồi báo cáo với cán bộ phụ trách Nếu trong quá trình làm bị hư, vỡ những dụng cụ gì phải báo lại

- Làm báo cáo thí nghiệm gồm các mục:

* Mục đích và nguyên tắc thí nghiệm

* Mô tả một cách thật ngắn gọn phương pháp thí nghiệm; nêu hiện

tượng xảy ra; giải thích hiện tượng và viết phương trình phản ứng với từng thí nghiệm

* Nhận xét và kết luận về những vấn đề đã nghiên cứu

* Nếu thí nghiệm thất bại cũng phải báo cáo rõ; tìm ra nguyên

nhân thất bại; đề xuất hướng khắc phục Tuyệt đối không được bịa đặt kết quả

BÀI 1:

OXY - OZON

Chuẩn bị lý thuyết

- Tính chất của oxy

- Các phương pháp điều chế oxy trong phòng thí nghiệm

- Tính chất của ozon - So sánh với oxy

- Các phương pháp điều chế ozon trong phòng thí nghiệm

Tiến hành thí nghiệm

I Điều chế oxy

1- Lấy 3 ống nghiệm khô, cho vào mỗi ống lần lượt:

* Ống 1: mangandioxyt (MnO2)

* Ống 2: baripeoxyt (BaO2)

* Ống 3: thủy ngân oxyt (HgO) Dùng cặp cặp ống nghiệm rồi lần lượt đun trên ngọn lửa đèn khí Quan sát hiện tượng xảy ra Làm thế nào để biết là khi đun nóng các ống nghiệm thì có khí oxy thoát ra?

Viết các phương trình phản ứng

2- Lấy vào ống nghiệm vài tinh thể kali dicromat (K2Cr2O7) Thêm vào đó vài giọt

H2SO4 đậm đặc Đun nhẹ ống nghiệm Quan sát hiện tượng xảy ra

Viết phương trình phản ứng

3- Lắp dụng cụ như hình vẽ (Hình 1)

1 Giá giữ;

2 Đèn cồn;

3 Bình cầu đáy tròn

chịu nhiệt chứa

hỗn hợp (KClO3 + MnO2);

4 Ống dẫn khí;

5 Chậu chứa nước;

6 Ống nghiệm chứa đầy nước

để thu khí O2 bằng phương

pháp đẩy nước

Hình 1: Dụng cụ điều chế khí O2

Trộn đều khoảng 4 g kaliclorat (KClO3) với khoảng 1 g mangandioxyt (MnO2) Cho hỗn hợp vào bình cầu Đậy bình cầu bằng nút có ống dẫn khí Dùng đèn cồn đun nóng bình cầu (lúc đầu đun nhẹ khắp đáy bình, sau đó đun tập trung ở phần có hỗn hợp phản ứng) Thu khí thoát ra bằng phương pháp đẩy nước, thu đầy 2 ống nghiệm, nút chặt để làm thí nghiệm sau

Viết phương trình phản ứng

MnO2 đóng vai trò gì trong phản ứng?

Lưu ý: Khi ngừng đun phải nhấc ống dẫn khí ra khỏi chậu nước rồi mới tắt

đèn! Giải thích điều đó?

II Thử tính chất của oxy

1- Dùng thìa kim loại lấy một ít lưu huỳnh rồi đốt cháy Quan sát màu ngọn lửa

Đưa thìa lưu huỳnh đang cháy vào miệng ống thử chứa oxy Quan sát, so sánh với ngọn lửa lưu huỳnh trước khi đưa vào ống thử chứa oxy Giải thích hiện tượng

2- Đốt một ngọn nến và làm tương tự thí nghiệm trên

3- Thu hydro bằng phương pháp đẩy nước (từ bộ điều chế khí H2) đến 2/3 thể tích ống nghiệm., sau đó thu tiếp khí oxy (từ bộ điều chế khí O2) đến khi toàn bộ nước trong ống nghiệm bị đẩy ra hết Dùng ngón tay bịt chặt miệng ống nghiệm, cầm chắc trong tay, đưa miệng ống thử lại gần ngọn lửa đèn cồn, mở ngón tay bịt miệng ống ra Có hiện tượng gì xảy ra? Giải thích

Viết phương trình phản ứng

III Điều chế ozon

1 Giá đỡ;

2 Đèn cồn;

3 Ống nghiệm chịu nhiệt,

có nhánh,chứa (NH4)2S2O8;

4 Phễu chiết chứa H2SO4 đặc;

5 Ống dẫn khí;

6 Ống nghiệm chứa dung dịch

KI 0,1 N

Hình 2: Dụng cụ điều chế khí O3

Lắp dụng cụ như hình vẽ (Hình 2) Cho vào ống nghiệm chịu nhiệt khoảng 3

g amonipesulphat (NH4)2S2O8 và vào phễu chiết khoảng 10 ml H2SO4 đặc Ống dẫn khí được nhúng vào ống nghiệm chứa dung dịch KI Mở khóa phễu chiết cho acid từ từ chảy xuống ống nghiệm chứa (NH4)2S2O8; đồng thời đun nhẹ ống nghiệm Quan sát hiện tượng xảy ra

Viết phương trình phản ứng điều chế O3

IV Thử tính chất của ozon

1- Ống nghiệm đựng dung dịch KI (6), sau khi cho O3 chạy qua, lấy ra để nhỏ vào vài giọt dung dịch hồ tinh bột Quan sát hiện tượng

Viết phương trình phản ứng giữa O3 và KI

2- Lấy vào ống nghiệm khoảng 1 ml dung dịch MnSO4, cho dòng khí O3 (từ bộ điều chế O3) chạy qua Quan sát hiện tượng

Viết phương trình phản ứng

V So sánh khả năng oxy hóa của O2 với O3

Lấy 2 ống nghiệm, cho vào mỗi ống khoảng 1 ml dung dịch KI 0,1N

* Ống 1 cho khí O2 (từ bộ điều chế O2) chạy qua Quan sát hiện tượng Lấy

ra nhỏ vài giọt hồ tinh bột

* Ống 2 cho thêm 1 ml H2SO4 loãng, sau đó cho khí O2 chạy qua Quan sát hiện tượng Lấy ra nhỏ vài giọt hồ tinh bột

Viết phương trình phản ứng

Nhận xét về khả năng oxy hóa của O2 trong dung dịch Từ thí nghiệm này và thí nghiệm 1- ở phần IV., hãy rút ra nhận xét về khả năng oxy hóa của O2 và O3

Câu hỏi

1- Làm thế nào để phân biệt O2 với O3?

2- Tại sao O3 lại oxy hóa mạnh hơn O2? Nêu các ứng dụng và vai trò của O3 trong đời sống

-