THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH HÓA HỌC

Thứ bảy - 24/10/2020 10:40

Bài tập 1. Nêu dụng cụ, hóa chất và cách tiến hành thí nghiệm điều chế etilen trong phòng thí nghiệm? Khí etilen sinh ra có thể lẫn những tạp chất gì ? Giải thích bằng phản ứng hóa học. Nêu cách loại bỏ các tạp chất đó ?

GIẢI
Hóa chất: Rượu etylic khan (hoặc cồn 96^o), H₂SO₄ đặc, dung dịch NaOH, CuSO₄ khan.
Dụng cụ: ống nghiệm có nhánh, ống dẫn khí, nút cao su có lỗ, đá bọt, đèn cồn, giá đỡ.
Cách tiến hành: Cho 2ml rượu etylic khan vào ống nghiệm khô, có sẵn vài viên đá bọt, sau đó thêm từng giọt H₂SO₄ đặc (4 ml) vào, đồng thời lắc đều. Đun nóng hỗn hợp phản ứng sao cho dung dịch không trào lên ống dẫn khí.

Bài tập 2. Khi tiến hành thí nghiệm: Phản ứng của nhôm với dung dịch CuSO₄, hai học sinh tiến hành như sau:
HS1: Đánh sạch lá nhôm bằng giấy ráp rồi nhúng ngay vào dung dịch CuSO₄bão hòa.
HS2: Nhúng lá nhôm chưa đánh giấy ráp vào dung dịch CuSO₄bão hòa.
Hai học sinh trên quan sát được hiện tượng như thế nào, tại sao ?
GIẢI
TN1: Quan sát thấy có Cu màu đỏ bám vào đồng thời có khí thoát ra ngay từ đầu, màu xanh của dung dịch nhạt dần vì xảy ra các phản ứng sau:
2Al + 3CuSO₄ ® Al₂(SO₄)₃ + 3Cu
2Al + 3H₂SO₄ ® Al₂(SO₄)₃ + 3H₂
H₂SO₄ sinh ra do quá trình thủy phân của CuSO₄.
TN2: Thời gian đầu chưa có hiện tượng gì, sau đó quan sát được hiện tượng như TN1
Do không cạo lớp màng oxit bao phủ bên ngoài miếng nhôm nên nhôm không tham gia các phản ứng với môi trường. Sau một thời gian, lớp oxit bị hòa tan bởi H₂SO₄ ( là sản phẩm của phản ứng thủy phân CuSO₄):
Al₂O₃ + 3H₂SO₄ ® Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O
Khi nhôm oxit tan hết, Al tác dụng với dung dịch CuSO₄ và H₂SO₄ như trên.
Bài tập 3.
1) Trong phòng thí nghiệm người ta dùng hóa chất nào để điều chế các chất sau: N₂, HNO₃, H₃PO₄. Viết PTHH minh họa.
2) Trong công nghiệp, phân ure được sản xuất từ hóa chất nào? Viết PTHH xảy ra.
3) Trong thực tế sản xuất axit sunfuric, giai đoạn 3 của quá trình sản xuất axit sunfuric là cho SO₃ vào một lượng H₂SO₄ đặc để tạo ra oleum rồi pha oleum vào nước thu được axit sunfuric. Viết PTHH để minh họa.

Bài tập 4.
1) Hình vẽ sau đây dùng để điều chế chất khí nào trong phòng thí nghiệm. Cho biết X, Y, Z. Nêu vai trò của bình chứa dung dịch Y và bông tẩm dung dịch thuốc tím. Viết PTHH.

2) Khí etilen được điều chế từ rượu etylic và H₂SO₄ đặc đun nóng ở nhiệt độ trên 170⁰C thường có lẫn tạp chất nào? Có thể dùng lượng dư hóa chất nào sau đây để làm sạch etilen: dung dịch brom, dung dịch thuốc tím, dung dịch Na₂CO₃, dung dịch NaOH? Viết PTHH để giải thích?

GIẢI
X: Cu; Y: H₂SO₄ đặc; Z; SO₂
Vai trò của bình chứa dung dịch H₂SO₄ đặc: Làm khô khí.

Chỉ có thể dùng lượng dư dung dịch NaOH loãng để loại bỏ các tạp chất trên:
2NaOH + SO₂ ® Na₂SO₃ + H₂O
2NaOH + CO₂ ® Na₂CO₃ + H₂O
Không thể dùng dung dịch brom, dung dịch thuốc tím và dung dịch Na₂CO₃ để làm sạch khí vì etilen có phản ứng với dd brom, dung dịch thuốc tím và SO₂ có phản ứng với Na₂CO₃ sinh ra tạp chất CO₂:
CH₂=CH₂ + Br₂ ® Br-CH₂-CH₂-Br
3C₂H₄ + 2KMnO₄ + 4H₂O ® 3C₂H₄(OH)₂ + 2MnO₂ + 2KOH
SO₂ + Na₂SO₃ ® Na₂SO₃ + CO₂

Bài tập 5. Có 2 bình X, Y mắc nối tiếp. Dẫn hỗn hợp khí gồm etilen và sunfurơ qua bình X chứa lượng dư dung dịch brom trong CCl₄ và bình Y chứa lượng dư dung dịch thuốc tím thì quan sát thấy điều gì? Nếu đổi hóa chất trong 2 bình cho nhau thì hiện tượng quan sát được sẽ như thế nào? Giải thích?
GIẢI
Dẫn 2 khí qua bình X ( chứa brom dư trong CCl₄), rồi đến bình Y ( chứa thuốc tím dư)
Bình X: Dung dịch brom bị nhạt màu vì xảy ra phản ứng sau.
CH₂=CH₂ + Br₂ ® Br-CH₂-CH₂-Br
Bình Y: Dung dịch thuốc tím bị nhạt màu vì SO₂ không phản ứng với Br₂ trong dung môi CCl₄ nên di chuyển sang bình Y và phản ứng với thuốc tím theo phản ứng sau:
5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O ® K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄
Dẫn 2 khí qua bình X ( chứa thuốc tím dư), rồi đến bình Y ( chứa brom dư trong CCl₄)
Bình X: Dung dịch thuốc tím bị nhạt màu nhiều hơn ở trường hợp trên vì xảy ra đồng thời 2 phản ứng sau:
3CH₂=CH₂ + 2KMnO₄ + 4H₂O ® 3HO-CH₂-CH₂-OH + 2KOH + 2MnO₂
5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O ® K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄
Bình Y: màu của dung dịch brom không đổi vì thuốc tím ở bình X dư nên SO₂ và C₂H₄ hết ® Không có phản ứng xảy ra giữa C₂H₄ với Br₂ trong bình Y.
Bài tập 6. Lấy một sợi dây điện gọt bỏ vỏ nhựa bằng PVC rồi đốt lõi đồng trên ngọn lửa đèn cồn thì thấy ngọn lửa có màu xanh lá mạ. Sau một lúc, ngọn lửa mất màu xanh. Nếu áp lõi dây đồng đang nóng vào vỏ nhựa ở trên rồi đốt thì ngọn lửa lại có màu xanh lá mạ. Giải thích?
GIẢI
Khi gọt bỏ vỏ nhựa (PVC), lõi đồng ít nhiều vẫn còn PVC nên khi đốt sẽ có quá trình sinh ra CuCl₂, CuCl₂ phân tán vào ngọn lửa, ion đồng (II) tạo màu xanh lá mạ đặc trưng. Khi hết hết PVC, ngọn lửa lại không màu. Nếu cho dây đồng áp vào PVC thì hiện tượng lặp lại.

Bài tập 7. Trong phòng thí nghiệm chỉ có H₂SO₄ đặc, nước cất, phôi bào sắt. Dụng cụ thí nghiệm có đủ. Trình bày cách tiến hành thí nghiệm, cho biết hiện tượng quan sát được và giải thích khi cho Fe vào lượng dư các dung dịch sau: H₂SO₄loãng; H₂SO₄ đặc nguội; H₂SO₄ đặc, đun nóng.
Bước 1: Pha chế dung dịch H₂SO₄ loãng: Cho từ từ từng giọt H₂SO₄ vào nước và khuấy đều ta thu được dung dịch H₂SO₄ loãng. Tuyệt đối không làm ngược lại.
Bước 2: Tiến hành thí nghiệm:
TN1: Cho phôi bào Fe vào ống nghiệm chứa khoảng 2 ml dung dịch H₂SO₄ loãng:
HT: Thấy Fe tan dần, có khí không màu, không mùi thoát ra.
GT: Vì xảy ra phản ứng sau.
Fe + H₂SO_{4 (loãng)} ® FeSO₄ + H₂
TN2: Cho phôi bào Fe vào ống nghiệm chứa khoảng 2 ml dung dịch H₂SO₄ đặc, nguội.
HT: Không có hiện tượng gì xảy ra.
GT: Do Fe thụ động với H₂SO₄đặc nguội.
TN3: Cho phôi bào Fe vào ống nghiệm chứa khoảng 2 ml dung dịch H₂SO₄ đặc rồi đun nóng trên ngọn lửa đèn cồn.
HT: Fe tan dần, tạo dung dịch màu vàng nâu và có khí không màu, mùi hắc thoát ra.
GT: Vì H₂SO₄ đặc nóng có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa Fe thành muối sắt (III) có màu vàng nâu đồng thời S trong H₂SO₄ bị khử thành SO₂ là chất khí không màu, mùi hắc.