Tiêu đề Chuyên đề 49 - CÁC THÍ NGHIỆM HÓA HỌC -Nguyễn Cảnh-Nam Định.docx ✅

CHUYÊN ĐỀ 49: THÍ NGHIỆM HOÁ HỌC A. LÝ THUYẾT CHUNG I. Lưu ý chung 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 (CO 2 , SO 2 , Cl 2 , H 2 , NH 3 ...). Úp bình thu: Khí nhẹ hơn không khí Ngửa ống thu: Khí nặng hơn không khí b. Phương pháp đẩy nước: + Khí ít tan trong nước. (H 2 , O 2 , CO 2 , N 2 , CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 ...). Lưu ý: Các khí tan nhiều trong nước (khí HCl, khí NH 3 , khí SO 2 …): + Ở 20oC, 1 thể tích nước hòa tan tới gần 500 thể tích khí hydrochloride + Ở điều kiện thường, 1 lít nước hòa tan khoảng 800 lít khí ammonia. + Khác với CO 2 thì SO 2 là khí tan nhiều trong nước. Ví dụ: Các hình vẽ sau mô tả các cách thu khí thường được sử dụng khi điều chế và thu khí trong phòng thí nghiệm. Hình 2 có thể dùng để thu được những khí nào trong các khí sau: H 2 , C 2 H 2 , NH 3 , SO 2 , HCl , N 2 . Hình 2 thu được các khí: HCl, SO 2 vì các khí này nặng hơn không khí 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: H 2 SO 4 đặc, P 2 O 5 , CaO (vôi sống, mới nung), CuSO 4 (khan, màu trắng), CaCl 2 (khan), NaOH, KOH (rắn hoặc dung dịch đậm đặc). - Các khí: H 2 , Cl 2 , HCl, HBr, O 2 , SO 2 , H 2 S, N 2 , NH 3 , CO 2 , C 2 H 4 , C 2 H 2 ... Ví dụ: H 2 SO 4 đặc (tính acid, tính oxi hóa): + Không làm khô được khí NH 3 (tính base). + Không làm khô được khí HBr (tính khử). + H 2 SO 4 đặc làm khô được khí Cl 2 , O 2 , SO 2 , N 2 , CO 2 ... - CaO (vôi sống), NaOH, KOH (rắn) (tính base): + Không làm khô được khí CO 2 , SO 2 (oxide acid), Cl 2 (có phản ứng).
+ Làm khô được khí NH 3 , H 2 , O 2 , N 2 ... II. Điều chế khí trong phòng thí nghiệm 1. Điều chế khí H 2 - Phương pháp: Dùng các kim loại hoạt động (Zn, Fe, … ) tác dụng với acid HCl/H 2 SO 4 loãng Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 ↑ - Cách thu khí: Đẩy nước, đẩy không khí (úp bình) Ví dụ: Hình vẽ sau mô tả thí nghiệm điều chế khí Z: Khí Z là khí nào trong các khí sau: H 2 , NH 3 , SO 2 , Cl 2 . Viết phương trình hóa học xảy ra. Vì : Khí H 2 ít tan trong nước, NH 3 , SO 2 , Cl 2 tan nhiều trong nước Trong thí nghiệm khí Z thu bằng phương pháp đẩy nước nên khí Z ít tan trong nước => Z là khí H 2 Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 ↑ 2. Điều chế khí O 2 - Phương pháp: Nhiệt phân các hợp chất kém bền, giàu oxi: KMnO 4 ; KClO 3 … 2KMnO 4 0t K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 2KClO 3 0t 2KCl + 3O 2 - Cách thu khí: Đẩy nước, đẩy không khí (ngửa bình) 3. Điều chế khí Cl 2 - Phương pháp: HCl đặc tác dụng với chất oxi hóa mạnh MnO 2; KClO 3 , … MnO 2 + 4HCl 0t MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O. 2KMnO 4 + 16 HCl  2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O. KClO 3 + 6HCl  KCl + 3Cl 2 + 3H 2 O. - Cách thu khí: đẩy không khí (ngửa bình) - Ví dụ: Cho Hình vẽ mô tả sự điều chế chlorin trong phòng thí nghiệm như sau: 4. Điều chế khí HCl/HF - Phương pháp: NaCl (hoặc NaF) + H 2 SO 4 đặc (phương pháp sulfate)
<250 �� �� NaCl + H 2 SO 4 đặc → NaHSO 4 + HCl ↑ >400 �� �� 2NaCl + H 2 SO 4 đặc → Na 2 SO 4 + HCl ↑ 250 �� �� CaF 2 (tinh thể) + H 2 SO 4 (đặc) → CaSO 4 + 2HF ↑ - Cách thu khí: Hấp thụ khí vào nước để thu được dung dịch acid 5. Điều chế khí H 2 S - Phương pháp: 1 số muối sulfide (FeS, ZnS…) + acid HCl FeS + 2HCl → FeCl 2 + H 2 S ↑ - Cách thu khí: Đẩy không khí (ngửa bình) - Ví dụ: Cho thí nghiệm như hình vẽ: Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong ống nghiệm Giải Vì ống nghiệm 1 sinh ra khí H 2 : Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 ↑ Khí H 2 phản ứng với S sinh ra H 2 S: H 2 + S → H 2 S → Ống nghiệm 2: H 2 S + Pb(NO 3 ) 2 → PbS ↓ + 2HNO 3 6. Điều chế khí SO 2 - Phương pháp: Muối sulfide + Acid mạnh hoặc cho Cu + H 2 SO 4 đặc Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + SO 2 ↑+ H 2 O (K 2 SO 3 ) (HCl) Cu + 2H 2 SO 4 → CuSO 4 + SO 2 ↑+ 2H 2 O - Cách thu khí: đẩy không khí (ngửa bình) 7. Điều chế khí NH 3 - Phương pháp: Khí ammonia được điều chế bằng cách cho muối ammonium tác dụng với chất kiềm khi
đun nóng nhẹ: t° 2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 → 2NH 3 ↑ + CaCl 2 + 2H 2 O Muốn điều chế nhanh một lượng nhỏ khí ammonia, người ta thường đun nóng dung dịch ammonia 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) 8. Điều chế khí CO 2 - Phương pháp: Khí CO 2 được điều chế bằng cách cho dung dịch hydrochloric acid tác dụng với đá vôi (hoặc trong bình Kíp) CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 ↑ + H 2 O - Cách thu khí: Phương pháp đẩy nước hoặc đẩy không khí (ngửa bình) - Ví dụ Khí CO 2 sinh ra thường có lẫn hơi nước và hydrochloride. Đế thu được khí CO 2 khô thì bình (1) chứa X và bình (2) chứa chất Y lần lượt là các dung dịch nào? Giải: Bình (1) chứa dung dịch NaHCO 3 hấp thụ HCl đồng thời tạo thành CO 2 do phản ứng HCl + NaHCO 3 → CO 2 ↑+ NaCl + H 2 O Bình (2) chứa H 2 SO 4 đặc có tính háo nước nên làm khô khí. 9. Điều chế khí CH 4 - Phương pháp: Khí CH 4 được điều chế bằng cách nung sodium acetate với vôi tôi xút, hoặc có thể cho aluminium carbide tác dụng với nước: - Ví dụ: Trong phòng thí nghiệm, khí methane được điều chế bằng cách nung nóng hỗn hợp sodium acetate với vôi tôi xút theo sơ đồ dưới đây: 10. Điều chế khí C 2 H 4 - Phương pháp: Ethylene (ethene) được điều chế bằng cách đun ethanol với sulfuric acid đậm đặc. C 2 H 5 OH 240170HSOd C C 2 H 4 + H 2 O - Cách thu khí: Phương pháp đẩy nước hoặc đẩy không khí (úp bình) - Ví dụ: Cho thí nghiệm được mô tả như hình vẽ