Tiêu đề CHUYÊN ĐỀ 5. HÌNH VẼ THÍ NGHIỆM.doc ✅

CHUYÊN ĐỀ 5 HÌNH VẼ THÍ NGHIỆM Phương pháp giải 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 bình 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 ): + Ở 20 0 C, 1 thể tích nước hòa tan tới gần 500 thể tích khí hidro clorua. + Ở điều kiện thường, 1 lít nước hòa tan khoảng 800 lít khí amoniac. - Khác với CO 2 thì SO 2 là khí tan nhiều trong nước. 1. BÀI TẬP MẪU Ví dụ 1. Khí X được điều chế bằng cách nung nóng chất rắn A và thu vào ống nghiệm bằng phương pháp đẩy nước theo sơ đồ sau (hình bên): a. Nếu chất rắn A là một trong các trường hợp sau đây: NaHCO 3 (1); NH 4 Cl và CaO (2); CH 3 COONa, NaOH và CaO (3); KMnO 4 (4) thì khí X sinh ra trong trường hợp nào phù hợp với phương pháp thu khí được mô tả theo sơ đồ trên. Giải thích (có viết phương trình phản ứng hóa học minh họa)? b. Trong sơ đồ lắp ráp dụng cụ trên, vì sao ống nghiệm (1) được lắp nghiêng với miệng ống nghiệm thấp hơn đáy ống nghiệm? (Trích đề thi vào lớp 10 chuyên tỉnh Phú Yên 2015) Giải chi tiết a. Khí X phải không tan hoặc rất ít tan trong nước.  Chất rắn A có thể là: NaHCO 3 , (CH 3 COONa, CaO, NaOH), KMnO 4 . 0 t 323222NaHCONaCOCOHO 0 CaO,t 3423CHCOONaNaOHCHNaCO 0 t 424222KMnOKMnOMnOO Các khí X là CO 2 , CH 4 và O 2 chúng là những chất ít tan trong nước, do đó thu CO 2 , CH 4 , O 2 bằng phương pháp đẩy nước. (NH 4 Cl và CaO) sinh ra khí NH 3 tan tốt trong nước nên không thể thu được theo cách dời nước: 0 t 42322NHClCaOCaClNHHO b. Miệng ống nghiệm (1) hơi thấp hơn đáy ống một chút để chỗ đun nóng tập trung nhiều nhiệt hơn. Mặt khác, hóa chất trong phòng thí nghiệm có thể bị ẩm nên khi nung nóng sinh ra hơi nước, nếu đặt miệng ống cao hơn đáy thì nước sẽ chảy ngược về đáy ống nghiệm (đang nóng) sẽ gây hiện tượng vỡ, nứt ống nghiệm. Ví dụ 2. Cho sơ đồ của quá trình điều chế SO 2 trong phòng thí nghiệm: 1. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra trong bình cầu. 2. Nêu vai trò của bông tẩm dung dịch NaOH. 3. Tại sao có thể thu khí SO 2 bằng phương pháp như hình vẽ?
4. Có thể thay dung dịch H 2 SO 4 bằng dung dịch axit HCl được không? 5. Có thể thay dung dịch Na 2 SO 3 bằng dung dịch K 2 SO 3 được không? 6. Có thể thay dung dịch Na 2 SO 3 bằng dung dịch BaSO 3 được không? Giải chi tiết 1. Phương trình hóa học: 24232422HSONaSONaSOSOHO 2. Bông tẩm xút có vai trò ngăn SO 2 thoát ra ngoài môi trường. 3. SO 2 tan tốt trong nước nên không thể dùng phương pháp đẩy nước. SO 2 nặng hơn không khí nên thu khí để ngửa bình. 4. Không nên thay H 2 SO 4 bằng dung dịch HCl. Vì HCl dễ bay hơi và lẫn vào SO 2 . 5. Có thể dùng K 2 SO 3 thay cho Na 2 SO 3 . 6. Không nên thay BaSO 3 cho Na 2 SO 3 vì phản ứng tạo BaSO 4 kết tủa làm chậm quá trình điều chế 324422BaSOHSOBaSOSOHO Ví dụ 3. Trong phòng thí nghiệm có các chất lỏng và dung dịch: C 2 H 5 OH, dung dịch HCl, dung dịch NaOH, H 2 O và các chất rắn: CaCO 3 , KMnO 4 , NaCl, CuO, Cu, CaC 2 . Các chất xúc tác cần thiết coi như có đủ. a) Có thể điều chế được những khí nào trong số các khí sau: H 2 , O 2 , Cl 2 , CO 2 , CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 3 . Viết các phương trình hóa học điều chế mỗi khí (nếu được). b) Nếu chỉ được sử dụng các hóa chất có sẵn và bộ thiết bị như hình vẽ (sau) thì có thể thu được những khí nào trong số các khí ở trên một cách tốt nhất? Giải thích. Hình vẽ sau. Giải chi tiết a) Điều chế được tất cả các khí:  điên phân xút điên cuc âmđiên cuc duong2222HO2HO  0 rănđăc t 42222KMnO16HCl2KCl2MnCl5Cl8HO 3222ddrănCaCO2HClCaClHOCO Hoặc 0 t 32CaCOCaOCO rănlong22222CaC2HOCa(OH)CH 0 t,Pd 22224CHHCH

+ Phải lắp miệng ống nghiệm đựng KMnO 4 hơi nghiêng xuống là vì khi đun nóng hóa chất thì đáy ống nghiệm là nơi tập trung nhiều nhiệt hơn so với các vị trí khác, mà các hóa chất rắn để lâu trong không khí sẽ hút ẩm nên khi đun nóng thì hơi nước sẽ thoát ra cùng sản phẩm. Khi đó, nếu không nghiêng miệng ống nghiệm thấp hơn thì hơi nước bay ra tới miệng ống nghiệm gặp lạnh sẽ ngưng tụ và chảy trở lại đáy ống nghiệm gây nứt, vỡ ống nghiệm (do đáy ống nghiệm đang nóng bị lạnh đột ngột) gây mất an toàn. + Bông khô có tác dụng hút hơi nước bay lên từ KMnO 4 bị ẩm. + Khi dừng thí nghiệm thì tháo ống dẫn khí ra trước rồi mới tắt đèn cồn. Nếu làm ngược lại thì khi vừa tắt đèn cồn, áp suất khí trong ống nghiệm giảm sẽ hút nước ngược trở lại vào trong ống đựng KMnO 4 . Câu 2: Trong phòng thí nghiệm, khí clo được điều chế theo sơ đồ thí nghiệm sau: Từ sơ đồ thí nghiệm trên, hãy: - Xác định các dung dịch A, C, D và chất rắn B. - Cho biết vai trò của dung dịch C và bông tẩm dung dịch D. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. (Trích đề thi vào lớp 10 chuyên Hạ Long – Quảng Ninh năm 2017). Giải - Dung dịch A là HCl, dung dịch C là H 2 SO 4 đặc, dung dịch D là NaOH, chất rắn B là MnO 2 . - Dung dịch H 2 SO 4 đặc (dung dịch C) dùng để làm khô khí Cl 2 đi ra từ phản ứng. - Bông tẩm dung dịch NaOH (dung dịch D) để ngăn khí Cl 2 thoát ra ngoài. Các phương trình hóa học: 2222MnO4HClMnClCl2HO 22Cl2NaOHNaClNaClOHO Câu 3: Khí hidro được điều chế trong phòng thí nghiệm bằng thiết bị sau: a. Hãy cho biết bình 1 và 2 đựng những chất nào sau đây: (1) là H 2 O; dung dịch HCl, dung dịch H 2 SO 4 loãng; nước vôi trong (dung dịch Ca(OH) 2 ). (2) là kim loại Zn; Fe; CuO; muối ăn (dung dịch NaCl). b. Người ta loại bỏ thể tích khí thu được lúc đầu vì có lẫn tạp chất: A. không khí. B. hidro. C. hơi nước. D. khí cacbonic. c. Ngoài cách thu khí hidro như trên còn cách nào thu khác? Giải a. (1) là dung dịch HCl hoặc H 2 SO 4 loãng; (2) là Zn hoặc Fe.