Bài giảng Kim loại kiềm

Bài 1:	 KIM LOẠI KIỀM
THÍ NGHIỆM
MƠ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ QUAN SÁT HIỆN TƯỢNG
GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG ,VIẾT PHƯƠNG TRÌNH ,TÍNH TỐN VÀ RÚT RA KẾT LUẬN
1
Điều chế Na2CO3 bằng phương pháp Solvay: 
Sục CO2 vào erlen 125ml chứa 50ml dung dịch NaCl bão hịa trong NH3. Ngâm erlen trong chậu nước lạnh, đợi cho đến khi cĩ tinh thể trắng tạo thành. Lọc chân khơng lấy tinh thể (tráng bằng cồn, khơng tráng bằng nước lạnh).







Lấy một ít tinh thể trên cho vào cốc nước. Thêm vào một giọt phenolphtalein ta thấy dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt.




Cho một ít tinh thể vào ống nghiệm, đậy bằng nút cao su cĩ gắn ống thủy tinh. Đun nĩng ống nghiệm bằng đèn cồn. Dẫn khí thốt ra vào nước vơi trong ta thấy dung dịch nước vơi trong bị đục dần. Nếu để trong một thời gian dài thì nước vội bị đục sẽ trong trở lại.


CO2 bị hấp thụ trong nước tạo thành H2CO3 theo phản ứng:
 CO2 + H2O D H2CO3
 NH3 + H2CO3 D NH4+ + HCO3-
 HCO3- + Na+ D NaHCO3
 Cả 4 chất: NaCl, NH4HCO3, NaHCO3 và NH4Cl đều tan trong nước nhưng NaHCO3 hơi ít tan hơn nên tách ra dưới dạng tinh thể (dung dịch ban đầu là bão hịa NH3). Đây là sự cân bằng giữa khả năng phản ứng và tốc độ phản ứng. Nhiệt độ vừa phải để vận tốc khơng chậm và độ tan của NaHCO3 khơng lớn hơn độ tan của NaCl.

Tinh thể NaHCO3 là muối tan trong H2O cĩ tính bazơ yếu:
 H2O + HCO3- D OH- + H2CO3 (1)
 H2CO3 D CO2 + H2O 
 H2CO3 khơng bền phân hủy tạo CO2 làm cân bằng của phản ứng (1) dịch chuyển về phía tạo ra OH- làm phenolphtalein hĩa hồng.



Do xảy ra các phản ứng sau đây:
 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2h + H2O
 CO2 + Ca(OH)2 g CaCO3i + H2O
 CO2 + H2O + CaCO3 g Ca(HCO3)2 tan



 Kết luận:
 Cĩ thể điều chế muối NaHCO3 dựa vào sự khác nhau về độ tan đủ lớn ở nhiệt độ nhất định. Trong cơng nghiệp ta cĩ thể thu lại CO2 bị giải phĩng khi nhiệt phân NaHCO3 cũng như khi nung đá vơi để sử dụng cho giai đoạn đầu.

2
Quan sát màu ngọn lửa của kim loại kiềm:
Nhúng một đầu mẫu giấy lọc vào dung dịch LiCl bão hịa rồi đưa vào ngọn lửa đèn cồn ta thấy ngọn lửa cĩ màu đỏ tía.
Làm thí nghiệm tương tự như trên với dung dịch NaCl bão hịa ta thấy ngọn lửa cĩ màu vàng, cịn với dung dịch KCl bão hịa thì ta thấy ngọn lửa cĩ màu tím.
Khi thay LiCl bằng Li2SO4 thì thấy màu ngọn lửa khơng thay đổi.



Ở trong ngọn lửa, những electron của nguyên tử và ion kim loại kiềm được kích thích nhảy lên các mức năng lượng cao hơn. Khi trở về những mức năng lượng ban đầu, các electron này phát ra năng lượng dưới dạng các bức xạ trong vùng khả kiến. Vì vậy, ngọn lửa cĩ màu đặc trưng cho từng kim loại.
Do anion giữ electron chặt hơn Cl- nên năng lượng từ ngọn lửa đèn cồn khơng đủ lớn để kích thích electron lên trạng thái kích thích nên Li+ trong Li2SO4 khơng thể hiện được tính chất như LiCl.

 Kết luận:
 Khi đốt cháy cation kim loại kiềm (trong hợp chất với anion thích hợp) sẽ cho ngọn lửa cĩ màu đặc trưng. Trong phân nhĩm chính nhĩm IA, khi đi từ trên xuống dưới màu đặc trưng của ngọn lửa sẽ chuyển từ đỏ đến tím, nghĩa là năng lượng tăng dần do bán kính nguyên tử tăng, electron dễ chuyển sang mức năng lượng cao hơn.
3
Phản ứng của kim loại kiềm với nước:
Cho nước vào chén sứ đến ½ thể tích, nhỏ vào đĩ 1 giọt phenolphtalein. Dùng kẹp sắt lấy một mẫu kim loại Na, dùng dao nhựa cắt thành một mẫu nhỏ (1x1mm) ta thấy Na rất mềm. Cho mẫu Na vừa cắt vào chén sứ ta thấy Na phản ứng với nước mãnh liệt làm nước nĩng lên, cĩ khĩi trắng bay lên, mẫu Na chạy trên mặt nước.Phản ứng ban đầu rất nhanh nhưng sau đĩ chậm dần và dung dịch chuyển sang màu hồng đậm.




Làm lại thí nghiệm trên nhưng thay nước bằng dung dịch CuSO4 0.5M ta thấy phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn thí nghiệm trên: Na bốc cháy kèm theo tiếng nổ, cĩ khĩi trắng xuất hiện, cĩ kết tủa màu lam và tại chỗ bốc cháy cĩ tủa màu đen. Dung dịch chuyển sang màu hồng sau đĩ mất màu hồng đi.


Phương trình phản ứng:
 Na + H2O g NaOH +H2h (1)
 H2 + O2 g H2O (2)
Khĩi trắng là hỗn hợp của H2 và hơi nước. Do phản ứng (1) tỏa nhiệt rất lớn tạo điều kiện cho phản ứng (2) xảy ra.
Do phản ứng sinh ra NaOH là một bazơ mạnh nên dung dịch cĩ chứa phenolphtalein hĩa hồng. Một phần NaOH sinh ra bao quanh mẫu làm giảm bề mặt tiếp xúc của Na với H2O nên phản ứng xảy ra chậm. H2 sinh ra phân bố khơng đồng đều tạo nên lực nâng và lực đẩy, đẩy Na chạy trên mặt nước.

Ngồi phản ứng (1) cịn cĩ phản ứng:
 2NaOH + CuSO4 g Cu(OH)2i + Na2SO4
 xanh lam
Natri phản ứng mãnh liệt hơn vì:
 + Trong TN đầu NaOH vừa tạo thành bao quanh mẫu Na làm giảm bề mặt tiếp xúc giữa Na với H2O.
 + Trong TN sau NaOH vừa tạo thành đã phản ứng ngay với CuSO4 nên khơng làm giảm bề mặt tiếp xúc giữa Na với H2O. Vì vậy, phản ứng mãnh liệt hơn.
Mặt khác, do NaOH mới sinh ra phản ứng tức thời với lượng dư CuSO4 nên dung dịch chứa phenolphtalein ban đầu chuyển sang màu hồng nhưng sau đĩ mất màu.
Kết tủa màu đen là do nhiệt tỏa ra của phản ứng (a) làm nhiệt phân tủa Cu(OH)2 thành CuO cĩ màu đen:
 Cu(OH)2 CuO + H2O
 đen
 Kết luận:
 Kim loại kiềm mềm, dễ cắt, rất hoạt động về mặt hĩa học. Trong các phản ứng chúng thể hiện tính khử mạnh.Ở điều kiện thường, trong khơng khí khơ kim loại thường được phủ 1 lớp oxít. Trong khơng khí ẩm thì lớp oxít sẽ kết hợp với hơi nước tạo thành các hydroxít kết hợp với CO2 tạo muối carbonat vì vậy kim loại kiềm thường được bảo quản trong bình kín hoặc ngâm trong dầu hỏa.
4
Độ tan của các muối kim loại kiềm:
Cho vào 2 ống nghiệm mỗi ống khoảng 1 ml dung dịch LiCl 0.5M và 5 giọt NH4OH đậm đặc.
Ống 1: thêm vào 1ml dung dịch NaF 0.5M, lắc đều để yên vài phút ta thấy cĩ tủa trắng tạo thành. Khi thêm NH4OH vào thì lượng tủa nhiều hơn.
Ống 2: thêm vào 1ml dung dịch NaH2PO4 lắc đều để yên vài phút ta thấy cĩ tủa trắng tạo thành. Khi thêm NH4OH vào thì tủa vẫn khơng tan.


 NaF + LiCl g NaCl + LiFi
 Vì NH4OH đặc làm dung mơi phân cực hơn mà LiF cĩ một phần liên kết cộng hĩa trị nên tủa nhiều hơn.
 OH- + H2PO4- g H2O + HPO42- 
 OH- + HPO42- g H2O + PO43-
 3Li+ + PO43- g LiPO4i
 Kết luận:
Đa số các muối kim loại kiềm là dễ tan trừ một số muối của Li.
Các muối của K+ dễ tan hơn của Li+ vì khi thay LiCl bằng KCl thì trong các ống đều khơng cĩ hiện tượng.
5
Lắc chung hỗn hợp gồm 0.5g LiCl và 0.5g KCl với 3ml cồn trong becher 50ml khoảng 5 phút. Lọc và rửa phần rắn khơng tan 3 lần, mỗi lần với 1ml cồn. Phần cồn qua lọc và cồn dùng để rửa gộp chung trong một becher. Đun cách thủy đến khi cạn khơ sẽ thu được 2 khối rắn: một ở trên lọc và một do cơ cạn. Lấy mẫu rắn trên lạo hịa tan trong 2ml nước rồi chia thành 2 ống nghiệm để thử Li+:
Ống 1: thêm 1ml NaF và 5 giọt NH4OH đậm đặc, khơng cĩ hiện tượng gì xảy ra.
Ống 2: thêm 10 giọt acid piric vào cĩ xuất hiện kết tủa hình kim.
Làm tương tự với mẫu rắn thu được do cơ cạn thì thấy trong 
Ống 1: cĩ kết tủa màu trắng 
Ống 2 : khơng cĩ hiện tượng 

Khi hịa tan hỗn hợp bằng cồn thì do Li+ cĩ bán kính nguyên tử nhỏ nên lực hút hạt nhân vơi electron ngồi cùng lớn làm cho độ phân cực trong muối LiCl giảm mà cồn là dung mơi phân yếu nên LiCl được hịa tan tốt cịn KCl thì khơng tan do tính phân cực mạnh. Vì vậy, phần qua lọc cĩ chứa LiCl cịn mẫu rắn là KCl.




Điều này chứng tỏ chất rắn trên lọc khơng chứa ion Li+ mà chứa ion K+.


Điều này chứng tỏ trong dung dịch thu được cĩ chứa ion Li+


 Kết luận:
Trong phân nhĩm IA khi đi từ trên xuống thì độ phân cực của muối kim loại tăng dần.
Các chất sẽ tan dễ dàng trong dung mơi tương tự với nĩ.

























	Bài 2:	 KIM LOẠI KIỀM THỔ
THÍ NGHIỆM
MƠ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ QUAN SÁT HIỆN TƯỢNG
GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG ,VIẾT PHƯƠNG TRÌNH ,TÍNH TỐN VÀ RÚT RA KẾT LUẬN
1
* Quan sát màu của ngọn lửa khi kim loại kiềm thổ cháy:

- Nhúng một đầu giấy lọc sạch vào dung dịch CaCl2 bão hồ rồi hơ trên ngọn lửa đèn cồn ta thấy ngọn lửa cĩ màu đỏ da cam.

- Tiến hành tương tự với dung dịch SrCl2 bão hào và dung dịch BaCl2 ta thấy ngọn lửa cĩ màu đỏ tươi ứng với dung dịch SrCl2 và màu vàng lục ứng với dung dịch BaCl2.

Hiện tượng này được giải thích là do ion kim loại của muối hấp thụ năng lượng từ ngọn lửa, các electron ở lớp ngồi cùng bị kích thích lên mức năng lượng cao hơn nên khi trở về trạng thái cơ bản nĩ sẽ phát ra bức xạ cĩ bước sĩng trong vùng khả kiến đặc trưng cho mỗi ion kim loại và cĩ màu sắc khác nhau.


Kết luận :
Khi đốt cháy cation kim loại kiềm thổ (trong hợp chất với anion thích hợp) sẽ cho ngọn lửa cĩ màu đặc trưng. Trong phân nhĩm chính nhĩm IIA, khi đi từ trên xuống dưới màu đặc trưng của ngọn lửa sẽ chuyển từ đỏ đến vàng, nghĩa là năng lượng tăng dần do bán kính nguyên tử tăng, electron dễ chuyển sang mức năng lượng cao hơn.
2

* Phản ứng của kim loại kiềm thổ với nước:
Lấy 2 ống nghiệm cho vào mỗi ống 1-2 giọt nước, một ít bột Mg và 1 giọt phenolphtalein.

- Ống 1:
+ Khi để nguội phản ứng xảy ra rất chậm. Tại bề mặt tiếp xúc pha xuất hiện màu hồng nhạt đồng thời cĩ bọt khí nổi lên. Đĩ là khí hydro. 





+ Khi đun nĩng 
Bọt khí xuất hiện nhiều hơn, màu hồng đậm hơn và lan ra tồn bộ dung dịch.



- Ống 2: Cho từ từ dung dịch NH4Cl vào. Phản ứng xảy ra mãnh liệt, màu dung dịch nhạt dần đến mất màu, đồng thời khí thốt ra nhiều hơn. Sau đĩ màu hồng xuất hiện trở lại.






- Phản ứng xảy ra chậm do Mg(OH)2 tạo thành che phủ bề mặt của Mg:

 Mg + H2O D Mg(OH)2↓ + H2↑ (1)

- Do TMg(OH)2 = 10-9.22 nên vẫn cĩ một phần Mg(OH)2 tan tạo ion OH- khiến phenolptalein hĩa hồng tại bề mặt phân chia giữa Mg và nước.

 Mg(OH)2 D Mg2+ + 2OH- (2)

- Ở nhiệt độ cao Mg(OH)2 tan nhiều hơn trong nước nên tạo nhiều OH- khiến màu hồng dung dịch đậm hơn. Đồng thời sự che phủ của Mg(OH)2 giảm nên phản ứng (1) xảy ra nhanh hơn Þ bọt khí thốt ra nhiều hơn.

- Khi cho NH4Cl vào thì Mg(OH)2 bị hịa tan, giải phĩng bề mặt Mg làm phản ứng (1) mãnh liệt hơn và khí thốt ra nhiều hơn.

 Mg(OH)2 + NH4Cl D MgCl2 + NH3↑ + H2O

- Do Mg(OH)2 bị hịa tan nên cân bằng (2) bị dịch chuyển theo chiều thuận làm giảm OH- dẫn đến mất màu phenolptalein.
- Màu hồng xuất hiện trở lại do hai nguyên nhân: NH3 sinh ra ở phản ứng trên và OH- do phản ứng (2) sinh ra.

Kết luận:
Kim loại kiềm thổ tác dụng mạnh với nước khi đun nĩng hoặc cĩ xúc tác thích hợp.
3

* Điều chế và tính chất của Mg(OH)2:

 Lấy 3 ống nghiệm cho vào mỗi ống dung dịch NaOH ta thấy xuất hiện kết tủa trắng và hầu như khơng tan trong nước.Ly tâm bỏ phần dung dịch phía trên và cho phần kết tủa vào 3 ống nghiệm. 

- Ống 1: Cho tác dụng với HCl. Kết tủa tan và dung dịch trở nên trong suốt. 

- Ống 2: Cho tác dụng với NH4Cl. Kết tủa tan tạo dung dịch trong suốt và cĩ mùi khai. 

- Ống 3: Cho NaOH vào. Khơng cĩ hiện tượng xảy ra.


* Điều chế và tính chất của hydroxit kim loại kiềm thổ:
 
 Lấy 4 ống nghiệm, mỗi ống lần lượt chứa 1 ml dung dịch muối Mg2+, Ca2+, Ba2+ và Sr2+ 0.5M; thêm vào mỗi ống 0.5 ml dung dịch NaOH 1M, ta thấy trong các ống nghiệm đều xuất hiện kết tủa. Lượng kết tủa tăng dần theo thứ tự Ba2+, Sr2+, Ca2+ và Mg2+. Như vậy độ tan của các hydroxyt tương ứng giảm dần theo thứ tự trên.




MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + 2NaCl





Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O



Mg(OH)2 + 2NH4Cl D MgCl2+ 2NH3↑ + 2H2O


NaOH và Mg(OH)2 đều cĩ tính bazơ nên khơng phản ứng.



Ca2+ + 2OH- D Ca(OH)2↓
Ba2+ + 2OH- D Ba(OH)2
Mg2+ + 2OH- D Mg(OH)2↓
Sr2+ + 2OH- D Sr(OH)2↓

Do đi từ Mg đến Ba thì bán kính nguyên tử tăng lên nên lực hút hạt nhân với electron ngồi cùng giảm và do oxi cĩ độ âm điện lớn nên rút electron về phía nĩ làm cho phân tử hydroxyt phân cực mạnh nên tan được trong nước là dung mơi phân cực.

Kết luận:
 Cĩ thể điều chế các hydroxyt của kim loại kiềm thổ bằng cách cho muối tan của chúng tác dụng với kim loại kiềm. Hydroxyt của kim loại kiềm thổ cĩ tính bazơ.
4
 * Khảo sát độ tan của muối sunfat kim loại kiềm thổ:
- Lấy 4 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 1 ml lần lượt các dung dịch MgCl2, CaCl2, BaCl2 và SrCl2, sau đĩ nhỏ từ từ dung dịch H2SO4 2N vào. Ta thấy :
Ống chứa MgCl2 khơng cĩ hiện tượng Ống chứa CaCl2 bị vẫn đục do tạo chất ít tan.
Ống chứa SrCl2 cĩ màu trắng đục
Ống chứa BaCl2 bị đục nhiều



- Cho H2SO4 đến dư các kết tủa khơng tan.








Ca2++ SO4 2- D CaSO4↓

Sr2+ + SO4 2- D SrSO4↓
Ba2+ + SO4 2- D BaSO4↓
Điều này hồn tồn phù hợp với tích số tan của chúng TCaSO4 = 10-5.04, TSrSO4 = 10-6.49
TBaSO4 = 10-9.97 
Do nồng độ của SO4 2- tăng lên nên cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận nghĩa là tăng lượng kết tủa.
Kết luận :
Độ tan của hydroxyt và muối sunfat khi đi từ Mg đến Ba ngược nhau vì đối với muối sunfat năng lượng hoạt hĩa cation lớn hơn năng lượng mạng tinh thể. Hơn nữa đi từ Mg đến Ba, bán kính ion X2+ tăng dần nên khả năng phân cực trong nước giảm và năng lượng hydrat giảm dẫn đến độ tan giảm từ Mg đến Ba.

5
* Xác định độ cứng của nước:
- Hút 10ml nước cứng cho vào erlen 250ml, thêm nước cất đến khoảng 100ml, thêm 5ml dung dịch đệm pH 10 và khoảng 5 giọt chỉ thị Erio T đen. Lắc đều và chuẩn độ bằng dung dịch ETDA 0.02N cho đến khi màu chỉ thị chuyển từ đỏ tím sang xanh dương hẳn. Tiến hành chuẩn độ 2 lần. 


 V1 = 7.7 ml
 V2 = 7.9 ml
`VETDA = 7.8 ml 
 Vmẫu = 10 ml
 CN ETDA = 0.02 N
Tổng hàm lượng Mg2+ và Ca2+:
 X = `V ETDA x CN ETDA x 1000/ Vmẫu 
 = 7.8 x 0.02 x 1000/ 10 = 15.6 (mN)

6
* Làm mềm nước:
- Lấy 50 ml nước cứng cho vào becher 250 ml, thêm 5 ml dung dịch Na2CO3 0.1M và 2 ml sữa vơi. Đun sơi hỗn hợp trong 3 phút, lọc bỏ kết tủa. Tiến hành chuẩn độ phần nước trong như thí nghiệm 5.
V1 = 17,5ml, V2 = 18.3ml Þ `VETDA = 17.9 ml
Vmẫu = 50 ml.
Tổng hàm lượng Mg2+ và Ca2+ cịn lại:
X¢ = `VETDA x CN ETDA x 1000/ Vmẫu 
 = 17.9x 0.02 x 1000/ 50 = 7.16(mN)
Nhận xét: 
X¢ < X chứng tỏ hàm lượng Mg2+ và Ca2+ trong mẫu giảm Þ nước được làm mềm vì khi thêm Na2CO3 và Ca(OH)2 vào thì xảy ra phản ứng:
Mg2+ + 2OH- D Mg(OH)2↓
Ca2+ + CO32- D CaCO3↓

Làm giảm lượng Mg2+ và Ca2+ trong dung dịch sau lọc.



























	Bài 3:	NGUYÊN TỐ NHĨM IIIA
THÍ NGHIỆM
MƠ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ QUAN SÁT HIỆN TƯỢNG
GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG ,VIẾT PHƯƠNG TRÌNH ,TÍNH TỐN VÀ RÚT RA KẾT LUẬN
1
Hydroxyt nhơm – Điều chế và tính chất:
Lấy 10g quặng bauxite (46% Al2O3) cho vào becher 250ml, thêm 40ml dd NaOH 3M. Đun sơi, khuấy đều trong 15 phút. Lọc bỏ cặn đỏ. Phần nước trong qua lọc được trung hịa bằng dd HCl 1M cho đến pH 7 ( dùng vài giọt phenolphtalein để kiểm tra). Ta thấy cĩ kết tủa keo trắng hình vĩi rồng trên nền hồng của phenolphtalein. Lọc bỏ kết tủa rồi sấy ở 100oC, sản phẩm sau sấy là Al(OH)3, cân được 4.3g.
 

 Hịa tan tủa đã sấy khơ với HCl và NaOH ta thấy tủa tan tạo dd trong suốt.



Lấy 3 ống nghiệm, mỗi ống cho 1ml dd muối Al3+, thêm từ từ từng giọt dd NaOH 1M cho đến khi tạo tủa. Sau đĩ thêm vào:
Ống 1: cho NH4Cl vào ta thấy khơng cĩ hiện tượng.
Ống 2: cho dd NaOH 1M ta thấy kết tủa tan.
Ống 3: cho dd NH4OH đậm đặc ta thấy tủa tan nhưng chậm hơn ống 2.


a) 
 Đây là phần nước qua lọc.



 Lượng tủa lý thuyết thu được:
 
 Hiệu suất:
 



 
 Kết luận:
 Al(OH)3 là một hợp chất lưỡng tính. Nĩ cĩ tính acid yếu và bazơ yếu.

 
b) Al3+ + 3OH- g Al(OH)3i





 Al(OH)3 + NaOH g NaAlO2 + 2H2O


 Al(OH)3 + 3NH4OH D (NH4)3[Al(OH)6]

 Kết luận:
 Al(OH)3 là một chất cĩ tính acid và bazơ đều yếu.
2
Phản ứng của nhơm với acid và kiềm:
Lấy 4 ống nghiệm lần lượt cho vào mỗi ống 1ml dung dịch đậm đặc sau: H2SO4, HNO3, HCl, NaOH. Thêm vào mỗi ống 1 miếng nhơm.
Để ở nhiệt độ phịng. Quan sát ta thấy:
Ống 1: chứa H2SO4 đậm đặc, khơng cĩ hiện tượng.
Ống 2: chứa HNO3 đậm đặc, khơng cĩ hiện tượng.
Ống 3: chứa HCl đậm đặc, phản ứng xảy ra mãnh liệt tạo bọt khí đồng thời cĩ rắn màu đen xuất hiện.
Ống 4: chứa NaOH đậm đặc, phản ứng xảy ra mãnh liệt tạo bọt khí đồng thời cĩ rắn màu đen xuất hiện giống ống 3.
Ở nhiệt độ cao. Ta thấy:
Ống 1: phản ứng mãnh liệt, Al tan ra tạo dung dịch màu vàng. Khi để nguội thì Al lại thụ động hĩa.
Ống 2: phản ứng mãnh liệt cĩ khí màu nâu bay ra. Khi để nguội thì Al lại bị thụ động hĩa.
Ống 3: phản ứng rất mãnh liệt, cĩ khí thốt ra, rắn đen xuất hiện do nhơm bị chuyển dạng thù hình.
Ống 4: phản ứng rất mãnh liệt, cĩ khí thốt ra, cĩ rắn đen xuất hiện do Al bị chuyển dạng thù hình.

Làm lại thí nghiệm trên với các dung dịch lỗng.
Để ở nhiệt độ phịng. Quan sát ta thấy:
Ống 1: phản ứng xảy ra chậm, cĩ khí thốt ra trên bề mặt Al.
Ống 2: phản ứng xảy ra chậm tạo khí khơng màu hĩa nâu trong khơng khí.
Ống 3: phản ứng xảy ra chậm, cĩ bọt khí trên bề mặt Al.
Ống 4: Al tan chậm, cĩ bọt khí thốt ra trên bề mặt Al.
Ở nhiệt độ cao. Quan sát ta thấy:
Ống 1: phản ứng mãnh liệt, khí thốt ra rất nhiều.
Ống 2: cĩ khí màu nâu bay ra.
Ống 3: phản ứng xảy ra mãnh liệt, khí thốt ra nhiều.
Ống 4: phản ứng xảy ra nhanh hơn khi chưa đun nĩng, khí thốt ra nhiều.







- Do nhơm bị thụ động hĩa trong H2SO4 và HNO3 đặc nguội.


- Xuất hiện rắn đen là do nhơm chuyển dạng thù hình.
2Al + 6HCl g 2AlCl3 + 3H2h
2Al + 2NaOH +6H2O g 2Na[Al(OH)4] + 3H2h



2Al+6H2SO4, dđ Al2(SO4)3+3SO2h+H2O

Al+6HNO3, đđ Al(NO3)3+3NO2h + 3H2O

2Al + 6HCl đđ 2AlCl3 +3H2h

2Al + 2NaOH +2H2O 2NaAlO2 + 3H2h





 
 2Al+3H2SO4 g Al2(SO4)3 + 3H2h

Al + 4HNO3 g Al(NO3)3 + NOh + 2H2O
2NO + O2 g 2NO2

 2Al + 6HCl g 2AlCl3 +3H2h

2Al + 2NaOH +2H2O g 2NaAlO2 + 3H2h


 2Al+3H2SO4 g Al2(SO4)3 + 3H2h
 Al+6HNO3 Al(NO3)3 + 3NO2h + 3H2O
 2Al + 6HCl g 2AlCl3 +3H2h

2Al + 2NaOH +2H2O g 2NaAlO2 + 3H2h
 Kết luận:
Al cĩ thể tan được trong kiềm và acid nhất là khi đun nĩng. Ở nhiệt độ thường Al được bảo vệ bởi màng oxit nên bị thụ động hĩa trong một số acid. Vì thế ta dùng nhơm để đựng một số acid đậm đặc như HNO3 và H2SO4.
3
Phản ứng của Al với oxy và nước:
Lấy 2 miếng Al, đánh sạch bề mặt, rửa sạch bằng nước rồi thấm khơ bằng giấy lọc. Nhỏ lên mỗi miếng một giọt dd muối Hg2+. Ta thấy giọt dd Hg2+ từ khơng màu chuyển sang màu xám đen.
Sau vài phút dùng giấy lọc thấm khơ dd Hg2+. Một miếng để ngồi khơng khí, một miếng ngâm trong nước.Quan sát hiện tượng ta thấy:
Miếng nhơm để ngồi khơng khí cĩ 1 lớp màu trắng xám hình kim phồng dần lên.



Miếng ngâm trong nước ban đầu sủi bọt khí nhưng sau đĩ thì hết đồng thời xuất hiện màng keo tại nơi phản ứng.


 2Al + 3Hg2+ g 2Al3+ + 3Hgi
Chính Hg sinh ra làm cho giọt dung dịch Hg2+ chuyển màu xám đen.



- Tại chỗ nhỏ Hg2+, miếng nhơm tạo thành hỗn hống Hg – Al. Hỗn hống này tiếp xúc với oxy trong khơng khí:
 4 Al – Hg + 3O2 g 2Al2O3 + 4Hg
Lớp oxit hình thành rồi bong ra, lớp hỗn hống phía trong tiếp xúc tác dụng và cứ thế làm lớp oxit cao dần.
- Do tạo lớp hydroxit nhơm che phủ bề mặt khơng cho nhơm tiếp xúc với nước nên khơng cho phản ứng tiếp diễn.
2Al + 6H2O g 2Al(OH)3i + 3H2h
Kết luận:
Nhơm cĩ thể tác dụng với oxy trong khơng khí và nước nếu khơng cĩ lớp oxit bảo vệ bên ngồi.
4
Nhận biết acid boric và borat:
Cho 0,5g H3PO3 vào ống nghiệm rồi thêm vào đĩ 2ml C2H5OH. Đun nhẹ ta thấy hầu như khơng tan. Rĩt dd vào chén sứ rồi đốt ta thấy ngọn lửa cĩ màu xanh lục chứng tỏ H3PO3 cĩ tan trong C2H5OH.
Lấy một ít tinh thể borat Na2B4O7 vào chén sứ. Nhỏ lên vài giọt H2SO4 đặc cho đến khi tinh thể borat hồn tồn bị thấm ướt. Sau đĩ thêm một ít CaF2, trộn đều, đem đun cho đến khi cĩ khĩi trắng bay ra. Đốt trên khĩi trắng, ta thấy ngọn lửa cĩ màu xanh lục.


H3BO3 + 3C2H5OH g B(OC2H5)3 +3H2O



Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O g Na2SO4 + H3BO3
CaF2 + H2SO4 g CaSO4 + 2HF
3HF + H3BO3 g BF3 + 3H2O
Nếu HF dư: BF3 + HF g HBF4
Ở điều kiện thường, BF3 là một chất khí khơng màu và bốc khĩi mạnh trong khơng khí. Do trong khĩi trắng tồn tại nguyên tố Bo nên khi đốt ngọn lửa cĩ màu xanh.
Kết luận:
Acid boric và borat cĩ thể nhận biết bằng màu đặc trưng của ngọn lửa khi đốt cháy những hợp chất của chúng.

























	Bài 4: 	CARBON VÀ SILIC
THÍ NGHIỆM
MÔ TẢ THÍ NGHIỆM VÀ QUAN SÁT HIỆN TƯỢNG 
GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG ,VIẾT PHƯƠNG TRÌNH ,TÍNH TỐN VÀ RÚT RA KẾT LUẬN
1
* Điều chế than hoạt tính:
- Nghiền nhỏ than thường trong cối sứ, lấy 2 phần bằng nhau (5g/phần). Phần I cho vào becher 250 ml chứa sẵn 10 ml nước. Đun sôi đến khi than chìm xuống đáy becher. Lọc, hút chân không, sau đó cho vào chén sứ, đậy kín và nung ở 500oC trong 30 phút. Để nguội, cân lại. Ta thấy: khối lượng nhẹ hơn lúc đầu. Than sau khi nung còn đen hơn và ánh hơn lúc đầu.

- Nghiền nhỏ than để tăng diện tích tiếp xúc của than với nước và để nước dễ dàng đi vào các lỗ rỗng trong cấu trúc than, đồng thời đun sôi để loại bỏ các tạp chất.
- Hút chân không để loại bỏ các hợp chất tan trong nước.
- Nung than ở 500oC trong điều kiện thiếu khí để phân hủy các tạp chất còn lại ở giai đoạn trên.
- Sau khi loại bỏ tạp chất, khối lượng than sẽ giảm so với ban đầu và than có hoạt tính hơn do các lỗ xốp của tạp chất để lại. Vì vậy than hoạt tính có khả năng hấp phụ tố hơn than thường.

2
* Tính chất hấp phụ của than hoạt tính:
- Cho vào lần lượt 2 ống nghiệm lớn 2g than hoạt tính và than thường, rồi sấy khô.
- Cho vào ống nghiệm khác 3-4 ml HNO3 đặc, thêm vài miếng đồng, đậy nút có ống dẫn khí NO2 tạo thành vào 2 ống nghiệm trên. Đậy nút và lắc mạnh.Ta thấy: khí NO2 ở ống nghiệm chứa than hoạt tính mất màu nhanh hơn.

- Hơ nhẹ 2 ống nghiệm trên lửa cồn. Ban đầu khí thoát ra ở ống nghiệm chứa than thường nhiều hơn nhưng sau đó khí ở ống chứa than hoạt tính lại thoát ra nhiều hơn.

- Cho vào lần lượt 2 ống nghiệm lớn 2g than hoạt tính và than thường, rồi thêm vào mỗi ống 5 ml dung dịch màu hữu cơ, lắc kỹ và lọc lấy dung dịch. Dung dịch sau lọc ở ống chứa than hoạt tính nhạt hơn so với than thường




- Do than có khả năng hấp phụ cao nên làm mất màu khí NO2. Hơn nữa do than hoạt tính có nhiều lỗ xốp và bề mặt tiếp xúc lớn hơn than thường nên hấp phụ nhanh hơn.

- Quá trình hấp thụ là tự xảy ra nhưng có DS < O nên DH < O tức là tỏa nhiệt. Do đó khi cung cấp nhiệt thì quá trình giải hấp sẽ xảy ra và làm thoát khí NO2. Than hoạt tính có nhiều lỗ xốp hơn, nhỏ hơn than thường nên khả năng hấp phụ NO2 mạnh hơn. Chính vì thế NO2 hấp phụ ở than thường dễ thoát ra hơn và được giải hấp nhanh hơn.

- Cả 2 loại than đều hấp phụ màu hữu cơ nhưng do than hoạt tính hấp phụ mạnh hơn nên làm cho màu dung dịch hữu cơ nhạt hơn.


 Kết luận:
 Than hoạt tính có khả năng hấp phụ tốt hơn than thường.
3
* Tính chất hóa học của than:
a/ Trộn và nghiền kỹ hỗn hợp 0.5 g CuO và 1 g bột than trong cối sứ và cho vào 1 chén sứ. Đậy nắp và nung chén ở 600oC trong 30 phút. Để nguội, đổ sản phẩm ra 1 tờ giấy lọc. Ta thấy sản phẩm có màu đỏ gạch.


b/ Cho vào 2 ống nghiệm một ít than đã nghiền:
- Ống 1: thêm 2-3 giọt H2SO4 đậm đặc, đun nhẹ và dẫn khí thoát ra qua nước vôi trong. Khí có mùi hắc và làm đục nước vôi
- Ống 2: thêm 2-3 giọt HNO3 đậm đặc, đun nhẹ và dẫn khí thoát ra qua nước vôi trong. Khí màu nâu thoát ra và làm đục nước vôi trong. Phản ứng tỏa nhiệt.

- Chất rắn màu đỏ gạch là đồng kim loại
 CuO + C 600 C Cu + CO↑









C + 2H2SO4 đ CO2 + 2SO2 + 2H2O



C + 4HNO3đ 4NO2↑ + CO2↑ + 2H2O


Kết luận:
- Carbon thể hiện tính khử khi tham gia phản ứng hóa học.
4
* Nhiệt phân muối carbonat:
- Cho vào lần lượt 2 ống nghiệm khoảng 1 g Na2CO3 và (NH4)2CO3. Đậy ống nghiệm bằng nút có ống dẫn khí và cho khí thoát ra vào ống nghiệm chứa nước vôi trong.
 Ta thấy :
 Ống chứa Na2CO3 có ít bọt khí thoát ra và làm đục nước vôi trong.

 Ống nghiệm chứa (NH4)2CO3 sinh ra nhiều khí làm đục nước vôi trong, sau đó dung dịch trong trở lại.

- Muối Na2CO3 bền nhiệt, không bị nhiệt phân. Khí thoát ra là do có lẫn NaHCO3 và lượng CO2 hấp thụ trong khí quyển làm đục nước vôi trong.

2NaHCO3 Na2CO3 + CO2↑ + H2O
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O

2NH4HCO3 2NH3↑ + CO2↑ + H2O
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2

Kết luận:
- Các muối carbonat kim loại kiềm thì bền nhiệt. Khi đun nóng chúng nóng chảy mà không phân hủy trong khi muối carbonat của các kim loại khác thì bị phân hủy và giải phóng khí CO2.

5
* Muối của acid silicic:
- Cho vào chén sắt khoảng 2 g NaOH rắn và 0.2 g SiO2, trộn và nung nóng khoảng 30 phút. Để nguội, cho nước vào hòa tan và lọc lấy dung dịch.
- Cho từng giọt HCl đậm đặc vào dung dịch đến khi tạo tủa. Kết tủa dạng keo, màu trắng

- Dung dịch thu được là Na2SiO3 và NaOH dư:
2NaOH + SiO2 Na2SiO3 + H2O


- Kết tủa chính là H2SiO3
 NaOH + HCl → NaCl + H2O
Na2SiO3 + 2HClđ → H2SiO3↓ + 2NaCl

Kết luận:
- Muối kim loại kiềm và acid silicic dễ tan trong nước