Tài liệu Hệ thống thí nnghiệm hoá học phần vô cơ lớp 12 ban khtn và phương pháp tiến hành thí nghiệm

Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ Chương 2: HỆ THỐNG THÍ NNGHIỆM HOÁ HỌC PHẦN VÔ CƠ LÍP 12 BAN KHTN VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM I. NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH HOÁ VÔ CƠ LÍP 12 BAN KHTN 1. Nội dung kiến thức phần vô cơ líp 12 ban KHTN Phần hoá học vô cơ líp 12 ban KHTN có nhiệm vụ phát triển và hoàn chỉnh những kiến thức hoá học vô cơ ở cấp THCS và ở líp 10, 11 THPT trên cơ sở lí thuyết chủ đạo của chương trình. Nội dung kiến thức phần vô cơ líp 12 ban KHTN có thể chia thành hai phần như sau: - Phần đại cương về kim loại, gồm các kiến thức chung về kim loại như: tính chất vật lí và hoá học chung của các kim loại và hợp kim, sự ăn mòn kim loại và điều chế kim loại ... - Phần các kim loại cụ thể: Phần này chủ yếu đi sâu vào tìm hiểu một số kim loại cụ thể quan trọng đối với nền kinh tế quốc dân. Như vậy nội dung của phần thứ nhất mang tính định hướng giúp HS có cái nhìn khái quát về kim loại; có sự kết hợp với lí thuyết chủ đạo của chương trình để đi sâu nghiên cứu một số kim loại cụ thể có nhiều ứng dụng trong thực tiễn. Đồng thời phần hoá vô cơ của líp 12 ban KHTN còn được mở rộng thêm một số vấn đề về ứng dụng và vai trò của các kiến thức hoá học trong đời sống XH. Vì vậy, phần hoá học vô cơ líp 12 ban KHTN gồm các chương: Chương 4 : Đại cương về kim loại Chương 5 : Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm Chương 6 : Crom-Sắt-Đồng Chương 7 : Phân tích hoá học Chương 8 : Hoá học và vấn đề kinh tế, xã hội, môi trường 2-Những điểm mới so với chương trình hiện hành So với chương trình hoá học líp 12 hiện hành, phần hoá học vô cơ líp 12 ban KHTN có những thay đổi sau: 32 Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ 2.1. Sự phân phối số tiết học và cấu trúc các chương Sù thay đổi về phân phối chương trình hoá vô cơ được thể hiện qua bảng so sánh sau: Chương trình ban KHTN (2tiết/tuần) Chương trình hiện hành (2tiết/tuần) Tổng số tiết Lí thuyết Luyện tập Ôn tập Thực hành Kiểm tra 46 31 (67,4%) 3 (6,5%) 2 (4,4%) 6 (13,0%) 4 (8,7%) 33 24 (72,7%) 1 (3,0%) 3 (9,1%) 2 (6,1%) 3 (9,1%) Từ bảng trên ta thấy có sự thay đổi sau: - Tổng số tiết dành cho phần hoá vô cơ tăng từ 33 tiết lên 46 tiết, điều này là do đưa thêm hai chương: Chương 7: “Phân tích hoá học” và chương 8: “Hoá học và vấn đề kinh tế, xã hội, môi trường” vào, đồng thời phần hoá hữu cơ chỉ còn 3 chương do đã đẩy lùi ba chương đầu xuống líp 11. - Số tiết lí thuyết,ôn tập được giảm đi đồng thời tăng số tiết luyện tập, thực hành, đặc biệt là số tiết thực hành được tăng từ 2 tiết lên 6 tiết. - Các bài luyện tập, thực hành có nội dung cụ thể, rõ ràng giúp HS dễ theo dõi, chuẩn bị. 2.2. Những thay đổi về nội dung trong các chương Nội dung trong các chương có bổ sung những kiến thức mới chuyên sâu hơn và chú trọng hơn đến TNTH khi nghiên cứu kiến thức mới. Cụ thể: 1. Chương: “Đại cương về kim loại” được bổ sung những nội dung sau: - Vấn đề “Điện hoá” trong kim loại, bao gồm: Khái niệm về pin điện hoá; thế điện cực chuẩn của kim loại; dãy điện hoá chuẩn của kim loại và ý nghĩa; sù điện phân. - Điều chế kim loại được đề cập một cách hoàn chỉnh hơn, trong phương pháp điện phân có sử dụng định luật Faraday. 33 Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ 2. Chương: “Kim loại kiềm-Kiềm thổ-Nhôm” có thêm kiến thức mới nh: Năng lượng ion hoá; công thức hoá học của muối nhôm aluminat được viết dưới dạng muối phức Na[Al(OH)4]. 3. Chương: “Crom-Sắt-Đồng” được bổ sung nghiên cứu mét sè kim loại: - Tìm hiểu về tính chất hoá học đặc trưng của các hợp chất Cr(II), Cr(III), Cr(VI). - Tính chất của Cu và những hợp chất Cu(I), Cu(II). - Một sè kim loại thông dụng khác nh: Ag, Au, Ni, Zn, Sn, Pb về tính chất ,ứng dụng và điều chế. 4. Chương: “Phân tích hoá học” bao gồm những nội dung chính là: - Nhận biết một số cation kim loại và một số anion. - Nhận biết một số hợp chất hữu cơ: ancol, anđehit, axit cacboxylic, glucozơ, tinh bét. 5. Chương: “Hoá học và vấn đề kinh tế, xã hội, môi trường” với những nội dung tìm hiểu là: - Hoá học và vấn đề phát triển kinh tế(vấn đề năng lượng, nhiên liệu, nguyên vật liệu). - Hoá học và vấn đề xã hội(vấn đề lương thực, thực phẩm, may mặc và sức khoẻ con người). - Hoá học và vấn đề môi trường(vấn đề ô nhiễm môi trường và bảo vệ môi trường). Nhận xét: - Nội dung kiến thức trong mỗi chương có bổ xung kiến thức mới mang tính khoa học hiện đại nhằm nâng cao cơ sở lý thuyết để tăng khả năng giải thích, dự đoán lý thuyết của HS trong quá trình vận dụng kiến thức giúp HS tìm hiểu sâu sắc bản chất của hiện tượng hoá học. Điều này được thể hiện rõ ở ngay chương Đại cương về kim loại. 34 Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ - Hệ thống kiến thức về chất mang tính toàn diện hơn, đảm bảo cho HS có đủ dữ kiện để hiểu và vận dụng lý thuyết chủ đạo đồng thời làm phong phú vốn kiến thức của HS. - Việc tăng cường sử dụng TN và làm phong phú các dạng bài tập giúp các kĩ năng hoá học cơ bản của HS(kĩ năng dự đoán, giải thích, thực hành...) được hoàn thiện. - Sau một số bài học còn có thêm phần tư liệu đọc thêm giúp HS có thêm những thông tin khoa học, kiến thức thực tế làm cho hoá học gắn bó với đời sống thực tế hơn kích thích sù ham học hỏi hiểu biết của HS. II. HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM PHẦN VÔ CƠ LÍP 12 BAN KHTN Sau khi nghiên cứu SGK, SGV líp 12 ban KHTN(thí điểm) phần hoá vô cơ, chúng tôi thấy rằng so với chương trình hiện hành số lượng TN trong mỗi tiết dạy, số bài thực hành tăng lên nhiều. Chất lượng cũng được nâng cao một bước: tăng cường TN nghiên cứu,TN tạo tình huống có vấn đề và phần lớn các TN có thể do tù tay HS tiến hành. Các TN cũng đã được hướng dẫn cách tiến hành. Trong giảng dạy hoá học, việc lùa chọn và xây dựng được mét hệ thống các TN cho mỗi tiết dạy, cho mỗi chương cũng như cách tiến hành các TN đó để sử dụng chúng theo hướng dạy học tích cực là rất có Ých cho mỗi GV đứng líp vì sẽ tiết kiệm được thời gian, công sức vào việc chuẩn bị các TN. Với mục đích đó, chúng tôi đã tiến hành lùa chọn các TN dùng để giảng dạy trong từng bài học của các chương thuộc phần hoá vô cơ líp 12 ban KHTN(thí điểm) và tiến hành làm các TN đó để xác định các yếu tè đảm bảo thành công, an toàn khi biểu diễn TN. Dưới đây là hệ thống các TN cho phần hoá vô cơ líp 12 ban KHTN(thí điểm) mà chúng tôi đã lùa chọn cụ thể cho từng bài theo các chương và cách tiến hành các TN đó đÓ đảm bảo thành công và an toàn: 1. Hệ thống các thí nghiệm cần thực hiện Bài học TN tiến hành Hoá chất,dụng cô 35 Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ Bài 15: (2 tiết) Kim loại. Hợp kim Chương 4: Đại cương kim loại - Zn tác dụng với HCl, - Hoá chất: Cu lá, Zn hạt, Fe bét hoặc H2SO4loãng. đinh sắt; các dd :HCl, HNO3 , CuSO4, - Cu tác dụng với HNO3. bông tẩm xót. - Fe tác dụng với CuSO4. - Dụng cô: ống nghiệm, phễu chiết ,eclen, pipet, nót caosu, đèn cồn, bông thuỷ tinh, giá để ống nghiệm Bài 16: (2 tiết) Dãy điện hoá của kim ,kẹp ống nghiệm. - Đo suất điện động của -Hoá chất : các dd:CuSO41M, pin điện hoá Zn-Cu . ZnSO41M, CuSO40,5M. - Điện phân dd CuSO4. -Dụng cô : Cặp điện cực graphit,cặp điện cực Zn-Cu, cầu muối, ống thuỷ loại.Sự điện tinh chữ U, cốc thuỷ tinh, nót cao su. phân. Nguồn điện một chiều(pin 1,5V), dây Bài 17: (2 tiết) Sự ăn mòn kim loại và chống ăn mòn kim loại Bài 20: (1 tiết) Bài thực hành số 3: dẫn ,vôn kế. - Ăn mòn điện hoá trong -Hoá chất: ddH2SO4 loãng, Cu lá, Zn dd axit loãng. dây, đinh sắt, ddK3[Fe(CN)6]. - Chống ăn mòn kim loại -Dụng cô: Cốc thuỷ tinh, ống nghiệm bằng phương pháp điện loại nhá, dây dẫn nối với bóng đèn hoá. hoặc vôn kế. - Đo suất điện động của -Hoá chất: Cu, Zn, Pb dạng thanh. pin:Zn-Cu; Zn-Pb. Các dd: ZnSO41M, CuSO41M - Điện phân dd CuSO4. ,Pb(NO3)2 1M, CuSO4 0,5M. -Dụng cô(cho một nhóm HS): Dãy điện Cốc thuỷ tinh:2, vôn kế :1, điện cực hoá của kim graphit:2, dây dẫn có kẹp:2, cầu muối loại.Điềuchế KCl:2, bình điện phân:1, pin 1,5V:2. kim loại 36 Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ Bài 21: (1 tiết) Bài thực hành số 4: Ăn mòn kim loại. Chống ăn mòn kim loại Bài 22: (1 tiết) Kim loại - Ăn mòn điện hoá Fe-Cu. -Hoá chất: Cu lá, Fe đinh, Zn dây, - Bảo vệ kim loại bằng dd NaCl đặc, dd K3[Fe(CN)6]. phương pháp điện hoá: - Dụng cô: Cốc thuỷ tinh loại100ml: bảo vệ sắt bằng kẽm. 4, dây dẫn có kẹp :1, bìa cứng:2. Chương 5: Kim loại kiềm- Kiềm thổ- Nhôm - Na tác dụng với H2O, -Hoá chất: Na; Cl2 chứa trong bình Cl2, HCl đậm đặc. thuỷ tinh, H2O,HClđặc,phenolphtalein. -Dụng cô:Nót cao su có ống vuốt nhọn kiềm xuyên qua, phễu thuỷ tinh,diêm, muôi Bài 23: (1 tiết) Mét số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm sắt, đèn cồn, pipet, ống nghiệm . - NaOH tác dụng với -Hoá chất: ddNaOH, NaHCO3, HCl HCl, CuSO4 . Na2CO3, pp ,CuSO4, giấy quì tím. - Điều chế NaOH bằng -Dụng cô: ống nghiệm cỡ nhỏ hoặc đế phương pháp điện phân sứ, pipet, giá ống nghiệm. dd NaCl. - NaHCO3 tác dụng với NaOH; HCl. - Na2CO3 tác dụng với Bài 24: (1 tiết) Kim loại kiềm thổ Bài 25: (1 tiết) Một số hợp chất quan trọng của HCl, quì tím. - Mg tác dụng với: O2, - Hoá chất: Mg phoi bào, ddHCl, H2O HCl; H2O; CuSO4 ,CuSO4. - Mg tác dụng với CO2. - Dụng cô: ống nghiệm, đèn cồn, kẹp gỗ, kẹp sắt, pipet, giá ống nghiệm. - Ca(OH)2 tác dông với -Hoá chất: các dd Ca(OH)2, CuCl2, HCl,CO2,CuCl2 HCl, CH3COOH; CaCO3, pp. -CaCO3 tác dụng với HCl, -Dụng cô: ống nghiệm hoặc đế sứ, CH3COOH. kẹp gỗ, pipet, giá ống nghiệm, đèn 37 Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ kim loại kiềm thổ Bài 26: (1 tiết) Nước cứng cồn, bình kíp đơn giản. - Tác hại của nước cứng. -Hoá chất: các dd: Ca(HCO3)2, nước - Làm mềm nước cứng xà phòng, Na2CO3, CaCl2, nước cất. tạm thời. -Dụng cô: ống nghiệm, đèn cồn, kẹp - Làm mềm nước cứng gỗ, pipet, giá ống nghiệm. Bài 27: (1 tiết) Nhôm vĩnh cửu - Al tác dụng với O2 - Hoá chất: Al bét, lá, Mg dây, Fe2O3 (khôngkhí); NaOH; Fe2O3 bét, các dd:NaOH, CuSO4, HgCl2 . ; CuSO4. - Dụng cô: chén sứ, cát, ống nghiệm, đèn cồn, pipet, búa, giấy lọc, giá ống Bài 28: (1 tiết) Một số hợp chất quan trọng của nhôm Bài 30: (1 tiết) Bài thực hành số 5: Tính chất của KLK, nghiệm. - Al2O3 tác dụng với : - Hoá chất: Al2O3(bét), các dd: HCl, HCl; NaOH. NaOH, AlCl3 đặc. - Al(OH)3 tác dụng với: -Dụng cô: ống nghiệm, pipet, kẹp gỗ HCl, NaOH. ,giá ống nghiệm. - Phản ứng của Na, Mg, -Hoá chất: các kim loại Na, Mg, Al; Al với H2O. các dd: HCl, CuSO4, AlCl3đặc, NaOH - Al +CuSO4. đặc. - Điều chế và thử tính -Dụng cô: ống nghiệm cỡ nhá và to, chất của Al(OH)3. ống vuốt nhọn, chậu thuỷ tinh, kẹp kim loại, dao, giấy thấm, giấy ráp, KT và pipet, giá để ống nghiệm,đèn cồn. nhôm. Bài 32: (1 tiết) Một số hợp chất của Chương 6: Crom - Sắt - Đồng - Cr(OH)3 tác dụng với -Hoá chất: Cr2O3(bét), các dd: CrCl3 , NaOH; HCl. K2Cr2O7, K2CrO4, NaOH, HCl, KI. - Sự chuyển hoá Cr2O72-. -Dụng cô: ống nghiệm, kẹp gỗ, đèn - K2Cr2O4 tác dụng với cồn, pipet, giá ống nghiệm. 38 Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ Crom Bài 33: (1 tiết) Sắt KI. - Fe tác dụng với H2SO4 -Hoá chất: Fe(phoi bào), ddHNO3đặc, loãng và đặc. ddH2SO4đặc,loãng. - Fe HNO3 loãng và đặc. -Dụng cô: ống nghiệm, đèn cồn, pipet, kẹp gỗ, diêm, giá ống nghiệm. Bài 34: (1 tiết) Hợp chất của sắt - Fe(OH)2 tác dụng với O2 -Hoá chất: các dd: Fe2+, Fe3+, KMnO4, Èm. KI, H2SO4l, NaOH, hồ tinh bét; Cu - Fe2+ tác dụng với dd mảnh. KMnO4 . Bài 36: (2 tiết) Đồng. Mét số hợp chất của đồng Bài 39: (1 tiết) Bài thực hành số 6: Tính chất hoá học của Crom,sắt , đồng và những hợp chất của chúng Bài 40: (2 tiết) Phân tích định tính một số ion vô cơ trong dung dịch -Dụng cô: ống nghiệm, pipet, kẹp gỗ - Fe3+ tác dụng với Cu, KI. ,giá ống nghiệm. - Cu tác dụng với H2SO4, -Hoá chất: Cu(mảnh), các dd:H2SO4 HNO3 . đặc và loãng, HNO3đặc,loãng,AgNO3 . - Cu tác dụng với HCl+O2 -Dụng cô: ống nghiệm, đèn cồn, pipet, - Cu tác dụng với AgNO3 kẹp gỗ, giá ống nghiệm. - K2Cr2O7 tác dụng với - Hoá chất: các dd: K2Cr2O7 , FeSO4, Fe2+ H2SO4(loãng và đặc), HCl Fe2(SO4)3, - Điều chế và tính chất NaOH, FeCl3, HNO3 loãng ; Cu. của Fe(OH)2, Fe(OH)3. - Dụng cô : ống nghiệm, pipet ,đèn - Fe3+ tác dụng với I-. cồn, đũa thuỷ tinh, kẹp, giá ống - Đồng tác dụng với axit: nghiệm. H2SO4, HNO3 . Chương 7: Phân tích hoá học - Nhận biết các cation: - Hoá chất: các dd: NH4Cl, CrCl3, NH4+,Na+, K+, Ca2+, Ba2+, Fe2(SO4)3,CuSO4, MgSO4, KCl, Al3+,Cr3+, Fe3+, Fe2+, Cu2+, BaCl2 Mg2+. ,Na2SO4, Na2SO3, NaNO3, Na2CO3, - Nhận biết các anion NaCl. :NO3-,SO42-, SO32-, CO32-, - Các dd thuốc thử: NaOH, Cu, NH3 39 Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ Cl-. K2Cr2O7, KSCN, Na2HPO4, H2SO4l, H2O2. Dụng cô: ống nghiệm nhỏ, kẹp gỗ, Bài 41: (1 tiết) Nhận biết một số hợp chất hữu cơ Bài 43: (1 tiết) Bài thực hành số 7: Nhận biết - Nhận biết ancol. giá ống nghiệm. -Hoá chất: Rượu - Nhận biết anđehit. glixerol ,Cu(OH)2, các dd: NaOH, -Nhận biết axit NH3, AgNO3, I2, Br2, anđehit fomic, cacboxylic. axit axetic, glucozơ, tinh bét. - Nhận biết glucozơ. -Dụng cô: đèn cồn, ống nghiệm, kẹp - Nhận biết tinh bét. -Nhận biết : NH4+, CO32-. gỗ, pipet, giá ống nghiệm. - Hoá chất: các dd: FeCl2, FeCl3, -Nhận biết : Fe2+; Fe3+ (NH4)2CO3, CuSO4, NaNO3, Na2CO3. -Nhận biết : Cu2+ - Các dd thuốc thử: NaOH, K2Cr2O7, -Nhận biết: NO3- KSCN, NH3, H2SO4l, quì tím. Na, - Dụng cô: ống nghiệm nhỏ, kẹp gỗ, một số ion vô cơ Bài 44 : (1 tiết) Bài thực hành số 8: Nhận biết etylic, đèn cồn, pipet, giá để ống nghiệm. -Nhận biết etanol - Hoá chất: Rượu etylic, các dd: KI -Nhận biết axit axetic. bão hoà I2, NaOH, Na2CO3 FeCl3 rất -Nhận biết các lọ hoá chất loãng, CH3COOH,CH3CHO,glucozơ. không nhãn. -Dụng cô: ống ghiệm, kẹp, pipet, đèn một số hợp cồn, giá ống nghiệm. chất hữu cơ 2-Phương pháp tiến hành TN  Các TN được chúng tôi trình bày theo các bài học với các nội dung sau: - Cách tiến hành TN. - Hiện tượng, giải thích và pthh xảy ra. 40 Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ - Những chú ý, gồm: Điều kiện đÓ TN thành công, an toàn, tiết kiệm hoá chất; những đề xuất cải tiến dụng cụ TN, cách tiến hành một số TN phù hợp với điều kiện thực tế phổ thông về cơ sở vật chất.  Với những TN đơn giản có thể cho HS tự tiến hành chúng tôi trình bày theo cách tiến hành với lượng nhỏ hoá chất. Với những TN GV biểu diễn được tiến hành với dụng cô, hoá chất đủ để HS cả líp có thể quan sát rõ hiện tượng xảy ra. Dưới đây là những TN mà chúng tôi đã tiến hành: Chương 4: Đại cương kim loại Thí nghiệm 1: Zn tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 loãng Cách tiến hành: Lấy vào ống nghiệm loại nhỏ khoảng 1ml dd HCl (hoặc H2SO4) loãng và bỏ vào đó một viên kẽm nhỏ. Quan sát hiện tượng? Hiện tượng và giải thích: Có bọt khí H2 thoát ra, pthh: 2H+ + Zn → Zn2+ + H2↑ Chó ý: - Nếu Zn nguyên chất thì khí H2 thoát ra rất chậm, tuy nhiên trong thực tế sau một thời gian khí H2 thoát ra rất nhanh(do Zn không nguyên chất) do đó sau khi HS quan sát hiện tượng xong, cần bá ngay viên kẽm ra, rửa sạch và thu hồi để tiết kiệm hoá chất và tránh khí H2 không thoát ra nhiều trong phòng. - Nếu không có Zn hạt, có thể lấy vỏ pin háng cắt thành các mảnh nhỏ hình vuông để làm TN sau khi đã đánh sạch chất keo và hoá chất khác bám vào. Thí nghiệm 2: Cu tác dụng với dung dịch HNO3 Cách tiến hành: Lấy vào ống nghiệm loại nhỏ khoảng 1ml dd HNO 3 loãng và bỏ vào đó mét mảnh đồng mỏng(0,5cm2). Quan sát hiện tượng? Dùng bông tẩm dd NaOH đậy kín miệng ống nghiệm khi quan sát xong hiện tượng. Hiện tượng và giải thích: Cã bọt khí không màu thoát ra trên bề mặt lá đồng và ở khoảng giữa-gần miệng ống nghiệm khí chuyển sang màu nâu, dd có màu xanh. Pthh: 3Cu + 8H+ + 2NO3 - loãng → 3Cu2+xanh + 2NO↑+ 4H2O NO (không màu) + O2(kk) → NO2 (màu nâu) 41 Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ Chó ý: - Nếu dùng HNO3 đặc thì phản ứng xảy ra rất nhanh và khí thoát ra là NO 2 rất độc, do đó chỉ nên lấy lượng Cu đủ để quan sát được hiện tượng xảy ra. - Nên lấy đồng từ các lá đồng mỏng để phản ứng xảy ra nhanh hơn. - Khi quan sát đủ hiện tượng, cần ngâm ống nghiệm vào chậu đựng nước vôi trong để khử bỏ HNO3 dư, NO2 tạo ra và thu hồi lại Cu( nếu còn dư). Thí nghiệm 3: Fe tác dụng với dung dịch CuSO4 Cách tiến hành: Lắp dông cụ như hình 2.1. Cho vào đáy phễu mét nắm bông thuỷ tinh, dùng đũa thuỷ tinh nén chặt. Cho một líp sắt(bét hoặc phoi bào) dày 2-3 cm phễu. Rót dd CuSO4 vào phễu. Mở khoá phễu để xuống bình Eclen. Quan sát sự biến đổi màu sắc dd chảy vào dần của các chất? Giải thích hiện tượng xảy ra và viết pthh? Hiện tượng và giải thích: Dung dịch CuSO4 có màu xanh lam chảy qua líp bột sắt(màu đen) xuất hiện líp Cu màu đỏ bám trên líp bột sắt. Dung dịch chảy xuống bình eclen có màu lục nhạt của FeSO4. Pthh: Cu2+ + Fe → Fe2+ + Cu Chó ý: - Không dùng quá nhiều dd CuSO4 hoặc dd đậm đặc và không mở khoá ngay sau khi rót dd CuSO4 vào, nên đợi khoảng 1 phót để dd CuSO4 ngấm vào bột sắt, nếu không dd chảy xuống sẽ có màu xanh. - Nếu bột sắt để lâu thì dd chảy xuống eclen sẽ có màu vàng, do đó cần rửa qua bằng dd HCl loãng và nước cất trước khi làm TN. Có thể dùng phoi bào sắt mới ở các cửa hàng cắt sắt để làm TN. - Vì phản ứng xảy ra chậm, nên GV cần chuẩn bị sẵn dụng cụ và hoá chất trước giê lên líp để đảm bảo thời lượng của tiết học. 42 Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ - Nếu cho HS làm, có thể tiến hành như sau: Rót vào ống nghiệm loại nhỏ 2ml dd CuSO4 và bá vào mét vài chiếc đinh sắt sạch(dài 3 cm). Quan sát sự thay đổi màu sắc chung quanh bề mặt đinh sắt và dự đoán sự thay đổi màu của dd? Thí nghiệm 4: Đo suất điện động của pin điện hoá Zn-Cu Cách tiến hành: Pha các dd chuẩn: ZnSO4 1M và CuSO4 1M, chuẩn bị cầu muối. - Lắp pin điện hoá như mô tả ở hình 2.2. Rót vào cốc(1)dd ZnSO4 1.M, cốc(2)dd CuSO41.M. Nối hai cốc bằng cầu muối KCl hoặc NH4NO3 bão hoà. Kẹp hai đầu dây dẫn của Vôn kế vào hai cực. Ghi suất điện động của pin? Giải thích? Hiện tượng và giải thích: SGK trang 79. Chó ý: - Cách làm cầu muối: Cho thạch Agar(loại thạch được dùng để nấu ăn có bán ngoài chợ) vào dd KCl hoặc NH4NO3 bão hoà, đun sôi cho đến trong suốt. Bơm dd vào ống thuỷ tinh chữ U, để nguội ta được cầu muối. Nếu không có ống chữ U, có thể thay thế cầu muối bằng cách: dùng giấy thấm cuộn tròn lại(to bằng điếu thuốc lá),cuốn một lượt băng dính ở ngoài, đem nhóng vào các dd trên. - Cầu muối chỉ làm nhiệm vụ trung hoà điện của hai dd khi pin hoạt động, tuy nhiên nếu cầu muối không dẫn điện tốt thì kết quả đo sẽ không chính xác. - Nếu nồng độ của hai dd không chính xác cũng ảnh hưởng tới kết quả đo nên khi pha các dd cần chó ý: các muối trên đều ở dạng ngậm nước, do đó cần rang khô muối để giải phóng hết nước trước khi đem cân. Thí nghiệm 5: Điện phân dung dịch CuSO4 Cách tiến hành: Lắp dụng cụ như hình 2.3. Rót vào dd CuSO4, mặt trên dd cách miệng ống 2cm.Đặt điện cực graphit vào hai đầu ống rồi nối hai điện cực 43 ống chữ U hai Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ với nguồn điện một chiều có hiệu điện thế khoảng 3V(hai quả pin 1,5V loại trung). Quan sát hiện tượng xảy ra? Hiện tượng và giải thích: Tại catot có kim loại đồng bám vào do ion Cu 2+ bị khử thành Cu: Cu2+ + 2e → Cu - Tại anot có khí O2 thoát ra do nước bị oxi hoá: 2H2O - 4e → O2↑+ 4H+ - Màu xanh của dd nhạt dần. Chó ý: - Nếu không có ống chữ U, có thể dùng cốc thuỷ tinh hoặc hai ống nghiệm thủng đáy được nối với nhau bằng ống nhựa. Nếu không có điện cực graphit, có thể lấy lõi pin cũ loại 1,5V để làm điện cực. - Nguồn điện có thể là pin loại 1.5V hoặc acqui hoặc bộ đổi nguồn hiệu chỉnh được hiệu điện thế và cường độ dòng. - Chóng tôi đã thử lấy dụng cụ điện phân dd NaCl(trang bị cho THCS) để điện phân dd CuSO4 với hiệu điện thế 3V thì thấy cho kết quả rất tốt. Nếu sử dụng dụng cụ này sẽ tiết kiệm được thời gian chuẩn bị TN và thời gian làm TN trên líp. Thí nghiệm 6: Ăn mòn điện hoá Zn-Cu trong dd axit loãng Cách tiến hành: Lắp dông cụ như hình 2.4. Rót dd H2SO4 loãng vào cốc thuỷ tinh. Bá hai điện cực Zn và Cu vào cốc. Nối hai điện cực Zn và Cu với một dây dẫn có mắc một vôn kế hoặc bóng đèn. Quan sát hiện tượng xảy ra khi chưa nối hai điện cực, sau khi nối hai điện cực và giải thích? Hiện tượng và giải thích: - Khi chưa nối hai điện cực: + Thanh đồng không có hiện tượng gì. + Thanh kẽm bọt khí thoát ra do có sù ăn mòn hoá bị oxi hoá thành Zn2+: Zn + 2H+ → Zn2+ + H2↑ 44 học, Zn Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ nhưng lượng khí H2 thoát ra rất chậm do Zn2+ và H2 cản trở ion H+ nhận e từ lá kẽm. - Khi nối hai điện cực với nhau: + Tại thanh kẽm hầu như không có khí thoát ra, khối lượng giảm dần do Zn bị oxi hoá thành ion Zn2+ tan vào dd: Zn – 2e → Zn2+ + Tại thanh đồng cã khí H2 thoát ra do ion H+ trong dd di chuyển về thanh đồng và bị khử thành H2: 2H+ + 2e → H2↑ + Bóng đèn sáng(kim vôn kế bị lệch) do các electron di chuyển từ lá kẽm sang lá đồng qua dây dẫn tạo ra dòng điện. Chó ý: - Nếu thanh kẽm không nguyên chất thì có hiện tượng phô là tại lá kẽm cũng có bọt khí H2 thoát ra do đã hình thành pin điện Zn-Tạp chất trong thanh kẽm. - Nếu không có thanh kẽm có thể dùng vỏ quả pin cũ cắt ra.Tuy nhiên sẽ có hiện tượng phụ như trên khi làm TN. - Nếu không có đủ dụng cụ, có thể tiến hành TN đơn giản sau: Cho vào hai ống nghiệm, mỗi ống 2 ml dd H 2SO4 loãng và hai viên kẽm. Quan sát thấy khí H2 thoát ra ở hai ống là như nhau. Nhỏ vào một ống 3-4 giọt dd CuSO 4. Trên viên kẽm có một líp Cu màu đỏ bám vào và khí H 2 thoát ra mạnh hơn ống nghiệm còn lại do tạo ra vô số cặp pin Zn-Cu. Tuy nhiên, tiến hành TN theo cách này không nhận ra được sự xuất hiện của dòng điện, chỉ xác định được có sù ăn mòn điện hoá qua hiện tượng tốc độ thoát khí H2. Thí nghiệm 7: Chống ăn mòn kim loại bằng phương pháp điện hoá. Cách tiến hành: Lấy vào hai ống nghiệm mỗi ống 4-5ml dd H 2SO4 rất loãng. Cho vào cốc(1) một đinh sắt sạch; cho vào cốc(2) một đinh sắt sạch được quấn bên ngoài bằng dây kẽm. Nhỏ vào mỗi ống nghiệm 2 giọt dd K 3[Fe(CN)6] để nhận ra sự có mặt của ion Fe2+. Quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra? 45 Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ Hiện tượng và giải thích: - Èng(1) xuất hiện màu xanh do Fe bị H+ oxi hoá thành Fe2+ tạo phức màu xanh 2H+ + Fe → Fe2+ + H2↑ với ion [Fe(CN)6]3-: 3Fe2+ +[Fe(CN)6]3- → Fe3[Fe(CN)6]2 - Èng(2) có xuất hiện màu xanh nhưng chậm và màu nhạt hơn do hình thành pin điện Zn-Fe và Zn là cực âm bị ăn mòn,còn Fe là cực dương không bị ăn mòn, nhưng do Fe không nguyên chất(chứa C) nên cũng bị ăn mòn chậm. Chó ý: - Đinh sắt phải được thả vào hai ống nghiệm cùng một lúc để đảm bảo thời gian cùng xảy ra phản ứng. - Thực tế vì đinh sắt không nguyên chất do đó ở ống (2) vẫn xuất hiện màu xanh nhưng với tốc độ rất chậm. Chương 5: Kim loại kiềm- Kiềm thổ- Nhôm Thí nghiệm 8: Na tác dụng với H2O Cách tiến hành: Lắp dụng cụ như hình 2.5. Đổ nước vào cốc sao cho nước ngập cách nót cao su 1- 1,5cm. Cắt một mẩu Na bằng hạt đậu xanh, thấm sạch dầu, bỏ vào ống và đậy nhanh nót cao su lại. Đưa que đóm đang cháy lại gần đầu ống dẫn khí. Sau khi Na phản ứng hết, nhá 1-2 giọt dd phenolphtalein vào dd thu được. Quan sát hiện tượng và giải thích? Hiện tượng và giải thích: - Viên Na chạy trên mặt nước(do nhẹ hơn nước) và phản ứng mãnh liệt với nước tạo ra khí H2: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑ - Khi đưa que đóm lại gần đầu ống dẫn khí tạo ra ngọn lửa do H 2 cháy trong không khí: 2H2 + O2 → 2H2O - Nhá phenolphtalein vào dd thu được thì dd có màu hồng. 46 Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ Chó ý: - Lấy viên Na quá to, mức nước quá thấp đều dễ gây hiện tượng nổ do tạo ra hỗn hợp khí gây nổ. - Không đốt khí H2 ngay sau khi mới bỏ Na vào vì không khí chưa thoát ra hết sẽ tạo với H2 hỗn hợp nổ. - Để đơn giản hơn có thể thực hiện phản ứng trong ống nghiệm như sau: Đặt ống nghiệm lên giá. Đổ nước ngập khoảng 9/10 ống. Cắt một mẩu Na bằng hạt đậu tương,thấm sạch dầu. Dùng kẹp sắt bỏ viên Na vào ống nghiệm và đậy nhanh miệng ống bằng nót cao su có cắm ống vuốt nhọn.Sau đó cũng đốt khí sinh ra và thử môi trường dd. Thí nghiệm 9: Na tác dông với HCl đặc Cách tiến hành: Cho vào ống nghiệm 3/4 thể tích dd HCl 26-30% và cặp lên giá sắt. Cắt một mẩu Na bằng hạt đậu xanh, thấm sạch dầu vào bỏ vào ống nghiệm. Đậy ống nghiệm bằng phễu thuỷ tinh cuống nhỏ hoặc nót cao su có ống vuốt nhọn xuyên qua. Châm lửa đốt khí thoát ra ở cuống phễu. Quan sát hiện tượng xảy ra và giải thích? Hiện tượng và giải thích: Viên Na chuyển thành giọt tròn chạy trên mặt dd, có khí H2 thoát ra và có các hạt tinh thể muối NaCl màu trắng lắng xuống đáy ống nghiệm. Pthh: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2↑ Na+ + Cl- NaCl tinh thể Thí nghiệm 10: Na tác dụng với Cl2 Cách tiến hành: Thu khí Cl2 vào lọ thuỷ tinh có đổ một líp cát máng, đậy chặt bằng nót cao su. Cắt lấy một mẩu Na bằng hạt đậu xanh, thấm khô dầu bằng giấy lọc. Lấy muôi sắt cắm xuyên qua tấm bìa cứng sao cho khi đưa vào bình cách đáy 1/3 chiều cao bình. Bá mẫu Na vào muôi vào đun nóng trên ngọn lửa đèn cồn đến khi Na chảy hoàn toàn(sáng óng ánh) thì đưa nhanh vào bình khí clo. Quan sát hiện tượng và viết pthh? 47 nóng Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ Hiện tượng và giải thích: Viên Na cháy mãnh liệt với ngọn lửa màu vàng và có khói trắng(NaCl) sinh ra: 2Na + Cl2 → 2NaCl Chó ý: - Cần đậy miếng bìa kín miệng lọ khi phản ứng đang xảy ra để khí clo không thoát ra ngoài gây nhiễm độc không khí líp học. Líp cát để bảo vệ bình phòng khi Na rớt xuống làm nứt lọ. Thí nghiệm 11: NaOH tác dụng với HCl, CuSO4 Cách tiến hành: - Lấy vào hai ống nghiệm loại nhỏ, mỗi ống 1ml dd NaOH. Nhỏ vào mỗi ống một giọt dd phenolphtalein. Thêm từ từ từng giọt dd HCl vào ống (1), dd CuSO 4 vào ống (2). Quan sát hiện tượng xảy ra và giải thích? Hiện tượng và giải thích: Khi nhá phenolphtalein vào hai ống nghiệm chứa NaOH thì dd xuất hiện màu hồng. - Khi nhá dd HCl vào ống (1) thì màu hồng nhạt dần và mất hẳn do phản ứng trung hoà: OH- + H+ → H2O - Khi nhá dd CuSO4 vào ống (2) thì màu hồng cũng mất và xuất hiện kết tủa màu xanh nhạt của Cu(OH)2: 2OH- + Cu2+ → Cu(OH)2↓ Thí nghiệm 12: Điều chế NaOH bằng điện phân dung dịch NaCl Cách tiến hành: Pha dd NaCl bão hoà và đổ vào bình điện phân cách miệng bình 2cm. Lấy hai ống nghiệm, cho một mẩu giấy quì vào đáy của ống nghiệm úp lên cực dương, nghiệm còn lại úp lên cực âm. Mắc nối tím Èm ống tiếp quả pin loại 1.5V trong hộp pin. Bật công tắc để dòng điện chạy qua dd. Nhỏ vài giọt phenolphtalein vào cực âm. Quan sát hiện tượng xảy ra trên hai điện 48 cực? 4 Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ Hiện tượng và giải thích: Ở cực âm có khí H2 thoát ra và NaOH tạo thành. Khi nhá phenolphtalein vào thì có màu hồng quanh cực âm. Ở cực dương có khí Cl 2 thoát ra làm đỏ giấy quì tím Èm và sau đó mất màu. Chó ý: Có thể thử khí Cl2 thoát ra bằng cách nhỏ vài giọt dd KI và hồ tinh bét vào cực dương. Thí nghiệm 13: NaHCO3 tác dụng với NaOH; HCl Cách tiến hành: - Lấy 2-3 thìa thuỷ tinh bét NaHCO 3 cho vào ống nghiệm. Rãt 4-5 ml nước vào và lắc mạnh. Quan sát hiện tượng? Chia dd thu được thành hai phần: - Phần 1: Nhá từng giọt dd HCl vào. - Phần 2: Nhá 4-5 giọt dd NaOH vào. Sau đó nhỏ vài giọt dd CaCl 2 vào. Quan sát hiện tượng xảy ra và viết pthh? Hiện tượng và giải thích: - Do NaHCO3 Ýt tan trong nước nên khi lắc lên NaHCO3 vẫn không tan hết. - Khi nhá dd HCl vào phần 1 lập tức có bọt khí CO2 thoát ra, dd trong suốt: HCO3- + H+ → CO2↑+ H2O - Khi nhá dd NaOH vào phần 2 thì có phản ứng xảy ra nhưng không quan sát được hiện tượng. Do đó ta cã thể dùng dd muối CaCl2 để nhận biết sản phẩm sinh ra: HCO3- + OH- → CO32- + H2O CO32- + Ca2+ → CaCO3↓ Chó ý: Có thể thực hiện thêm phản ứng chứng minh NaHCO 3 dễ bị phân huỷ như sau: Thử môi trường dd NaHCO 3 bằng giấy quì tím(chuyển sang màu xanh), sau đó nhỏ 2 giọt phenolphtalein vào(dd không chuyển màu hoặc có màu hồng rất nhạt). Đun sôi ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn. Quan sát hiện tượng xảy ra và giải thích? Thí nghiệm 14: Na2CO3 tác dụng với HCl 49 Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ Cách tiến hành: Cho vào ống nghiệm 1-2 thìa thuỷ tinh bét Na 2CO3. Rót 2-3ml nước vào và lắc mạnh. Dùng ống nhỏ giọt, lấy dd trong ống nghiệm và nhỏ lên mảnh giấy quì tím; quan sát sự chuyển màu của dd? Nhá tiếp từng giọt dd HCl vào ống nghiệm. Quan sát hiện tượng xảy ra và giải thích? Hiện tượng và giải thích: - Na2CO3 dễ tan trong nước. Dung dịch có môi trường kiềm khá mạnh nên làm chuyển màu quì tím thành xanh do phản ứng thuỷ phân: Na2CO3 → 2Na+ + CO32CO32- + H2O HCO3- + OH- - Khi nhá từ từ dd HCl vào, ban đầu không có bọt khí thoát ra(hoặc có nhưng không rõ ràng) do có phản ứng: CO32- + H+ → HCO3- - Khi CO32- chuyển hết về HCO3- thì có bọt khí thoát ra mạnh: HCO3- + H+ → CO2↑+ H2O Chó ý: Nếu nhá dd Na2CO3 vào dd HCl thì ngay lập tức có bọt khí thoát ra do HCl luôn dư. Thí nghiệm 15: Mg tác dụng với O2 Cách tiến hành: Cặp một băng magie và đốt trên ngọn lửa đèn cồn. Khi magie cháy sáng, đưa nhanh vào miệng chén sứ khô. MgO tạo ra ở dạng bột màu trắng. Rót 2-3 ml nước vào chén, lắc đều và nhỏ vào chén vài giọt dd phenolphtalein. Dung dịch có màu hồng nhạt do MgO tan Ýt trong nước tạo ra Mg(OH) 2 là bazơ trung bình: Mg(OH)2 Mg2+ + 2OH- Thí nghiệm 16: Mg tác dụng với H2O; HCl; CuSO4: Cách tiến hành: - LÊy phoi bào magie làm sạch líp oxit bằng giấy ráp hoặc dd axit và cắt làm 3 mảnh. Lần lượt rót vào 3 ống nghiệm 1-2 ml các dd H 2O; HCl; CuSO4 và cho vào mỗi ống mét mảnh magie. Quan sát hiện tượng xảy ra? Hiện tượng và giải thích: Mg tác dụng chậm với nước tạo ra các bọt khí H 2 nhá li ti trên bề mặt mảnh magie, pthh: Mg + H2O → Mg(OH)2 + H2↑ 50 Nguyễn Khắc Công Luận văn thạc sĩ - Mg tác dụng rất mạnh với HCl, khí H2 sinh ra bám vào mảnh Mg làm mảnh magie nổi trên mặt dd: Mg + 2H+ → Mg2+ + H2↑ - Mg tác dụng với muối CuSO4 tạo ra Cu màu đỏ bám vào mảnh Mg: Mg + Cu2+ → Mg2++ Cu (ngoài ra còn có bọt khí H2 sinh ra do có sự ăn mòn điện hoá- xem TN 24) Chó ý: Có thể kết hợp phản ứng của Mg với O2 và H2O như sau: Đổ vụn Mg vào một muôi sắt có cán dài. Đốt vụn Mg cháy chậm trong không khí. Khi tÊt cả líp Mg trên bề mặt thìa sắt đã cháy đỏ thì nhóng từ từ vào chậu đựng nước. Nhỏ vài giọt dd phenolphtalein vào dd. Quan sát hiện tượng xảy ra?[16] Thí nghiệm 17: Ca(OH)2 tác dông với HCl, CO2, CuCl2 Cách tiến hành: Cho vào ba ống nghiệm loại nhỏ, mỗi ống 1-2 ml dd nước vôi trong: + Nhá vào ống thứ nhất 1-2 giọt phenolphtalein, sau đó nhỏ từng giọt dd HCl vào. Quan sát hiện tượng xảy ra? + Nhỏ vào ống thứ hai từng giọt dd CuCl2. Quan sát hiện tượng xảy ra? + Thổi khí CO2(từ hơi thở)vào ống thứ ba. Quan sát hiện tượng xảy ra? Hiện tượng và giải thích: - Khi nhá dd HCl vào ống thứ nhất thì màu hồng nhạt dần và biến mất do có phản ứng trung hoà: OH- + H+ → H2O - Khi nhá dd CuCl2 vào ống thứ hai thì có kết tủa Cu(OH)2 màu xanh nhạt xuất hiện: 2OH- + Cu2+ → Cu(OH)2↓ - Khi sục khí CO2 vào ống thứ ba thì dd bị vẩn đục,sau đã lại trong suốt trở lại: 51