Báo cáo bài 7 | Môn Thí nghiệm Hóa vô cơ - Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh

lOMoAR cPSD| 58931565
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA VÔ CƠ
BÀI 7 PHÂN NHÓM 8B (Fe, Co, Ni) Điểm số Sinh viên thực hiện: Lớp: TN hóa vô cơ Nguyễn Quốc Hưng GVHD: Lê Minh Tâm
Mã số sinh viên: 22130012 Phòng: B214 Nhóm 2 Tiết: 2-6
Nhận xét của giáo viên Chữ ký GVHD Chữ ký tổ trực Ngày thí nghiệm
I/ MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
- Nắm các kiến thức cơ bản của các loại phản ứng trong nhóm 7B
- Thực hiện các thao tác, sử dụng các dụng cụ thí nghiệm thành thạo
- Hiểu rõ về các tính chất của điều chế muối Mohr, tính chất dung dịch
muối Fe(II), tính chất dung dịch muối Fe(III), điều chế và tính chất của
coban(II) và niken(II) hidroxit, phức chất amoniacat của Co(II) và Ni(II). lOMoAR cPSD| 58931565
II/ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Thí nghiệm
Thực hiện thí nghiệm và mô tả hiện
Giải thích hiện tượng, viết phương trình, tính toán và rút tượng ra kết luận điều chế muối
Cho 5g đinh sắt vào cốc đựng dung dịch Mohr
H2SO4 20% để acid hơi dư. Đậy cốc
bằng kính đồng hồ và đun nhẹ để sắt tan
hết. Lọc lấy dung dịch.
Trộn dung dịch FeSO4 đã lọc ở trên
trong với dung dịch (NH4)2SO4 được
pha sao cho phản ứng vừa đủ. Khuấy
đều rồi cô đặc dần dung dịch đến khi có
váng tinh thể, để nguội rồi làm lạnh. Lọc
hút tinh thể qua phễu lọc Buchner, lấy
tinh thể và làm khô bằng giấy lọc. Cân
và tính hiệu suất của quá trình điều chế
theo lượng sắt đã dùng. mẫu dung dịch
Hiện tượng xảy ra: đinh sắt (Fe) tác
dụng với H2SO4 có khí (H2) bay ra, dung FeSO4 thu được
dịch màu xanh lơ. Lọc FeSO4 đem cho Fe + H2 tác dụng (NH SO4 → FeSO4 + H2↑
4)2SO4 sẽ thu được muối
kết tinh(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O.
FeSO4 + (NH4)2SO4 + 6H2O → (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O
Tính chất dung Lấy một ít dung dịch muối Mohr vào 2 dịch muối
ống nghiệm, thêm vào ống thứ nhất 5-6 Fe(II)
giọt dung dịch NaOH và vào ống thứ hai
5-6 giọt dung dịch Na2CO3.Gạn lấy kết
tủa ở ống thứ nhất đổ lên mặt kính, một lúc sau quan sát lại.
Lấy một ít dung dịch muối Mohr vào ống
nghiệm, thêm vào đó vài giọt dung dịch Mohr tác kali ferixianua K3[Fe(CN)6].
dụng với Na2CO3 sinh ra kết tủa (Fe(OH)2) trắng xanh
FeSO4 + Na2CO3 + H2O → Fe(OH)2 + Na2SO4 + CO2 lOMoAR cPSD| 58931565
Lấy riêng một ít các dung dịch loãng
KMnO4, K2Cr2O7 vào 2 ống nghiệm, axit
hóa cả 2 ống bằng dung dịch H2SO4
loãng, sau đó thêm từng giọt dung dịch
muối Mohr vào mỗi ống đến khi thu
được hiện tượng mong muốn. Mohr tác
Hiện tượng xảy ra: Mohr tác dụng với
dụng với NaOH sinh ra kết tủa (Fe(OH)2) trắng, sau đó
NaOH sinh ra kết tủa (Fe(OH)2) trắng,
kết tủa hóa nâu (Fe(OH)3)
sau đó kết tủa hóa nâu (Fe(OH)3)
2NaOH + FeSO4 → Fe(OH)2↓ + Na2SO4
Mohr tác dụng với Na2CO3 sinh ra kết
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓ tủa (Fe(OH)2) trắng xanh
Mohr tác dụng với K3[Fe(CN)6] sinh ra
kết tủa Fe3[Fe(CN)6]2 màu xanh turnbull
Mohr tác dụng với KMnO4 trong môi
trường axit H2SO4 loãng: dung dịch có màu vàng nhạt Fe2(SO4)3 Mohr tác dụng với K Mohr tác 2Cr2O7 trong môi
trường axit H2SO4 loãng: dung dịch có
dụng với K3[Fe(CN)6] sinh ra kết tủa Fe3[Fe(CN)6]2 màu màu xanh rêu xanh turnbull
2K3[Fe(CN)6] + 3FeSO4 → Fe3[Fe(CN)6]2 + 3K2SO4 Mohr tác
dụng với KMnO4 trong môi trường axit H2SO4 loãng:
dung dịch có màu vàng nhạt Fe2(SO4)3
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 →
5Fe2(SO4)3+2MnSO4 + K2SO4 +8H2O lOMoAR cPSD| 58931565 Mohr tác
dụng với K2Cr2O7 trong môi trường axit H2SO4 loãng:
dung dịch có màu xanh rêu
FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 +
Cr2(SO4)3 +K2SO4 +7H2O
Tính chất dung Lấy một ít dung dịch FeCl3 vào 2 ống dịch muối
nghiệm, thêm vào ống thứ nhất một ít Fe(III)
dung dịch NaOH và vào ống thứ hai một ít dung dịch Na2CO3
Thêm 3-4 giọt dung dịch H2SO4 vào một
ống nghiệm chứa một ít dung dịch
FeCl3, sau đó thêm từng giọt dung dịch
Na2SO3 vào đến khi dung dịch mất màu. FeCl3 tác
Thêm từng giọt dung dịch KI vào một
dụng với NaOH xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ Fe(OH)3↓
ống nghiệm chứa một ít dung dịch FeCl3 FeCl3 + 3NaOH → 3NaCl + Fe(OH)3↓
Lấy một ít dung dịch FeCl3 vào hai ống
nghiệm. Thêm vào ống thứ nhất 2-3 giọt
dung dịch kali ferixianua K4[Fe(CN)6] và
vào ống thứ hai 2-3 giọt dung dịch KSCN
Hiện tượng xảy ra: FeCl FeCl
3 tác dụng với NaOH xuất hiện kết 3 tác tủa màu nâu đỏ Fe(OH)
dụng với Na2CO3: xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ 3↓ FeCl
Fe(OH)3↓, có khí CO2↑ thoát ra.
3 tác dụng với Na2CO3: xuất hiện
kết tủa màu nâu đỏ Fe(OH)3↓, có khí
2FeCl3 +3H2O + 3Na2CO3 → 6NaCl + 3CO2↑ + CO2↑ thoát ra. 2Fe(OH)3↓ lOMoAR cPSD| 58931565
FeCl3 tác dụng với Na2CO3, H2SO4: hiện
tượng sủi bọt khí SO2↑, dung dịch có màu xanh nhạt.
FeCl3 tác dụng với KI: Màu vàng nâu
của dung dịch sắt III clorua (FeCl3) đổi
sang màu xanh nhạt của dung dịch sắt II
clorua (FeCl2) và xuất hiện kết tủa đen FeCl3 tím (I2).
tác dụng với KSCN: màu của dung dịch sẽ thay đổi từ màu
FeCl3 tác dụng với K4[Fe(CN)6]: làm
trong của FeCl3 sang màu đỏ của Fe(SCN)3
mất màu đỏ của dung dịch và sinh ra
FeCl3 + 3KSCN → Fe(SCN)3 + 3KCl
Fe4[Fe(CN)6]3 màu xanh Berlin FeCl3
tác dụng với KSCN: màu của dung
dịch sẽ thay đổi từ màu trong của
FeCl3 sang màu đỏ của Fe(SCN)3 FeCl3
tác dụng với KI: Màu vàng nâu của dung dịch sắt III
clorua (FeCl3) đổi sang màu xanh nhạt của dung dịch sắt
II clorua (FeCl2) và xuất hiện kết tủa đen tím (I2).
2FeCl3 + 2KI → 2FeCl2 + I2 + 2KCl FeCl3
tác dụng với K4[Fe(CN)6]: làm mất màu đỏ của dung
dịch và sinh ra Fe4[Fe(CN)6]3 màu xanh Berlin 4FeCl3
+ 3K4[Fe(CN)6] → Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl lOMoAR cPSD| 58931565 FeCl3
tác dụng với Na2CO3, H2SO4: hiện tượng sủi bọt khí
SO2↑, dung dịch có màu xanh nhạt.
2Fe3+ + 2H+ + 3SO32- → 2Fe2+ + SO42- + 2SO2↑ + H2O lOMoAR cPSD| 58931565
điều chế và tính Lấy vào 3 ống nghiệm, mỗi ống 5-6 giọt chất của dung dịch CoSO coban(II) và 4. Thêm vào cả 3 ống niken(II)
từng giọt dung dịch NaOH để thu được hidroxit kết tủa Co(OH)2.
Đun nhẹ ống nghiệm thứ nhất (không
lắc) và ghi màu chất rắn. Sau đó dùng
đũa thủy tinh khuấy hỗn hợp rồi để yên trong không khí một lúc.
Thêm vào ống thứ hai vài giọt dung dịch CoSO4 tác dụng với NaOH: xuất hiện kết tủa màu xanh
H2O2 và thêm vào ống thứ ba vài giọt Co(OH)2 nước Javel.
CoSO4 + 2NaOH → Co(OH)2 + Na2SO4
Lấy một ít dung dịch NiCl2 cho vào 2
ống nghiệm, thêm tiếp từng giọt dung
dịch NaOH để thi được kết tủa Ni(OH)2.
Ghi nhận màu sắc của kết tủa. Để yên
ống nghiệm 1 trên giá để một lúc sau
xem lại xem kết tủa có bị đổi màu hay Ống không. 1
Thêm vào ống nghiệm thứ hai vài giọt
đun nhẹ và để ngoài không khí: Kết tủa màu xanh dung dịch H2O2
Co(OH)2 chuyển sang màu nâu đen Co(OH)3
Hiện tượng xảy ra:
4Co(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Co(OH)3 lOMoAR cPSD| 58931565
CoSO4 tác dụng với NaOH: xuất hiện kết tủa màu xanh Co(OH)2
Ống 1 đun nhẹ và để ngoài không khí:
Kết tủa màu xanh Co(OH)2 chuyển sang màu nâu đen Co(OH)3
Ống 2 H2O2: xuất hiện kết tủa màu nâu đen Co(OH) Ống 3 3
Ống 3 nước Javel : xuất hiện kết tủa màu nước Javel : xuất hiện kết tủa màu nâu đen Co(OH)3 nâu đen Co(OH)
2Co(OH)2 + NaClO + H2O → 2Co(OH)3 + NaCl 3
NiCl2 tác dụng với NaOH: xuất hiện kết tủa xanh nhạt Ni(OH)2
Ống 1 để yên: kết tủa xanh nhạt
Ni(OH)2 chuyển sang màu đen Ni(OH)3
Ống 2 H2O2: kết tủa từ màu xanh hóa đen. Ống 2
H2O2: xuất hiện kết tủa màu nâu đen Co(OH)3
2CoSO4 + 4NaOH + H2O2 → 2Co(OH)3 + 2Na2SO4 NiCl2 tác dụng với lOMoAR cPSD| 58931565
NaOH: xuất hiện kết tủa xanh nhạt Ni(OH)2 lOMoAR cPSD| 58931565
NiCl2 + 2NaOH → Ni(OH)2 + 2NaCl
Ống 1 để yên: kết tủa xanh nhạt Ni(OH)2 không thay đổi,
theo lý thuyết 4Ni(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Ni(OH)3↓ có
thể do hàm lượng Ni(OH)2 bị oxit hóa thành Ni(OH)3
quá ít nên không thấy hiện tượng xảy ra rõ rệt Ống 2 H2O2: kết tủa từ màu xanh hóa đen.
2Ni(OH)2 + H2O2 → 2Ni(OH)3↓ lOMoAR cPSD| 58931565 phức chất
Cho vào ống nghiệm vài giọt dung dịch amoniacat của CoSO Co(II) và Ni(II)
4. Thêm từ từ từng giọt dung dịch
NH3 đặc vào ống nghiệm đến dư (thực hiện trong tủ hút
Cho vào ống nghiệm vài giọt dung dịch
NiCl2. Thêm từ từ từng giọt dung dịch CoSO4
NH3 đặc vào ống nghiệm đến dư (thực
tác dụng với NH3 đặc: kết tủa màu hồng đỏ Co(OH)2 sau hiện trong tủ hút.
đó hóa vàng nâu [Co(NH3)6](OH)2
Hiện tượng xảy ra:
CoSO4 + 2NH3 + 2H2O → Co(OH)2 ↓+ 2(NH4)2SO4,
Co(OH)2 + 6NH3 → [Co(NH3)6](OH)2
CoSO4 tác dụng với NH3 đặc: kết tủa
màu hồng đỏ Co(OH)2 sau đó hóa vàng nâu [Co(NH3)6](OH)2
NiCl2 tác dụng với NH3 đặc: kết tủa màu
xanh lá cây Ni(OH)2, sau đó tan tạo dung dịch màu xanh đậm NiCl2 [Ni(NH3)6](OH)2
tác dụng với NH3 đặc: kết tủa màu xanh lá cây Ni(OH)2,
sau đó tan tạo dung dịch màu xanh đậm [Ni(NH3)6](OH)2
NiCl2 + 2NH3 + 2H2O → Ni(OH)2 + 2NH4Cl, Ni(OH)2
+ 6NH3 → [Ni(NH3)6](OH)2
Từ các thí nghiệm đã làm, hãy rút ra kết luận về độ bền của các số oxy hóa +2 và +3 của Fe, Co, Ni ?
Fe, Co và Ni có vỏ electron ngoài cùng giống nhau: 4s2, bán kính nguyên tử giảm dần theo
chiều tăng số electron điền vào các obitan 3d, do có cùng số lớp electron như nhau, khi điện
tích hạt nhân tăng, các electron được hút mạnh hơn làm giảm bán kính nguyên tử.
Fe, Co và Ni là những kim loại hoạt động hóa học trung bình, hoạt tính giảm từ Fe đến Ni. lOMoAR cPSD| 58931565
Fe, Co, Ni tinh khiết đều bền với không khí và nước.
Fe3+ bền hơn Fe2+ trong môi trường axit Fe2+ bền hơn Fe3+ trong môi trường bazo Co3+ bền hơn Co2+ Ni2+ bền hơn Ni3+
Tính hiệu suất của quá trình điều chế theo lượng sắt đã dùng
Lượng sắt đã dùng: H%= *100=20%