1. ĐIỀU CHẾ KHÍ O2 VÀ THỬ TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA OXI
a. Điều chế khí oxi từ KMnO4
Trong phòng thí nghiệm thường điều chế oxi bằng cách phân hủy một hợp chất giàu oxi và không bền như KMnO4, KClO3.
Phản ứng nhiệt phân KMnO4:
KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
Khi điều chế oxi bằng KMnO4 lượng oxi thu được ít hơn 4 lần so với việc dùng KClO3 (có cùng khối lượng). Nhưng KMnO4 dễ kiếm hơn và phản ứng ít nguy hiểm hơn.
b. Điều chế oxi từ KClO3
Ta có thể điều chế oxi khi phân hủy KClO3 có MnO2 làm xúc tác. Nhiệt độ cần thiết là khoản 2200C nên ta có thể dùng đèn cồn để nung nóng.
Trộn 10g KClO3 với khoảng 2.5 g MnO2. Lượng KClO3 này có thể điều chế được khoảng 2.5 lít oxi. Ta có thể thu lượng oxi này vào trong khí kế để dùng cho các thí nghiệm về oxi.
Cần chú ý rằng KClO3 là chất rất dễ gây cháy nổ, nên:
- Không nghiền nhiều một lúc, không nghiền lẫn với bất kỳ chất nào khác.
- Lọ đựng KClO3 không được để hở nút, nhất là khi để cạnh những chất như P, S, C. Nút phải tốt, tránh độn thêm giấy vào nút.
Khí oxi rất ít tan trong nước (Trong điều kiện thường, 1 lít nước hòa tan 30ml khí oxi). Khí oxi ẩm không ảnh hưởng gì đến các thí nghiệm trong trường phổ thông, mà ngược lại lượng nước nhỏ trong đáy lọ có tác dụng bảo vệ bình trong các phản ứng của oxi với các chất khác, vì thế ta nên thu oxi bằng phương pháp đẩy nước.
2. ĐỐT CHÁY SẮT TRONG OXI
Lấy sợi dây sắt nhỏ, tốt nhất là sợi dây phanh xe đạp độ dài khoảng 30cm cuộn thành hình lo xo. Cắm một đầu vào thanh gỗ, đầu lo xo kẹp chặt khoảng 1/3 một que diêm. Đốt cháy que diêm và từ từ đưa vào bình oxi. Que diêm cháy mạnh làm sợi dây thép nóng lên và cháy, những tia sang bắn téo ra các hạt oxit sắt màu nâu bám vào thành bình.
Trước khi làm thí nghiệm nên chú ý tới đầu sợi dây nhỏ và nhọn, thành bình trong suốt. Sau khi làm thí nghiệm xong, quan sát đầu sợi dây có một cục kim loại hình cầu nhỏ. Chứng tỏ thép đã nóng chảy, do sức căng mặt ngoài nên đã thu lại thành hình mặt cầu. Thành bình lấm tấm những hạt nhỏ mầu nâu, đó là sắt từ oxit.
Không nên dùng dây thép quá to. Nếu thép bị gỉ, phải làm sạch ( có thể cạo sạch, hoạch nhúng vào axit) trước khi đốt. Trong bình chứa oxi nên có một ít nước nhằm bảo vệ bình trong quá trình làm thí nghiệm.
3. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CỦA KHÔNG KHÍ
a. Mục đích của thí nghiệm:
Gúp học sinh tìm hiểu và nắm vững về thành phần của không khí gồm 20% O2 và 80%N2.
b. Dụng cụ hóa chất:
- Một ống hình trụ rỗng hai đầu. một chậu thủy tinh, nút cao su, đèn cồn.
- P đỏ, giấy quỳ.
Tiến hành thí nghiệm:
Lấy một chậu nước, đặt ống thủy tinh vào trong chậu. Lấy khoảng 0,2gam P đỏ cho vào thìa sắt đốt trên ngọn lửa đèn cồn cho P cháy mạnh sau đó đưa nhanh vào ống hình trụ. Quan sát hiện tượng và đo mực nước dâng lên trong ống (h1), sau đó đo tiếp từ phần mặt thoáng lên đến nút cao su (h2), nhúng quỳ tím vào trong chậy nước, quan sát hiện tượng đổi mầu.
Các chú ý khi làm thí nghiệm:
- Vì bài này làm với P nên giáo viên cần nhắc nhỏ học sinh không để P tiếp xúc với da.
- Chuẩn bị CuSO4 để đề phòng bỏng P.
- Chẩn bị nút cao vừa khít với ống hình trụ.
- Lượng P cần lấy dư.
- Khi khói trắng tan hết, ta mới đo.
Các câu hỏi có thể dung trong quá trình làm thí nghiệm:
- Yêu cầu học sinh quan sát và nêu hiện tượng, giải thích hiện tượng.
- Chúng ta có thể thay P đỏ bằng chất nào khác không, nếu có thì dung chất nào để thay thế.
- Tại sao khi khói trắng tan hết ta mới đo.
- Nếu lấy lượng P thiếu có được không.
4. ĐIỀU CHẾ KHÍ CO2, CHỨNG MINH CO2 KHÔNG DUY TRÌ SỰ CHÁY VÀ NẶNG HƠN KHÔNG KHÍ.
a. Mục đích của thí nghiệm
- Gúp học sinh hiểu được phương pháp điều chế khí CO2 bằng cách cho muối cacbonat tác dụng với axit.
- Hiểu được nguyên tắc hoạt động của bình kíp để điều chế khí.
b. Dụng cụ hóa chất
Dụng cụ:
- Bình kíp, các bình làm sạch khí Tisenco.
- Cốc thủy tinh 1 lít.
- Ống dẫn khí.
- Nến
Hóa chất:
- Dung dịch HCl
- CaCO3 tinh thể, dung dịch NaHCO3, dung dịch H2SO4đ.
c. Cách tiến hành
Bố trí thí nghiệm như hình vẽ. Dung dịch HCl được pha thành dung dịch khoảng 20%. CO2 thoát ra được đi qua các bình Tisenco rửa khí gồm NaHCO3 và H2SO4. Sau đó khí được dẫn vào bình chứa các ngọn nến được bố trí như hình. Quan sát hiện tượng diễn ra và giải thích.
Chú ý:
- Khi pha HCl phải đeo khẩu trang tránh hít HCl rất độc cho phổi.
- Đá vôi được để dưới dạng viên lớn.
Một số câu hỏi có thể khai thác sử dụng trong bài:
+ Quan sát và giải thích hiện tượng, từ đó đưa ra tính chất vật lý của CO2:
- Màu sắc.
- Mùi vị.
- Tỷ khối so với không khí.
- Khả năng duy trì sự cháy.
+ Vai trò của các bình rửa khí.
+ Tại sao nên dung đá vôi ở dạng viên lớn.
+ Nếu trong phòng thí nghiệm không có axit clohidric thì có thể thay thế bằng axit sunfuric được không?
+ Tại sao ta không sử dụng Na2CO3 mà dung NaHCO3?
+ Ngoài NaHCO3 ta có thể dùng hóa chất nào khác?
+ Có thể thay đổi thứ tự các bình rủa khí không?
+ Tại sao phải bố trí các ngọn nến có độ cao khác nhau?
