ÔN TẬP THỰC TẬP HÓA VÔ CƠ 1
BÀI TH1. ĐIỀU CHẾ PHÈN NHÔM TỪ QUẶNG BAUXITE:
1. Một số phương trình trong bài thực hành:
𝐴𝑙2𝑂3. 3𝐻2𝑂 + 2𝐾𝑂𝐻 → 2𝐾[𝐴𝑙(𝑂𝐻)4]
𝐾[𝐴𝑙(𝑂𝐻)4]+ 2𝐻2𝑆𝑂4→𝐾𝐴𝑙(𝑆𝑂4)2+ 4𝐻2𝑂
2. Thành phần chính trong quặng Bauxite là 𝐀𝐥𝟐𝐎𝟑. 𝟑𝐇𝟐𝐎. Ngoài ra còn chứa một số hợp chất như
𝐅𝐞𝐎𝐎𝐇, 𝐒𝐢𝐎𝟐, 𝐅𝐞𝐓𝐢𝐎𝟑, 𝐀𝐥𝟐𝐎𝟑. 𝟐𝐒𝐢𝐎𝟐. 𝟐𝐇𝟐𝐎. Viết các phản ứng xảy ra giữa quặng Bauxite và KOH ở
nhiệt độ cao. Cho biết những ion nào có trong dung dịch?
- Các phản ứng:
+ 𝐴𝑙2𝑂3+ 3𝐻2𝑂 + 2𝐾𝑂𝐻 → 2𝐾[𝐴𝑙(𝑂𝐻)4]
+ 𝑆𝑖𝑂2+ 2𝐾𝑂𝐻 → 𝐾2𝑆𝑖𝑂3+ 𝐻2𝑂
+𝐴𝑙(𝑂𝐻)3+ 𝐾𝑂𝐻 → 𝐾[𝐴𝑙(𝑂𝐻)4]
- Những ion có trong dung dịch: 𝐾+,𝐴𝑙(𝑂𝐻)4
−, 𝑂𝐻−𝑑ư , 𝑆𝑖𝑂3
2−.
3. Nêu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hòa tách nhôm từ quặng Bauxite bằng dung dịch KOH.
Cách thực hiện các yếu tố đó để tăng hiệu suất quá trình điều chế?
- Phản ứng hòa tách: 𝐴𝑙2𝑂3. 3𝐻2𝑂 + 2𝑂𝐻−⟶ 2[𝐴𝑙(𝑂𝐻)4]− pư thu nhiệt.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hòa tách nhôm: nhiệt độ, nồng độ tác chất, diện tích bề mặt tiếp
xúc (yếu tố động học).
- Cách thực hiện các yếu tố làm tăng hiệu suất quá trình điều chế:
+ Cần cung cấp nhiệt độ (tăng nhiệt độ khi đun).
+ Tăng nồng độ các chất tham gia phản ứng (tăng [𝑂𝐻−]), nồng độ tối ưu.
+ Tăng diện tích tiếp xúc: nghiền kĩ quặng, lắc đều khi trộn hai chất vào bình cầu.
4. Trong bài thực tập, giáo viên đề nghị sử dụng dung dịch KOH 25% để hòa tách nhôm trong quặng
Bauxite. Theo anh chị nếu dùng dd KOH loãng hơn thì sao? Dd đậm đặc hơn thì sao?
- Nếu dùng KOH loãng hơn thì nồng độ KOH nhỏ, vận tốc phản ứng nhỏ dẫn đến hiệu suất của quá
trình hòa tách thấp.
- Nếu dùng KOH đậm đặc hơn thì sẽ gây ra nguy hiểm (nứt bình cầu do nhiệt không tỏa đều được),
dung dịch đậm đặc, khó lọc.
5. Trong quá trình hòa tách nhôm nếu dùng dư nhiều KOH có được không? Tại sao?
- Không nên dùng dư nhiều KOH trong quá trình hòa tách nhôm, vì:
+ Độ nhớt dung dịch cao dẫn đến quá trình lọc khó khăn, hiệu suất thấp.
+ Tạo ra nhiều tạp chất (𝐾2𝑆𝑂4) làm cho sản phẩm mất độ tinh khiết.
6. Vì sao trong quá trình hòa tách nhôm không được để dung dịch sôi mạnh?
- Không được để dung dịch sôi mạnh trong quá trình hòa tách nhôm, vì:
+ Trong dung dịch có 𝑂𝐻−(𝐾𝑂𝐻 đđ) có thể bắn tung té ra ngoài gây nguy hiểm.
+ Làm cho nước bay hơi nhanh, dd trở nên đậm đặc, khả năng khuếch tán, quá trình lọc khó khăn,
hiệu suất thấp.
7. Hãy giải thích tại sao trong quá trình acid hóa dung dịch aluminat cần phải cho dd 𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒 thật chậm
để tránh dd bị nóng nhưng khi dd có pH=1 lại cần phải đun nhẹ dd?
- Khi cho nhanh dd 𝐻2𝑆𝑂4: dung dịch nóng lên, nhiệt độ tăng, 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3 sẽ tạo một lớp bề mặt không
phản ứng với 𝐻2𝑆𝑂4,𝐴𝑙(𝑂𝐻)3 bị trơ hóa, thụ động hóa bề mặt, khó tan trở lại.
- Khi dd có pH=1 cần đun nhẹ vì pH=1 là môi trường 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3 sẽ tan để phản ứng tiếp với 𝐻2𝑆𝑂4, cần
đun nhẹ để phản ứng xảy ra nhanh hơn (do là pư dị thể rắn-lỏng, pư tỏa nhiệt), tăng tốc độ phản
ứng. Cần điều khiển tốc độ phản ứng nếu đun nóng sẽ cần nhiều 𝐻2𝑆𝑂4 hơn tiêu tốn nhiều hóa chất.
8. Trong quá trình acid hóa dung dịch aluminat bằng 𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒, trong một số trường hợp mặc dù đã cho
dư acid (pH<1) nhưng vẫn còn một lượng kết tủa không tan. Hãy cho biết kết tủa đó có thể là chất
gì? Hãy nêu biện pháp xử lí cho các trường hợp này?
- Kết tủa đó có thể là 𝐾2𝑆𝑂4. 𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3.12𝐻2𝑂 chưa tan hết và hệ keo 𝐻4𝑆𝑖𝑂4 không tan.
- Biện pháp xử lí: Ta cần đem đun lên để làm tan hết kết tủa. Nếu còn kết tủa chưa tan thì đó là 𝑆𝑖𝑂2.
Ta cần đem dd đi lọc lại.
9. Vì sao không sử dụng acid hòa tách quặng Bauxite mà sử dụng baz đậm đặc?
- Vì khả năng hòa tách của nó không cao, hiệu suất thấp.
- Thành phần quặng còn chứa các hợp chất 𝐹𝑒𝑂𝑂𝐻,𝑆𝑖𝑂2, 𝐹𝑒𝑇𝑖𝑂3, … nên khi cho acid vào sẽ hòa tan
các tạp chất này vào dung dịch, dẫn đến khó tách hợp chất nhôm [𝐴𝑙(𝑂𝐻)4]− trong dd ra.
- Nếu dùng baz dư: sẽ tạo kết tủa với các hợp chất trên, tách ra khỏi dd, dễ tách hợp chất nhôm ra.
10. Trong quá trình lọc lấy dung dịch kali aluminat, tại sao phải lọc nóng? Vì sao không nên để cặn dính
vào giấy lọc trong quá trình lọc?
- Trong quá trình lọc lấy dd kali aluminat cần lọc nóng vì dd chứa kiềm có độ nhớt cao, nhiệt độ cao thì
độ nhớt sẽ giảm, làm cho quá trình lọc nhanh hơn, thu được nhiều sản phẩm hơn.
- Không nên để cặn dính vào giấy lọc vì cặn có thể che hết các lỗ xốp của giấy lọc, làm chậm quá trình
lọc, thu được ít sản phẩm hơn.
11. Vì sao không rửa sản phẩm bằng ancol hoặc nước?
- Vì sản phẩm là muối kép ngậm nước nếu rửa sẽ mất nước, sản phẩm không còn đúng công thức nữa.
12. Nêu các yếu tố cần có của một dung dịch rửa sản phẩm?
- Hòa tan tạp chất, không hoặc rất ít hòa tan sản phẩm.
- Dễ dàng loại bỏ dung môi.
- Dung dịch giá thành rẻ, dễ tìm kiếm trên thị trường.
- An toàn với môi trường.
13. Tại sao không được kết tinh bằng phương pháp đông lạnh?
- Không được kết tinh bằng phương pháp đông lạnh vì cái nào ít tan (𝑡ạ𝑝 𝑐ℎấ𝑡 𝐾2𝑆𝑂4) sẽ kết tinh
trước nên khi kết tinh bằng pp đông lạnh sẽ cho 2 loại kết tinh là 𝐾2𝑆𝑂4 𝑣à 𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3 nên không
được kết tinh bằng pp đông lạnh.
14. Tại sao phải đun trong bình cầu mà không đun trong dụng cụ khác?
- Vì đun trong bình cầu sẽ ít bay hơi, phản ứng xảy ra là phản ứng dị thể
→
có thể tích nhiệt cục bộ gây
nổ (bình cầu đáy tròn nên có thể phân tán nhiệt).
15. Tại sao trong công nghiệp người ta sử dụng nồi hơi mà không sử dụng axit để phản ứng với
aluminat?
- Vì chi phí cao, nếu sử dụng KOH dư thì phải tiêu tốn rất nhiều lượng axit
→
Sử dụng nồi hơi để đun
4
()Al OH −
thành
23
Al O
.
16. Thế nào là phèn đơn, phèn kép?
- Phèn đơn là muối sunfat của cation có số oxi hóa +3, có đặc tính dễ chảy rửa.
- Phèn kép là hỗn hợp muối sufat của ion có số oxi hóa +3 và kim loại kiềm.
17. Tại sao phải hòa tan 𝑨𝒍(𝑶𝑯)𝟑 ngay sau phản ứng?
- Vì phản ứng trung hòa là phản ứng tỏa nhiệt.
3
()Al OH
vừa tạo thành sẽ dễ hoà tan hơn.
18. Tại sao phải điều chỉnh pH=1?
- Nếu nhỏ hơn 1
→
Axit đặc (Nếu đun nóng sẽ gây nguy hiểm).
- Nếu lớn hơn 1
→
Nồng độ axit loãng không đủ làm tan kết tủa.
19. Sản phẩm phèn nhôm kali thu được có thể bị lẫn những tạp chất gì? Làm thế nào để giảm thiểu sự
lẫn tạp chất đó?
- Sản phẩm có thể bị lẫn 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3, 𝐾2𝑆𝑂4,𝑆𝑖𝑂2.
- Khắc phục:
+ Đối với 𝐾2𝑆𝑂4: Không cho quá nhiều KOH. Phản ứng hòa tách phải thực hiện tốt.
+ Đối với 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3: Cho từ từ H2SO4 để tránh làm dung dịch quá nóng dẫn đến 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3 bị trơ hóa,
duy trì pH=1.
+ Đối với 𝑆𝑖𝑂2: lọc lại nhiếu lần để loại bỏ tạp chất.
20. Nêu ứng dụng của phèn nhôm kali?
- Trong công nghiệp: Làm trong nước, chất giữ màu trong nhuộm vải, chất kết dính trong công nghiệp
sản xuất, thuốc thử trong phòng thí nghiệm.
- Trong y học: Thuốc cầm máu bề mặt, lau rửa bộ phận cơ thể ra nhiều mồ hôi, rửa khoang miệng,
họng, giải độc, sát khuẩn.
21. Tại sao không cô dung dịch quá đặc?
- Vì dung dịch quá đặc khi kết tinh sẽ thu được một khối bột nhão, không thể lọc và làm khô được.
Trong trường hợp này cần phải thêm khoảng 10mL nước vào becher, đun nhẹ cho tinh thể tan hoàn
toàn, sau đó tiến hành kết tinh lại.
22. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất (nhiệt động học) phản ứng:
- Nhiệt độ, nồng độ, áp suất (yếu tố nhiệt động (lực) học).
23. Tại sao phải thêm 10mL nước để pha loãng dung dịch trước khi lọc?
- Để tránh trường hợp dung dịch khá đặc, nếu không pha loãng sẽ gây khó khăn trong quá trình lọc.
24. Tại sao phải tráng bằng nước nóng?
- Vì sau khi làm thí nghiệm còn chứa tạp chất là Al2O3 trên thành bình cầu, dùng nước nóng có thể hoà
tan.
25. Sau khi thu được dung dịch kali aluminat, tại sao phải ngâm becher vào trong thau nước?
- Phản ứng trung hòa là phản ứng tỏa nhiệt, nhiệt độ tăng cao có thể gây nguy hiểm, vì thế cần ngâm
vào thau nước để giảm nhiệt độ xuống an toàn.
26. Có thể sấy sản phẩm trong tủ sấy cho mau khô không? Tại sao?
- Không nên sấy sản phẩm trong tủ sấy, vì sẽ làm cho sản phẩm chảy, rửa, biến đổi tính chất, thành
phần do sản phẩm là muối kép ngậm nước 𝐾𝐴𝑙(𝑆𝑂4)2.12𝐻2𝑂.
27. Tại sao 𝑨𝒍(𝑶𝑯)𝟑 bị trơ khi cho axit quá nhanh?
- Khi cho axit quá nhanh dung dịch nóng lên, kết tủa ở dạng hidroxo 𝐻 − 𝑂 − (𝐴𝑙)2 sẽ biến thành dạng
oxo 𝑂 − (𝐴𝑙)2 (không tan).
28. Có thể lọc bằng phễu thường thay vì lọc bằng phễu bunchner được không? Tại sao?
- Có thể lọc bằng phễu thường nhưng thời gian lọc lâu, sử dụng phễu bunchner sẽ nhanh hơn.
- Sử dụng phễu buchner:
+ Sẽ tận dụng được vòi hút áp suất, nên quá trình lọc sản phẩm sẽ nhanh hơn bằng phễu lọc thường.
+ Hút được nước trên các rảnh bề mặt tinh thể, giúp sản phẩm không bị chảy rửa trong quá trình bảo
quản.
BÀI TH2. TINH CHẾ NaCl
1. Một số phương trình trong bài thực hành:
𝑁𝑎𝐶𝑙𝑏ℎ(𝑠𝑜𝑙)+ 𝐻𝐶𝑙(𝑔)→ 𝑁𝑎𝐶𝑙(𝑠)+ 𝐻𝐶𝑙(𝑠𝑜𝑙)
𝐻2𝑆𝑂4đđ(𝑙)+ 𝑁𝑎𝐶𝑙(𝑠)→ 𝐻𝐶𝑙(𝑔)+𝑁𝑎𝐻𝑆𝑂4(𝑠)
𝐻2𝑆𝑂4(𝑠𝑜𝑙)+ 𝑁𝑎𝐶𝑙(𝑠)→ 𝐻𝐶𝑙(𝑔)+ 𝑁𝑎𝐻𝑆𝑂4(𝑠𝑜𝑙)
𝐶𝑎2+ + 𝐶2𝑂4
2− →𝐶𝑎𝐶2𝑂4↓𝑡𝑟ắ𝑛𝑔
(𝑁𝐻4)2𝐻𝑃𝑂4+ 𝑀𝑔2+ + 𝑁𝐻3→ 𝑀𝑔𝑁𝐻4𝑃𝑂4↓ +2𝑁𝐻4
+
2. Tại sao phải cho thêm nước vào bình cầu trong quá trình điều chế HCl ở giai đoạn 2?
- Để tráng H2SO4 còn bám trên thành bình (do H2SO4 có đặc tính háo nước).
- Do sau giai đoạn 1 tạo thành một lớp NaHSO4 dạng rắn ở trên bao phủ NaCl (r) ngăn cản dung
dịch tiếp xúc
→
Dùng H2O để rửa (hòa tan) lớp NaHSO4 rắn, dd H2SO4 có thể tiếp xúc và phản
ứng tiếp tục với NaCl.
3. Dấu hiệu nào trong bình cầu B cho biết nên kết thúc quá trình điều chế khí HCl?
- Khi váng bọt trắng trong bình B biến mất, không còn sủi bọt nữa.
- Lượng NaCl (r) trong bình B còn rất ít.
4. Tại sao ống dẫn khí HCl vào bình chứa dd NaCl lại không nhúng vào dung dịch mà lại để cách trên bề
mặt NaCl?
- Khí HCl sinh ra gặp dd NaCl thì NaCl sẽ kết tinh. Do đó, nếu để ống dẫn khí HCl nhúng vào dd thì NaCl
sẽ kết tinh trên đầu ống dẫn làm nghẹt ống → không dẫn khí được, NaCl sẽ không kết tinh, hiệu suất
phản ứng thấp.
5. Dấu hiệu nào kết thúc quá trình tinh chế NaCl?
- Tốc độ NaCl rơi xuống ngày càng chậm ở bình D.
- Lượng NaCl (s) ở bình cầu B còn rất ít.
- Không còn xuất hiện lớp bọt khí ở bình cầu B.
6. Chức năng của bình E là gì?
- Quan sát tốc độ khí HCl sinh ra ở bình B.