1. Giải Hóa học 11 bài 28: Bài thực hành số 3 Phân tích định tính nguyên tố. Điều chế và tính chất của metan
I. Nội dung thí nghiệm và cách tiến hành
Thí nghiệm 1. Xác định định tính cacbon và hidro
Tiến hành thí nghiệm:
Trộn đều khoảng 0,2g saccarozo với 1-2 g CuO sau đó cho hỗn hợp vào ống nghiệm.
Cho tiếp 1g CuO phủ hết bề mặt hỗn hợp trong ống nghiệm, lấy cục bông tẩm bột CuSO4 khan trắng để sát miệng ống nghiệm.
Dẫn khí thoát ra vào nước vôi trong, tiến hành lắp dụng cụ như hình vẽ: Đun ống nghiệm có chứa hỗn hợp chất rắn.
Hiện tượng:
+ Nung nóng hỗn hợp, bột CuSO4 khan từ màu trắng chuyển sang màu xanh.
+ Xuất hiện kết tủa trắng trong dung dịch.
+ Một phần hỗn hợp còn lại trong ống nghiệm chuyển màu đỏ.
Giải thích: Khi đun nóng hỗn hợp, phản ứng hóa học xảy ra:
Chất hữu cơ + CuO → CO2 + H2O
Bột đồng sunfat (màu trắng) chuyển màu xanh do hơi nước vừa mới sinh đã kết hợp với CuSO4 khan tạo thành muối ngậm nước CuSO4.5H2O => Xác nhận có H (hiđro) có trong hợp chất cần nghiên cứu.
Khí CO2 tác dụng với Ca(OH)2 tạo thành kết tủa CaCO3 => Xác nhận có O (oxi) có trong hợp chất cần nghiên cứu..
Kết luận: Trong hợp chất hữu cơ có C, H.
Thí nghiệm 2. Điều chế và thử một tính chất của metan
Tiến hành thí nghiệm:
Cho vào ống nghiệm khô có nút và ống dẫn khí khoảng 4-5g hỗn hợp bột mịn đã được trộn đều gồm natri axetat khan và vôi tôi xút theo tỉ lệ 1 : 2 về khối lượng. Đun nóng đáy ống nghiệm bằng ngọn lửa đèn cồn.
Thay ống dẫn khí bằng ống vuốt nhọn, rồi đốt khí thoát ra ở đầu ống dẫn khí. Quan sát màu ngọn lửa.
Dẫn dòng khí lần lượt vào các ống nghiệm đựng dung dịch brom hoặc dung dịch thuốc tím.
Hiện tượng:
- Đưa que diêm đang cháy tới đầu ống dẫn khí vuốt nhọn, CH4 được dẫn ra từ ống nghiệm bốc cháy với ngọn lửa xanh nhạt.
- Đưa mặt đế sứ vào phía trên ngọn lửa, có các giọt nước đọng trên mặt sứ.
- Đưa đầu ống dẫn khí sục vào các dung dịch KMnO4 và nước brom, không có hiện tượng mất màu.
Giải thích:
Đốt CH4 cháy tạo ra CO2 và H2O, tỏa nhiều nhiệt.
CH4 + 2O2 → CO2 + H2O (H = -890kJ)
CH4 không làm mất màu dung dịch KMnO4 và nước brom, chứng tỏ không xảy ra phản ứng.
II. Bản tường trình bài thực hành 3 hóa 11
| Tên thí nghiệm | Cách tiến hành | Hiện tượng | Phương trình |
| Thí nghiệm 1: Xác định định tính cacbon và hidro | Trộn đều khoảng 0,2g saccarozo với 1-2 g CuO sau đó cho hỗn hợp vào ống nghiệm. Cho tiếp 1g CuO phủ hết bề mặt hỗn hợp trong ống nghiệm, lấy cục bông tẩm bột CuSO4 khan trắng để sát miệng ống nghiệm. Dẫn khí thoát ra vào nước vôi trong, tiến hành lắp dụng cụ như hình vẽ: Đun ống nghiệm có chứa hỗn hợp chất rắn | Ta thấy nhúm bông chuyển dần sang màu xanh lam của muối đồng và dung dịch nước vôi trong xuất hiện vẩn đục. Do CuO oxi hóa đường tạo thành CO2 và hơi nước. Hơi nước bay lên gặp miếng bông có chứa CuSO4 khan, gặp nước tạo thành màu xanh. CO2 thoát ra ngoài tác dụng với nước vôi trong tạo kết tủa CaCO3 | CO2+ Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O |
| Thí nghiệm 2: Điều chế và thử tính chất của CH4 | Cho vào ống nghiệm khô có nút và ống dẫn khí khoảng 4-5g hỗn hợp bột mịn đã được trộn đều gồm natri axetat khan và vôi tôi xút theo tỉ lệ 1 : 2 về khối lượng. Thay ống dẫn khí bằng ống vuốt nhọn, rồi đốt khí thoát ra ở đầu ống dẫn khí. Quan sát màu ngọn lửa. Dẫn dòng khí lần lượt vào các ống nghiệm đựng dung dịch brom hoặc dung dịch thuốc tím. | Khi điều chế khí CH4: Ta thấy bọt khí xuất hiện và cột nước trong uống nghiệm thu khí hạ dần xuống: Đốt cháy khí CH4: ta thấy ngọn lửa có màu xanh. Dẫn dòng khí qua dung dịch thuốc tím (KMnO4) hay dung dịch brom: không có hiện tượng gì, do CH4 là ankan nên không có phản ứng cộng với brom hay phản ứng oxi hóa với KMnO4 | CH3COONa + NaOH →CH4 + Na2CO3 CH4 + 2O2 → CO2 + 2H |
2. Bài tập thực hành
Câu 1. Chất nào sau đây có phản ứng thế với clo?
A. CO2
B. K
C. O2
D. CH4
Lời giải:
Đáp án D
Các nguyên tử H trong methane có thể lần lượt bị thay thế bởi clo.
Câu 2. Đốt cháy hoàn toàn khí methane bằng khí oxi. Nếu hỗn hợp nổ mạnh thì tỉ lệ thể tích của khí metan và khí oxi là
A. 1 thể tích khí metan và 4 thể tích khí oxi.
B. 2 thể tích khí metan và 1 thể tích khí oxi.
C. 1 thể tích khí metan và 2 thể tích khí oxi.
D. 1 thể tích khí metan và 1 thể tích oxi.
Lời giải:
Đáp án C
Hỗn hợp gồm 1 thể tích metan và 2 thể tích oxi là hỗn hợp nổ mạnh.
Câu 3. Cho các chất sau: H2O, HBr, Cl2, O2, CO2, H2. khí metan phản ứng được với
A. H2O, HBr.
B. Cl2, O2.
C. H2, Cl2.
D. O2, CO2.
Lời giải:
Đáp án B
Câu 4. khí metan có lẫn tạp chất là khí cacbonic và khí sunfurơ. Để thu được khí metan tinh khiết cần
A. Dẫn hỗn hợp qua nước vôi trong dư.
B. Đốt cháy hỗn hợp rồi dẫn qua nước vôi trong.
C. Dẫn hỗn hợp qua bình đựng dung dịch H2SO4.
D. Dẫn hỗn hợp qua bình đựng dung dịch brom dư.
Lời giải:
Đáp án A
Dẫn hỗn hợp khí qua nước vôi trong dư. Khí CO2; SO2 phản ứng bị giữ lại, khí methane không phản ứng thoát ra khỏi dung dịch thu được metan tinh khiết.
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O
SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3 ↓ + H2O
Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn một hidrocacbon A thu được 4,48 lít CO2 (đktc) và 7,2 gam H2O. Vậy A là
A. CH4.
B. C2H4.
C. C2H6.
D. C3H8.
Lời giải:
Đáp án A
Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm CH4, C3H6 và C4H10 thu được 4,4 gam CO2 và 2,52 gam H2O. Tính m?
A. 1,48g.
B. 2,48g.
C. 14,8g.
D. 24,7g.
Lời giải:
Đáp án A
Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn CH4 thu được V lít khí CO2 (đktc) và 7,2 gam H2O. Giá trị của V là?
A. 5,60.
B. 6,72.
C. 4,48.
D. 2,24.
Lời giải:
Đáp án C
Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn một lượng methane rồi cho sản phẩm cháy đi qua bình 1 đựng H2SO4 đặc, bình 2 đựng dung dịch nước vôi trong có dư thì thấy khối lượng bình 1 tăng m gam, bình 2 tăng 2,2 gam. Giá trị m là
A. 3,5.
B. 1,8.
C. 5,4.
D. 0,9.
Lời giải:
Đáp án B
Bài 9: Khí Clo hóa hoàn toàn hydrocarbon X thu được chất hữu cơ Y có khối lượng phân tử lớn hơn khối lượng phân tử của X là 138. Công thức phân tử của X là
A. CH4.
B. C2H6.
C. C3H8.
D. C4H10.
Lời giải:
Đáp án A
CnHm + mCl2 → CnClm + mHCl
⇒ 35,5m – m = 138 ⇒ m = 4
⇒ CTPT: CH4
Câu 10: Tính chất vật lý cơ bản của metan là
A. Chất lỏng, không màu, tan nhiều trong nước.
B. Chất khí, không màu, tan nhiều trong nước.
C. Chất khí, không màu, không mùi, nặng hơn không khí, ít tan trong nước.
D. Chất khí, không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí, ít tan trong nước.
Đáp án đúng: A
Câu 11: Hình ảnh dưới đây là mô hình phân tử chất nào?
A. C2H4.
B. CH4.
C. C2H2.
D. C6H6.
Đáp án đúng: D
Câu 12: Trong phân tử metan có
A. 4 liên kết đơn C-H.
B. 1 liên kết đôi C=H và 3 liên kết đơn C-H.
C. 2 liên kết đơn C-H và 2 liên kết đôi C=H.
D. 1 liên kết đơn C-H và 3 liên kết đôi C=H.
Đáp án đúng: A
Câu 13: Thành phần phần trăm về khối lượng của các nguyên tố cacbon và hidro trong CH4 lần lượt là
A. 50% và 50%.
B. 75% và 25%.
C. 80% và 20%.
D. 40% và 60%.
Đáp án đúng: B
Câu 14: Điều khẳng định nào sau đây không đúng?
A. Metan là chất khí, trong phân tử có 4 liên kết đơn.
B. Góc liên kết CHC trong phân tử metan bằng 109,50.
C. Metan tan khá nhiều trong nước.
D. Metan là chất khí có thể gây ra các vụ nổ ở các mỏ khai thác than hầm lò.
Đáp án đúng: C
Câu 15: Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon, thu được số mol H2O gấp đôi số mol CO2. Công thức phân tử hidrocacbon đó là
A. C2H4.
B. C2H6.
C. CH4.
D. C2H2.
Đáp án đúng: C
Câu 16: Phản ứng đặc trưng của metan là
A. Phản ứng cộng.
B. Phản ứng thế.
C. Phản ứng trùng hợp.
D. Phản ứng cháy.
Đáp án đúng: B
Câu 17: Điều kiện để metan tham gia phản ứng thế clo là
A. Nhiệt độ.
B. Nhiệt độ và ánh sáng.
C. Chất xúc tác.
D. Ánh sáng khuếch tán.
Đáp án đúng: D
Câu 18: Phản ứng thế là
A. Một hợp chất tác dụng với một hợp chất.
B. Một đơn chất tác dụng với một hợp chất.
C. Một đơn chất tác dụng với một hợp chất, trong đó nguyên tử của đơn chất thay thế nguyên tử của một nguyên tố khác trong hợp chất.
D. Một đơn chất tác dụng với một đơn chất.
Đáp án đúng: C
