Môn Hóa học
7 bước học
Công nghiệp tổng hợp Ammonia (Quy trình Haber–Bosch)
Làm thế nào để biến khí nitrogen trong không khí thành ammonia vừa nhanh, hiệu suất cao, lại tiết kiệm chi phí?
Vì sao kim loại sodium ánh bạc phải ngâm kỹ trong dầu hỏa, và khi bốc cháy tuyệt đối không được dập bằng nước hay bình CO₂?
Mẩu Na trên tấm kính + Dao nhỏ + Nhíp + Giấy lọc; phía sau bên trái là lọ dầu hỏa có ngâm một mẩu Na (đối chứng)
Chén nung + Ngọn lửa đèn cồn + Mẩu Na cỡ hạt đậu xanh; bên cạnh là mẩu Na để ở nhiệt độ thường (đối chứng)
Hai cốc 100 mL (một cốc nhỏ phenolphthalein, một cốc không nhỏ = đối chứng) + Mẩu Na cỡ hạt đậu xanh + Ống nhỏ giọt
Na đang cháy trên đĩa đất nung + Cát khô / Nước / Bình chữa cháy CO (ba phương tiện xếp cạnh nhau)
Cửa sổ tròn phía trên: 8 vị trí nguyên tử Na, các hạt đã chuyển thành Na xếp bên phải, mũi tên electron hướng từ Na sang chất oxi hóa
Na − e⁻ → Na⁺ · Bốn trạm thí nghiệm Một bàn thực hành Xuyên suốt không chuyển cảnh4Na + O₂ = 2Na₂O · Nhiệt độ thường Để ngoài không khí Bề mặt vừa mới cắtNgâm trong dầu paraffin hoặc dầu hỏa để ngăn cách không khí · Cùng 300 s: Ngoài không khí 8.7 mmol Trong dầu hỏa 1.9 mmol2Na + O == NaO (Nhiệt độ thường: 4Na + O = 2NaO) · Đun nóng Chén nung Ngọn lửa vàng Chất rắn vàng nhạt2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑ · Cốc nước + Vài giọt phenolphthalein + Mẩu Na cỡ hạt đậu xanhTỉ lệ cố định: n(e)/m = 43.5 mmol/g, V(H)/m = 487.0 mL/g · 100 mL nước Từ cỡ hạt đậu xanh đến mẩu lớnNa − e⁻ → Na⁺ · Bốn trạm thí nghiệm chung một cơ chế vi mô2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂ · Hiện trường: Đang có người dùng nước dập lửa (thao tác sai) Mục tiêu: Chuyển sang Cát khô, kéo chỉ số rủi ro xuống 0.20Cát khô / Bột chữa cháy chuyên dụng: Cách ly không khí · Mục tiêu: Rủi ro 0.10 Cát khô + Mẩu Na 0.86 g Duy trì 15 sPhương trình / Quy luật áp dụng: Na − e⁻ → Na⁺
Giải thích chuẩn SGK: Nguyên tử Na chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng, trong các phản ứng hóa học electron này rất dễ tách ra, do đó Na có tính chất hóa học rất hoạt động và thể hiện tính khử rất mạnh. Bài học dùng bốn trạm thí nghiệm để biến nguyên lý này thành bốn hiện tượng trực quan.
Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Trọng tâm kiểm tra: Tính chất vật lý của Na, mối liên hệ giữa số electron lớp ngoài cùng và tính khử; tư duy «Cấu tạo quyết định tính chất».
Phương trình / Quy luật áp dụng: 4Na + O₂ = 2Na₂O
Giải thích chuẩn SGK: Bề mặt sáng bóng của Na mới cắt nhanh chóng mờ đi vì Na phản ứng với oxygen trong không khí tạo thành một lớp màng oxide mỏng trên bề mặt là sodium oxide: 4Na + O = 2NaO. Do đó sự biến chất của Na trong không khí là phản ứng oxi hóa - khử.
Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi thường gặp: Nguyên nhân và phương trình phản ứng khiến Na bị mờ trong không khí; xác định phản ứng oxi hóa - khử.
Phương trình / Quy luật áp dụng: Ngâm trong dầu paraffin hoặc dầu hỏa để ngăn cách không khí
Giải thích chuẩn SGK: Nguyên tắc bảo quản: Phải ngâm Na trong dầu paraffin hoặc dầu hỏa để ngăn cách với không khí. Dầu hỏa chặn không khí bên ngoài nên Na không tiếp xúc được với O và không bị oxi hóa.
Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi thường gặp: Phương pháp và mục đích bảo quản kim loại kiềm Na (ngăn cách không khí và hơi ẩm).
Phương trình / Quy luật áp dụng: 2Na + O == NaO (Nhiệt độ thường: 4Na + O = 2NaO)
Giải thích chuẩn SGK: Khi đun nóng, Na nóng chảy trước, sau đó phản ứng mãnh liệt với oxygen, phát ra ngọn lửa màu vàng và tạo thành chất rắn màu vàng nhạt là sodium peroxide: 2Na + O == NaO. Khi Na cháy tạo ra NaO chứ không phải NaO.
Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi thường gặp: Sản phẩm và hiện tượng khi Na tác dụng với O ở nhiệt độ thường và khi đun nóng.
Phương trình / Quy luật áp dụng: 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑
Giải thích chuẩn SGK: Na có tính chất rất hoạt động, phản ứng mãnh liệt với nước; phản ứng tỏa nhiều nhiệt; dung dịch thu được sau phản ứng có tính kiềm: 2Na + 2HO = 2NaOH + H\. Màu hồng là do NaOH sinh ra làm đổi màu phenolphthalein, không phải bản thân Na có màu đỏ.
Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi thường gặp: Phương trình và giải thích từng hiện tượng khi cho Na tác dụng với nước có pha phenolphthalein.
Phương trình / Quy luật áp dụng: Tỉ lệ cố định: n(e)/m = 43.5 mmol/g, V(H)/m = 487.0 mL/g
Giải thích chuẩn SGK: Phương trình hóa học xác định tỉ lệ hợp thức: 2Na + 2HO = 2NaOH + H\\cứ 2 mol Na giải phóng 1 mol H và tạo 2 mol NaOH. Lượng Na càng lớn thì H thoát ra càng nhiều, NaOH càng đặc, tính kiềm càng mạnh và thí nghiệm càng nguy hiểm.
Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi thường gặp: Tính toán định lượng phản ứng giữa Na và nước; mối quan hệ giữa pH và nồng độ OH (thang logarit).
Phương trình / Quy luật áp dụng: Na − e⁻ → Na⁺
Giải thích chuẩn SGK: Nguyên tử Na chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng và rất dễ nhường electron đó trong phản ứng hóa học. Vì vậy khi tác dụng với O ở nhiệt độ thường, khi cháy hay khi tác dụng với nước, Na đều thực hiện cùng một quá trình: nhường 1 electron để trở thành Na. Đó là lý do số mol electron trao đổi n(e) chỉ phụ thuộc vào lượng Na chứ không phụ thuộc vào tác nhân oxi hóa.
Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Câu hỏi thường gặp: Tính khử mạnh của kim loại kiềm; vận dụng nguyên lý «cấu tạo nguyên tử quyết định tính chất hóa học».
Phương trình / Quy luật áp dụng: 2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂
Giải thích chuẩn SGK: Nguyên tắc an toàn phòng thí nghiệm: Khi kim loại hoạt động mạnh (như Na, K) bốc cháy, tuyệt đối không dùng nước để dập lửa mà phải dùng cát khô hoặc bột chữa cháy chuyên dụng. Không dùng nước vì Na phản ứng mãnh liệt với nước, tỏa nhiệt và sinh ra khí H dễ cháy nổ; không dùng bình chữa cháy CO vì Na cháy tạo NaO, chất này tác dụng với CO lại giải phóng O làm đám cháy bùng phát mạnh hơn: 2NaO + 2CO = 2NaCO + O.
Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Trọng tâm thực hành & an toàn: Cách dập đám cháy kim loại kiềm; giải thích bằng phương trình hóa học vì sao không được dùng nước và bình CO.
Phương trình / Quy luật áp dụng: Cát khô / Bột chữa cháy chuyên dụng: Cách ly không khí
Giải thích chuẩn SGK: Chỉ có cát khô (hoặc bột chữa cháy chuyên dụng) mới dập được lửa Na: Cát khô ngăn cách không khí, không đưa nước vào phản ứng và cũng không cấp thêm O như khi CO gặp NaO. Lượng Na đem làm thí nghiệm càng nhỏ thì đám cháy càng dễ kiểm soát.
Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Đánh giá: Phương pháp đúng để dập đám cháy kim loại Na và giải thích nguyên nhân; mối liên hệ giữa lượng kim loại kiềm và mức độ rủi ro.
Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Nguyên tử Na chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng và rất dễ nhường electron này. Nguyên tử Na chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng, trong các phản ứng hóa học electron này rất dễ bị tách ra. Vì vậy Na có tính chất hóa học rất hoạt động và thể hiện tính khử rất mạnh. Nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng và độ cứng đều là tính chất vật lý, không phải nguyên nhân quyết định hoạt tính hóa học.
Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Ngăn cách với không khí, tránh để Na phản ứng với oxygen và hơi nước. Trong phòng thí nghiệm, phải bảo quản Na trong dầu paraffin hoặc dầu hỏa để ngăn cách với không khí. Bề mặt Na mới cắt nhanh chóng bị mờ đục chính là do Na đã phản ứng với oxygen trong không khí tạo thành NaO.
Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Khi đun nóng, Na cháy với ngọn lửa màu vàng, tạo thành chất rắn màu vàng nhạt là NaO\. Khi đun nóng, Na nóng chảy trước rồi phản ứng mãnh liệt với oxygen, phát ra ngọn lửa màu vàng và tạo thành chất rắn màu vàng nhạt là sodium peroxide (NaO). Ở nhiệt độ thường mới xảy ra phản ứng 4Na + O = 2NaO. Nhận định «Na cháy tạo thành sodium oxide (NaO)» là sai.
Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Mẩu Na nổi trên mặt nước và nóng chảy thành giọt tròn, dung dịch hóa hồng, chứng tỏ phản ứng tỏa nhiệt và tạo thành NaOH. Khối lượng riêng của Na là 0.97 g/cm nhỏ hơn nước nên Na nổi; phản ứng tỏa nhiệt làm Na nóng chảy thành giọt cầu (nhiệt độ nóng chảy 97.79 ); dung dịch có tính kiềm làm hồng phenolphthalein là do NaOH sinh ra. Phương trình phản ứng: 2Na + 2HO = 2NaOH + H\\khí thoát ra là H chứ không phải O.
Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Dùng cát khô (hoặc bột chữa cháy chuyên dụng) phủ kín đám cháy. Khi kim loại hoạt động mạnh bốc cháy, tuyệt đối không dùng nước để chữa cháy mà phải dùng cát khô hoặc bột chữa cháy chuyên dụng. Nước phản ứng mãnh liệt với Na, tỏa nhiệt và sinh ra khí H dễ cháy nổ; bình chữa cháy CO cũng không dùng được vì Na cháy tạo NaO, chất này tác dụng với CO lại giải phóng O (2NaO + 2CO = 2NaCO + O).
Môn Hóa học
7 bước học
Làm thế nào để biến khí nitrogen trong không khí thành ammonia vừa nhanh, hiệu suất cao, lại tiết kiệm chi phí?
Môn Hóa học
8 bước học
Cùng là phản ứng hóa học, vì sao có phản ứng xong trong vài giây, có phản ứng phải chờ hàng giờ? Yếu tố nào quyết định tốc độ?
Môn Hóa học
9 bước học
Công thức cấu tạo vẽ trên giấy là mặt phẳng, vậy hình dạng không gian 3 chiều thực sự của phân tử hữu cơ trông như thế nào?
Môn Hóa học
9 bước học
Nhỏ hơn 20 mL đầu gần như không đổi màu, vì sao chỉ nửa giọt cuối cùng lại làm dung dịch đổi màu đột ngột?
Môn Hóa học
9 bước học
Để thu được một bình khí chlorine khô và tinh khiết, mỗi bình rửa khí trong dây chuyền đảm nhiệm vai trò gì?
Môn Hóa học
8 bước học
Quặng sắt đổ từ đỉnh lò xuống, làm sao chỉ sau vài giờ đã hóa thành dòng gang nóng chảy ở đáy lò?