Thực hành phân tích định tính - Điều chế và tính chất của metan

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

1. Thí nghiệm 1: Xác định sự có mặt của C, H trong hợp chất hữu cơ

- Tiến hành TN:

+ Nghiền nhỏ 0,2 - 0,3g đường kính và trộn đều với 1g bột CuO cho vào đáy ống nghiệm khô.

+ Cho tiếp 1g bột CuO để phủ kín ống nghiệm.

+ Đặt 1 mẩu bông có rắc các hạt CuSO₄ khan ở phần trên của ống nghiệm. Đậy nút có ống dẫn khí sục vào ống nghiệm chứa nước vôi trong.

+ Dùng đèn cồn đun nhẹ toàn bộ ống nghiệm, sau đó đun nóng mạnh phần chứa hỗn hợp phản ứng.

- Hiện tượng:

    + Nung nóng hỗn hợp, bột CuSO₄ khan từ màu trắng chuyển sang màu xanh.

    + Xuất hiện kết tủa trắng trong ống nghiệm chứa Ca(OH)₂

    + 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 → Cu + 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 C (cacbon) có trong hợp chất cần nghiên cứu.

- Kết luận: Trong hợp chất hữu cơ có C, H.

PTHH: Chất hữu cơ + CuO → Cu + CO₂ + H₂O

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

2. Thí nghiệm 2: Nhận biết halogen trong hợp chất hữu cơ

- Tiến hành TN:

a)     + Lấy 1 mẩu dây Cu dài 20cm, cuộn thành hình lò xo.

    + Đốt nóng phần lò xo trên ngọn lửa đèn cồn đến khi ngọn lửa không còn bị nhuốm màu xanh lá mạ.

b)     + Nhúng phần lò xo vào trong ống nghiệm có chứa halogen như CHCl₃, CCl₄, C₆H₅Br hoặc áp phần lò xo vào vỏ bọc dây điện rồi đốt trên ngọn lửa đèn cồn

    + Quan sát màu ngọn lửa

- Hiện tượng:

a) Đốt nóng lò xo trên ngọn lửa đèn cồn, lò xo cháy với ngọn lửa xanh, đến khi ngọn lửa không còn nhuốm màu xanh lá mạ và khi đó tạo thành lớp CuO màu đen phủ trên bề mặt đoạn dây đồng

- Giải thích: Đốt dây đồng cháy tạo CuO màu đen

PTHH: 2Cu + O₂ → 2CuO

b) Sau khi nhúng lò xo vào ống nghiệm chứa halogen, đốt nóng lò xo cháy cho ngọn lửa có màu xanh lá mạ.

- Giải thích: Khi đốt nóng hợp chất hữu cơ bị phân hủy, Clo tách dưới dạng HCl. Khi đó HCl đã tác dụng với CuO tạo thành CuCl₂, các phân tử CuCl₂ phân tán vào ngọn lửa làm cho ngọn lửa có màu xanh lá mạ.

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

3. Thí nghiệm 3: Điều chế và thử 1 số tính chất của metan

- Tiến hành TN:

    + Trộn đều natri axetat với vôi tôi xút theo tỉ lệ khối lượng 1:2, cho 4-5g hỗn hợp vừa trộn vào ống nghiệm khô có nút và ống dẫn khí

    + Lắp dụng cụ như hình:

 + Đun nóng đáy ống nghiệm bằng đèn cồn

a) Đưa đầu ống dẫn khí sục vào dd KMnO₄ 1%

b) Đưa đầu ống dẫn khí sục vào nước brom

c) Đưa que diêm đang cháy tới đầu ống dẫn khí

d) Đưa 1 mẩu sứ trắng chạm vào ngọn lửa của metan

- Hiện tượng:

a) Đưa đầu ống dẫn khí sục vào dung dịch KMnO₄ không có hiện tượng mất màu.

b) Đưa đầu ống dẫn khí sục vào nước brom, không có hiện tượng mất màu.

c) 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.

d) Đưa mặt đế sứ vào phía trên ngọn lửa, có các giọt nước đọng trên mặt sứ.

- Giải thích:

    + CH₄ không làm mất màu dung dịch KMnO₄ và nước brom, chứng tỏ không xảy ra phản ứng.

    + Đốt CH₄ cháy tạo ra CO₂ và H₂O, tỏa nhiều nhiệt, CH₄ cháy với ngọn lửa xanh.

PTHH: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + H₂O (H = -890kJ)