Mục tiêu thí nghiệm: Điều chế và chứng minh khả năng tan tốt của hydrogen chloride trong nước

1. Chuẩn bị

• Sodium chloride (NaCl) rắn, sulfuric acid đặc (98%), dung dịch NaOH loãng

• Dung dịch quỳ tím hoặc phenolphthalein

• Bình cầu chịu nhiệt, đèn cồn, bình tam giác, nút đậy có ống thuỷ tinh vuốt nhọn, chậu nước

2. Thao tác thực hiện

a) Điều chế hydrogen chloride

• Lắp dụng cụ như hình (1) hoặc (2). Cho khoảng 10 g NaCl rắn và 20 mL sulfuric acid đặc vào bình, bật đèn cồn.

• Đun nóng đến khi chậu dung dịch NaOH (có pha phenolphthalein) nhạt màu (theo hình (1)) hoặc giấy quỳ tím ẩm hoá đỏ (theo hình (2)) thì dừng đun.

• Đậy bình khí HCl để làm thí nghiệm b).

b) Thí nghiệm tính tan của HCl

• Chuẩn bị chậu nước có pha dung dịch NaOH loãng và vài giọt phenolphthalein; hoặc chậu nước pha dung dịch quỳ tím.

• Cho dung dịch trong chậu vào gần đầy ống vuốt nhọn, bịt đầu ống, nhanh chóng đậy vào bình khí HCl và úp ngược bình như hình (3). Nếu không cho nước vào ống vuốt nhọn, hiện tượng sẽ xảy ra chậm. Khi đậy nút bình, cần đậy chặt để không cho không khí tràn vào bình.

Tài liệu tham khảo: SGK Hoá học 10 (2006)

1. Phản ứng điều chế khí HCl

• NaCl rắn + H2SO4 đặc --> HCl + Na2SO4 (hoặc NaHSO4, tuỳ nhiệt độ)

• Hydrogen chloride sinh ra ở thể khí (nặng hơn không khí), được thu vào bình bằng phương pháp đẩy không khí. Ta nhận biết bình khí đã đầy HCl bằng giấy chỉ thị acid-base ẩm (quỳ tím,  pH) hoặc sự nhạt màu của dung dịch trong chậu (do HCl đầy bình sẽ tràn vào chậu, tác dụng NaOH làm nhạt màu phenolphthalein)

2. Thí nghiệm tính tan của HCl

• Khí HCl tan rất nhiều trong nước. Khi úp ngược bình và nhúng đầu ống thuỷ tinh vào chậu nước, khí HCl tan trong nước (có trong ống), làm giảm thể tích khí trong bình, giảm áp suất bình, do đó nước trong chậu được hút vào trong bình. Khi nước vừa mới vào bình, khí HCl tan nhiều hơn, áp suất giảm đột ngột làm nước phun mạnh.

• Nếu không cho nước vào ống thuỷ tinh trước khi đậy bình, ta phải chờ một thời gian để khí HCl tràn vào ống và tiếp xúc với nước, khi đó hiện tượng mới xảy ra.

1. Yêu cầu cần đạt trong CT2018

• Trình bày được tính khử của các ion halide (Cl-, Br-, I-) thông qua phản ứng với chất oxi hoá là sulfuric acid đặc. (Phản ứng điều chế HCl chứng minh được tính khử của chloride không đủ để khử sulfuric acid.)

• Nhận xét (từ bảng dữ liệu về nhiệt độ sôi) và giải thích được xu hướng biến đổi nhiệt độ sôi của các hydrogen halide từ HCl tới HI dựa vào tương tác van der Waals. (HCl tồn tại ở thể khí trong điều kiện thường chứng minh nhiệt độ sôi thấp, tính tan trong nước của HCl minh hoạ khả năng hoà tan và tính acid.)

2. Tiến trình tổ chức hoạt động

PPDH: Dạy học trực quan

• GV hướng dẫn HS tìm hiểu các tính chất vật lý và hoá học của hydrogen chloride ở hoạt động trước. 

• GV giới thiệu và thực hiện thí nghiệm, HS trả lời các câu hỏi gợi mở nhằm liên hệ kiến thức đã học để giải thích hiện tượng:

(1) Dựa vào tính chất hoá học, em hãy cho biết thí nghiệm 1 có thể được sử dụng để điều chế hydrogen bromide và hydrogen iodide không? Vì sao?

(2) Dựa vào tính tan trong nước của HCl, em hãy giải thích vì sao nước phun vào bình ở thí nghiệm 2. Gợi ý: nếu HCl tan trong nước có trong ống thuỷ tinh thì lượng HCl trong bình thay đổi như thế nào?

(3) Dựa vào tính tan, hãy giải thích vì sao thí nghiệm 1 phải dùng NaCl dạng rắn và H2SO4 đặc chứ không thể dùng các dung dịch loãng?

(4) Vì sao ta không thể thu khí HCl bằng phương pháp đẩy nước hoặc úp bình đẩy không khí?

(5) Sự thay đổi màu sắc của nước khi phun vào bình chứng tỏ điều gì?