Лабораторная работа №2 хром. Соединения хрома.

Приборы и реактивы. Спиртовка. Цинк (гранулы). Бензол. Ступка с пестиком. Дихромат аммония. Сульфат хрома (III). Хлорид хрома (III). Лакмус. Растворы: сульфата хрома (III) (0,5н.), хлорида хрома (III) (0,5н.), хромата калия (0,5н.), дихромата калия (0,5н.), серной кислоты (2н.), азотной кислоты (2н.), соляной кислоты (2 н.), гидроксида натрия (2 н.), карбоната натрия (0,5н.), хлорида магния (0,5н.), хлорида бария (0,5н.),хлорида меди (0,5н.), иодида калия (0,5н.), пероксида водорода (3%-ный), ацетата натрия (насыщ.).

Опыт 1. Аквакомплексный ион Сг (II)

В пробирку налейте 2 мл 2н соляной кислоты, прилейте 4-5 капель бензола. На дно пробирки через воронку с длинным концом поместите сначала кусочек цинка, а затем - небольшое количество безводной соли СrС1₃. Напишите реакцию восстановления Сr(III)→Сr(II). Какого цвета гидратированный ион Сr²⁺(Н₂O)₆²⁺? Реакция идет 10-15 минут.

Полученный раствор (под слоем бензола) разделите на 4 пробирки для опытов 8-10.

Опыт 2. Получение полутораокиси хрома (демонстрационный).

Разложение дихромата аммония. Тщательно разотрите в ступке несколько кристаллов дихромата аммония (NH₄)₂Cr₂O₇, и насыпьте порошок в цилиндрическую пробирку на 1/5 ее объема. Пробирку закрепите вертикально в штативе и нагрейте соль на пламени горелки. Горелку отставьте, как только начнется реакция. Отметьте, внешний эффект реакции и изменение цвета порошка. Напишите уравнение реакции, учитывая, что, кроме полутораокиси хрома Cr₂O₃, получается молекулярный азот и пары воды. Укажите окислитель и восстановитель в этом процессе.

Опыт 3. Получение тригидроксида хрома и изучение его свойств

Получите в двух пробирках тригидроксид хрома взаимодействием растворов соответствующей соли хрома и гидроксида натрия. Отметьте цвет и характер осадка. В одну из пробирок добавьте избыток раствора гидроксида натрия, в другую несколько капель раствора кислоты. Что происходит с осадком? Какие растворимые вещества получились в каждом случае?

Напишите в ионной и молекулярной форме уравнения всех реакций и уравнение диссоциации тригидроксида хрома. С гидроксидом какого ранее изученного элемента он имеет сходство? Как называются полученные в растворе соли? Полученный раствор сохраните для опыта 5.

Опыт 4. Гидролиз солей хрома (III)

а) Гидролиз сульфата хрома. В пробирку с раствором нейтрального лакмуса (5—10 капель) опустите несколько кристаллов сульфата хрома и размешайте стеклянной палочкой до полного растворения соли. Отметьте изменение окраски раствора лакмуса и напишите уравнение реакции гидролиза, объясняющее это изменение, учитывая, что гидролиз идет только по первой ступени.

Объясните, почему гидролиз этой соли не идет до конца. Прибавление каких веществ уменьшит степень гидролиза? Как изменится характер гидролиза этой соли, если к ее раствору прибавить раствор карбоната натрия? Проверьте ваш ответ на опыте и запишите уравнения совместного гидролиза сульфата хрома и карбоната натрия по фазам и в общей форме.

б) Гидролиз солей иона Сr³⁺. Опытным путем проверьте, будут ли сосуществовать в растворе следующие пары ионов: Сr³⁺ и СО₃^2-; Сr³⁺ и S^2-. Напишите соответствующие реакции в молекулярном и ионном виде. Похоже ли поведение иона Cr(III) в реакциях гидролиза на ион Аl(III)? Определите рН растворов ацетата, предварительно его получив, и хлорида хрома (III). Какая из этих солей подвергается более глубокому гидролизу? Напишите ионные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.

Опыт 5. Переход хрома (III) в хром (VI)

Окисление хрома (III) пероксидом водорода в щелочной среде.В пробирку с хромитом натрия, полученным в опыте 3, прибавьте 1—2 капли раствора щелочи и 3—5 капель 3%-ного раствора пероксида водорода.

Напишите уравнение реакции перехода хромита натрия в хромат в щелочной среде. На основании данного опыта решите вопрос: H₂O₂ или хромат-ион CrO₄^2- имеет более положительный окислительно-восстановительный потенциал? Проверьте свой ответ по таблице стандартных электродных потенциалов.

Опыт 6. Условия существования в растворе хроматов и дихроматов.

а) Превращение хроматов в дихроматы. В пробирку поместите 4 – 5 капель раствора хромата калия К₂СrО₄ Каков цвет раствора хромата калия, характерный для ионов СrО₄^2-? Прибавьте несколько капель раствора серной кислоты. Каков цвет полученного дихромата калия, обусловленный ионами Сr₂О₇^2-?

Напишите уравнение реакции в молекулярной и ионной форме, учитывая, что процесс обратим. При каких значениях рН существуют в растворе дихроматы?

б) Превращение дихроматов в хроматы. Учитывая обратимость процесса, исследованного в предыдущем опыте, определите смещение ионного равновесия в этой системе при добавлении кислоты и при добавлении щелочи. Какого порядка рН следует создать в растворе, чтобы произошло превращение ионов Сr₂О₇^2- в ионы СrО₄^2-? Проверьте ваше предположение опытом. Напишите уравнение реакции перехода дихромата калия в хромат.

Опыт 7. Окислительные свойства соединений хрома с окислительным числом +6.

Окисление иодида калия. В пробирку внесите 6 – 7 капель раствора дихромата калия, 2 – 3 капли раствора серной кислоты и 3 – 4 капли иодида калия. Как изменилась окраска раствора?

Напишите уравнение реакции. Укажите, каким реактивом можно обнаружить получение свободного иода.

Опыт 8. Получение гидроксида хрома (II) и его свойства.

К раствору CrCl₂, полученному в опыте 1; прилейте несколько капель 2 н гидроксида натрия до выпадения осадка, затем добавьте избыток NaOH. Растворяется ли гидроксид хрома (II) в избытке NaOH? Напишите уравнения реакций.

Опыт 9. Получение сульфида хрома (II) и (III)

К раствору CrCl₂; добавьте несколько капель сульфида натрия или сульфида аммония. Выпадает ли осадок CrS? Образуется ли сульфид хрома (III) в аналогичных условиях? Напишите соответствующие реакции.

Опыт 10. Получение ацетата хрома (II)

К раствору CrCl₂; полученному в опыте 1, прилейте несколько капель насыщенного раствора ацетата натрия и наблюдайте появление розово-красной окраски – Cr(CH₃COO)₂.

Опыт 11. Растворимость хроматов.

В три пробирки прилейте по 5 капель хромата калия, добавьте в одну пробирку хлорида магния, в другую – хлорида меди, в третью – хлорида бария. Что можно сказать о растворимости хроматов в воде?