Задачи и упражнения.

1. При взаимодействии Na₃AsO₄ с H₂S в присутствии хлороводородной кислоты кроме As₂S₅ получается также As₂S₃ и сера. Объясните это явление, написав уравнения соответствующих реакций.

2. В чем можно растворить а) Sb(OH)₃ и Bi(OH)₃, б) Sb₂S₃ и Bi₂S₃? Напишите уравнения реакций.

3. В растворе находятся ионы Sb³⁺ и Bi³⁺. Действием каких реактивов можно разделить эти ионы?

4. Какие соединения мышьяка, и с какой целью используют в сельском хозяйстве?

5. Допишите уравнения реакций:

KBiO₃ + Mn(NO₃)₂ + HNO₃ →

Na₃AsO₄ + H₂S + HCl →

K[Sb(OH)₄] + H₂S + HCl →

Bi₂O₅ + H₂SO₄ + H₂O₂ →

6. В водном растворе какого из указанных веществ при одинаковой молярной концентрации и одинаковой температуре рН имеет наименьшее значение: Bi(NO₃)₃, SbCl₃, Na₃PO₄, AsCl₃, PCl₃?

7. При добавлении к подкисленному раствору H₃AsO₄ раствора KI выделяется йод. Если затем к этой смеси добавить твердый NaHCO₃, раствор обесцвечивается. Объясните эти экспериментальные наблюдения.

8. Напишите уравнения реакций между висмутатом натрия и концентрированной соляной кислотой.

9. Возможно ли образование AsH₃, SbH₃, BiH₃ из простых веществ? Приведите методы получения ЭН₃.

10. Вычислите ΔG гидролиза PCl₃ и AsCl₃. В каком случае гидролиз обратим, а в каком протекает практически необратимо?

Лабораторная работа № 9. Элементы VI a группы. Кислород, сера, селен, теллур.

Опыт 1. Получение кислорода.

а) Поместить в пробирку небольшое количество оксида ртути(II), укрепить пробирку в штативе вертикально и подогреть ее в пламени горелки. Через минуту внести в пробирку тлеющую лучинку. Написать реакцию разложения оксида ртути(II).

б) Положить в пробирку около 0,5 г перманганата калия, пробирку нагреть, выделяющийся газ проверить тлеющей лучинкой.

в) Положить в пробирку 1-2 г белильной извести, добавить к ней немного кристаллов нитрата кобальта (соли кобальта являются катализаторами разложения белильной извести). Выделяющийся газ испытать тлеющей лучинкой.

Опыт 2. Горение веществ в кислороде.

Наполнить два цилиндра кислородом.

а) При помощи железной ложечки внести в цилиндр с кислородом небольшое количество зажженной на воздухе серы. После того, как горение серы прекратится, влить в цилиндр несколько миллилитров раствора лакмуса или метилоранжа. Что наблюдаете? Написать уравнение реакции.

б) Положить небольшой кусочек угля в ложечку, накалить в пламени горелки и внести во второй цилиндр с кислородом. Написать уравнение реакции.

Опыт 3. Получение ромбической серы. (тяга! Дальше от огня)

В сухую пробирку налейте 4-5 мл CS₂ или хлороформа CHCl₃ и небольшими порциями всыпьте порошок серы до образования насыщенного раствора. Каплю раствора поместите на предметное стекло, закройте покровным стеклом и наблюдайте под микроскопом как растут кристаллы. Наблюдаемую картину зарисуйте.

Опыт 4. Получение пластической серы. (тяга!)

Пробирку наполовину наполните кусочками серы и медленно обогревайте малым пламенем горелки. Наблюдайте плавление и последующее изменение цвета и вязкости серы. Когда сера нагреется до кипения, вылейте её тонкой струйкой в кристаллизатор с холодной водой (если сера при выливании загорится, то, не обращая на это внимания, вылейте ее до конца. Оставшуюся в пробирке горящую серу потушите, закрыв пробирку пробкой). Полученную массу выньте из воды и высушите между листами фильтровальной бумаги. Обратите внимание на изменение свойств пластической серы спустя 1-2 часа.

Опыт 5. Диспропорционирование серы

В тигле к порошку серы прилейте концентрированный раствор щелочи. Смесь кипятите 10 минут. С помощью бумаги, смоченной раствором Pb(NO₃)₂, установите присутствие в растворе сульфид - иона. Напишите уравнение реакции.

Опыт 6. Окислительные свойства серы. (тяга!)

Тщательно перемешанную смесь цинковой пыли и серного цвета (в весовом соотношении 1:2) поместите на кусок асбеста и прикоснитесь к ней горячей стеклянной палочкой. Объясните вспышку. Напишите уравнение реакции.

Опыт 7. Получение и свойства сероводорода. (все опыты с сероводородом производить под тягой)

Получить сероводород действием разбавленной соляной кислоты на сульфид железа.

Пробирку, в которой проводиться опыт, закрыть пробкой с оттянутой газоотводной трубкой. Когда начнется энергичное выделение газа, зажечь его у выхода из трубки и подержать над пламенем смоченную водой индикаторную бумажку. Наблюдать покраснение последней и объяснить причину этого явления. Внести в пламя горящего сероводорода холодную крышку от фарфорового тигля. На ней оседает сера, образующаяся при неполном сгорании сероводорода. Написать уравнения реакций получения сероводорода и его горения:

а) при избытке кислорода; б) при его недостатке.

Опыт 8. Восстановительные свойства сероводорода.

а) Подействовать сероводородной водой на йодную воду. Что происходит? Написать уравнение реакции.

б) Подействовать сероводородной водой на очень разбавленный (слабо – розовый цвет) раствор перманганата калия, подкисленного разбавленной серной кислотой. Наблюдать обесцвечивание раствора перманганата калия и образование мути от выделяющейся серы. Написать уравнение реакции.

в) Подействовать сероводородной водой на 1 мл разбавленного раствора бихромата калия, подкисленного серной кислотой. Наблюдать изменение цвета раствора и выделение серы. Написать уравнение реакции.

Опыт 9. Осаждение сульфидов.

а) Налить последовательно в шесть пробирок растворы солей: цинка, марганца, кадмия, сурьмы, олова и свинца. Затем в каждую из пробирок добавить немного раствора сульфида аммония. Отметить цвет образующихся осадков. Написать уравнения реакций.

б) Налить в две пробирки последовательно растворы солей цинка и марганца. В каждую из этих пробирок добавить сероводородной воды. В какой из них образуется осадок? Для объяснения воспользоваться данными о произведении растворимости сульфидов цинка и марганца. Написать уравнения реакций.

Опыт 10. Свойства полисульфидов.

Раствор полисульфида аммония испытать индикаторной бумажкой, затем добавить к нему соляной кислоты до кислой среды. Наблюдать образование осадка серы. Написать уравнение реакции.

Опыт 11. Равновесие в растворе сернистой кислоты.

Налить в пробирку около 5 мл раствора сернистой кислоты и прибавить 3 мл метилоранжа. Чем вызывается его покраснение? Разлить раствор поровну в две пробирки. Раствор в одной из них длительно кипятить. Почему происходит изменение окраски?

Опыт 12. Восстановительные свойства сернистой кислоты

а) К раствору сернистой кислоты прибавлять по каплям раствор йода и наблюдать происходящие при этом изменения. Написать уравнение реакции.

б) К небольшому количеству подкисленного серной кислотой раствора бихромата калия прилить раствор сернистой кислоты. Наблюдать изменение окраски. Написать уравнение реакции.

в) К раствору сернистой кислоты приливать по каплям раствор перманганата калия. В полученном растворе обнаружить сульфат ион. Написать уравнение реакции.

Опыт 13. Окислительные свойства сернистой кислоты (тяга!).

К нескольким мл раствора сернистой кислоты прибавить равный объем прозрачного раствора сероводородной воды или пропускать сероводород из аппарата Киппа. Наблюдать выделение серы. Написать уравнение реакции.

Опыт 14. Получение тиосульфата натрия.

Насыпать в фарфоровую чашку немного серного цвета (не более 1 г), прилить 10 мл раствора сульфита натрия и кипятить на слабом огне в течение 5 мин при помешивании стеклянной палочкой. Нерастворившуюся серу отфильтровать, а раствор сохранить для опыта 15. Написать уравнение реакции.

Опыт 15. Свойства тиосульфата натрия.

а) Влить в пробирку немного полученного раствора тиосульфата натрия и подействовать на него разбавленной соляной кислотой. Наблюдать появление осадка серы. Написать уравнение реакции.

б) К раствору тиосульфата натрия прилить несколько капель хлорной воды. Наблюдать исчезновение запаха хлора. Доказать наличие в растворе сульфат иона. Написать уравнение реакции.

в) К 2-3 мл раствора тиосульфата натрия прилить 1 мл раствора крахмала и добавить по каплям раствор йода. Почему нет синего окрашивания? Написать уравнение реакции.

Опыт 16. Свойства серной кислоты.

а) Всыпать в пробирку угольного порошка слоем около 0,5 см, прилить 1-2 мл концентрированной серной кислоты, закрыть пробирку пробкой с изогнутой газоотводной трубкой и нагреть. Доказать выделение оксида серы (IV), погрузив конец отводной трубки в разбавленный раствор йода, который при этом обесцвечивается. Написать уравнение реакции окисления угля серной кислотой и взаимодействия оксида серы (IV) с раствором йода.

а) Стеклянной палочкой, смоченной концентрированной серной кислотой, написать что-нибудь на бумаге. Бумагу слегка прогреть, держа ее высоко над пламенем горелки. Наблюдать почернение бумаги. Объяснить явление.

в) В пробирку поместить 1-2 кусочка цинка и 4-5 капель концентрированной серной кислоты. Укрепить пробирку в штативе и осторожно нагреть. Определить выделяющийся газ при помощи бумажки, смоченной раствором перманганата калия или раствором ацетата свинца. Обратить внимание на запах газа. Чем объяснить возможное образование налета серы на стенках пробирки? Написать уравнения реакций (несколько вариантов).

Опыт 17. Свойства персульфата калия.

а) Нагреть в пробирке сухой персульфат калия. Испытать выделяющийся газ тлеющей лучинкой. Написать уравнение реакции.

б) К раствору персульфата калия прилить раствор йодида калия и каплю раствора крахмала. Что наблюдается? Написать уравнение реакции.

Опыт 18. Получение селенистой кислоты и её свойства (тяга!).

Взять 0,5 г селена, поместить его в фарфоровую чашку и растворить в рассчитанном количестве концентрированной азотной кислоты. Раствор выпаривать на водяной бане до образования кристаллов селенистой кислоты. Написать уравнение реакции. Кристаллы растворить в 4-5 мл 5 М соляной кислоты. Раствор разлить в две пробирки. Первую пробирку сохранить для опыта 19, во вторую пропустить оксид серы (IV). Наблюдать образование красного осадка селена. Осадок нагреть до перехода красного цвета в серый.

Опыт 19. Сравнение окислительных свойств сернистой и селенистой кислот.

В две пробирки взять одинаковое количество раствора йодида калия. В одну добавить раствор селенистой кислоты (который остался от опыта 18), а в другую – сернистой кислоты. Наблюдать выделение йода в первой пробирке. Написать уравнение реакции.

Опыт 20. Получение теллуристой кислоты (тяга!).

Взять в фарфоровую чашку 0,5 г теллура и добавить к нему рассчитанное количество азотной кислоты, необходимое для образования теллуристой кислоты (см. опыт 18). Нагреть смесь до перехода серого цвета осадка в белый. Белый осадок теллуристой кислоты перенести в две пробирки. В первую пробирку добавить воды, наблюдать малую растворимость теллуристой кислоты в воде. В другой пробирке осадок теллуристой кислоты растворить в 5 М растворе соляной кислоты. После растворения разбавить двойным количеством воды и пропустить сернистый газ. Наблюдать образование осадка теллура. Написать уравнения реакций.