2824

11

Приборы, посуда и реактивы

Растворы солей с молярной концентрацией эквивалента 0,5 моль/дм3: горячий раствор буры Na2B4O7, медного купороса, хлорида алюминия. Растворы с молярной концентрацией эквивалента 2 моль/дм3: соляной, азотной и серной кислот, гидроксида натрия.

Концентрированные растворы серной, соляной и азотной кислот. Металлы: алюминий.

Пробирки объемом 20 см3. Спиртовка.

Порядок выполнения работы

Опыт 1. Получение борной кислоты.

В пробирку с 5 – 6 каплями горячего раствора буры внесите 2 – 3 капли концентрированного раствора серной или соляной кислоты и охладите пробирку холодной водой. Наблюдайте быстрое выпадение кристаллов борной кислоты.

Запись данных опыта. Запишите уравнения соответствующей реакции, учитывая, что в реакции участвует вода.

Опыт 2. Взаимодействие алюминия с кислотами.

Опыты следует проводить в вытяжном шкафу.

В три сухие пробирки внесите по маленькому кусочку алюминиевой фольги и добавьте концентрированные азотную, серную и соляную кислоты. Опыт проводите с нагреванием и без него.

Опыт повторить с разбавленными кислотами.

Запись данных опыта. Написать уравнения реакций взаимодействия алюминия с разбавленными и концентрированными кислотами.

Опыт 3. Пассивация алюминия.

Порядок выполнения работы. Внесите алюминиевую проволоку или пластину в концентрированную азотную кислоту (работать под тягой!), промойте проволочку водой и внесите в раствор медного купороса. Выделение меди на поверхности алюминия не наблюдается. Почему? Из раствора медного купороса проволоку поместите в раствор концентрированной соляной кислоты. О чем свидетельствуют происходящие явления?

Промойте проволоку водой и опустите в раствор медного купороса. Запись данных опыта. Объясните происходящие явления и запишите

уравнения соответствующих реакций.

12

Опыт 4. Взаимодействие алюминия со щелочью.

Порядок выполнения работы. Небольшой кусочек алюминия поместите в пробирку и добавьте 6-8 капель разбавленного раствора гидроксида натрия.

Запись данных опыта. Напишите уравнение реакции, используя метод электронно-ионного баланса.

Опыт 5. Получение и свойства гидроксида алюминия.

Порядок выполнения работы. В две пробирки внесите 2 – 3 капли хлорида алюминия и 2 – 3 капли разбавленного раствора гидроксида натрия до образования осадка гидроксида алюминия. В одну пробирку добавьте по каплям разбавленный раствор гидроксида натрия, а в другую – разбавленный раствор серной кислоты до растворения осадка.

Запись данных опыта. Напишите уравнения соответствующих реакций. Какими свойствами обладает гидроксид алюминия ?

Вопросы для самоконтроля и повторения

1.Электронное строение атомов элементов главной подгруппы.

2.Получение элементов главной группы.

3.Свойства элементов главной подгруппы.

4.Основные соединения элементов главной подгруппы и их применение.

Лабораторная работа № 4

Тема: СВОЙСТВА ЭЛЕМЕНТОВ IV ГРУППЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА

Цель работы: ознакомить студентов со свойствами р-элементов IV группы периодической системы Д.И. Менделеева.

Приборы, посуда и реактивы

Растворы солей с молярной концентрацией эквивалента 0,5 моль/дм3: карбоната натрия, гидрокарбоната натрия, хлорида кальция, нитрата кобальта (II), нитрата свинца (II), сульфата меди (II), силиката натрия. Растворы гидроксида натрия, серной, соляной и азотной кислот с молярной концентрацией эквивалента 2 моль/дм3. Концентрированный раствор гидроксида натрия.

Металлы: олово, свинец. Универсальная индикаторная бумага.

13

Пробирки объемом 20 см3.

Порядок выполнения работы

Опыт 1. Получение малорастворимых солей кремниевой кислоты

В 4 пробирки внесите по 3 – 5 капель растворов солей: в первую – хлорида кальция, во вторую – нитрата кобальта, в третью – нитрата свинца и в четвертую – сульфата меди. Добавьте в каждую пробирку по 2 – 3 капли раствора силиката натрия.

Запись данных опыта. Отметьте цвета образующихся осадков. Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.

Опыт 2. Взаимодействие олова с разбавленными кислотами

В три пробирки положите по маленькому кусочку металлического олова. В каждую из пробирок добавьте раздельно по 10 капель 2 моль/дм3 растворов кислот: хлороводородной, серной, азотной. Отметьте медленное взаимодействие на холоду. Нагрейте пробирки на маленьком пламени горелки. Наблюдайте выделение газа.

Запись данных опыта. Напишите уравнения протекающих реакций методом электронно-ионного баланса, учитывая, что при взаимодействии олова с разбавленной азотной кислотой выделяется преимущественно NО, а олово окисляется во всех случаях до Sn2+, образуя соответствующие соли. Какой газ выделяется при взаимодействии олова с разбавленной серной и хлороводородной кислотами?

Опыт 3. Гидроксид свинца (II) и его свойства

Вдве пробирки поместите по 5 – 7 капель раствора соли свинца и добавьте

вкаждую по нескольку капель 2 моль/дм3 раствора гидроксида натрия до выпа-

дения осадка. Исследуйте свойства полученного гидроксида свинца, добавив в одну пробирку несколько капель 2 моль/дм3 раствора азотной кислоты, в другую – 2 моль/дм3 раствора гидроксида натрия. Размешайте растворы стеклянной палочкой или осторожно встряхните пробирки до растворения осадков в обоих случаях.

Запись данных опыта. На основании результатов опыта сделайте вывод о свойствах гидроксида свинца. Напишите уравнения реакций получения гидро-

ксида свинца, его растворения в кислоте и в щелочи, учитывая образование в щелочной среде комплексного аниона [Рb(ОН)6]4– – гексагидроксоплюмбата (II). Почему в данном опыте следует пользоваться азотной кислотой, а не хлороводородной или серной?

14

Опыт 4. Гидролиз солей свинца (II)

В пробирку внесите 5 – 7 капель раствора нитрата свинца и опустите в раствор индикаторную бумажку. Что наблюдается? Какая среда в растворе нитрата свинца? Добавьте к нему такой же объем раствора карбоната натрия. Наблюдайте выпадение осадка соли (PbOH)2CO3. В какой кислоте можно растворить полученную соль?

Запись данных опыта. Объясните все наблюдаемые явления. Напишите уравнения реакции гидролиза нитрата свинца по первой ступени. Как влияет добавление карбоната натрия на этот процесс? Напишите уравнение реакции совместного гидролиза нитрата свинца и карбоната натрия.

Вопросы для самоконтроля и повторения

1.Электронное строение атомов элементов главной подгруппы IV группы периодической системы

2.Способы получения кремния, германия и металлов главной подгруппы.

3.Свойства простых веществ элементов подгруппы углерода.

4.Основные соединения элементов подгруппы углерода, их свойства и применение.

5.Окислительно-восстановительные свойства соединений германия, олова и свинца.

Лабораторная работа № 5

Тема: ЭЛЕМЕНТЫ V ГРУППЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА

Цель работы: ознакомить студентов со свойствами элементов V группы главной подгруппы периодической системы Д.И. Менделеева.

Приборы, посуда и реактивы

Растворы солей с молярной концентрацией эквивалента 0,5 моль/дм3: нитрита натрия, иодида калия, перманганата калия, ортофосфат, гидрофосфат и дигидрофрсфат натрия, нитрата сурьмы (III), нитрат висмута(III)

Растворы гидроксида натрия, серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 2 моль/дм3. Раствор лакмуса. Концентрированный раствор аммиака.

Универсальная индикаторная бумага. Пробирки объемом 20 см3

15

Порядок выполнения работы

Опыт 1. Образование азотистой кислоты и ее разложение

В пробирку внести 3-4 капли насыщенного раствора нитрита натрия и добавить 2-3 капли разбавленной серной кислоты. Образующаяся азотистая кислота окрашивает раствор в голубовато-зеленый цвет, при ее разложении над раствором в пробирке появляется бурое окрашивание газа.

Запись данных опыта. Написать реакцию образования азотистой кислоты и ее разложения в результате диспропорционирования с выделением оксидов азота. Сравнить устойчивость азотной и азотистой кислот.

Опыт 2. Окислительно-восстановительные свойства нитритов

а) Взаимодействие нитрита натрия с иодидом калия

Внести в пробирку по 2-3 капли разбавленных растворов иодида калия и серной кислоты. Добавить 2-3 капли насыщенного раствора нитрита натрия (или калия). Отметить изменение окраски. Возможно выделение иода в виде кристаллов.

Запись данных опыта. Написать уравнение реакции (электронно-ионный баланс), учитывая образование оксида азота(II) и иода. Какие свойства проявляет в этой реакции нитрит?

б) Взаимодействие нитрита натрия с перманганатом калия.

В пробирку внести по 2-3 капли разбавленных растворов перманганата калия и серной кислоты, добавить столько же насыщенного раствора нитрита натрия (или калия). Отметить изменение окраски раствора.

Запись данных опыта. Записать уравнение реакции (электронно-ионный баланса зная что марганец из перманганата –иона переходит в кислой среде в марганец (II). Какие свойства проявляет нитрит в этой реакции. Сделать общий вывод об окислительных и восстановительных свойствах нитритов.

Соединения фосфора.

Опыт 3. Гидролиз солей ортофосфорной кислоты.

В четыре пробирки внести по 5-6 капель нейтрального раствора лакмуса. В три пробирки добавить по 2-3 капли растворов ортофосфата, гидрофосфата натрия и дигидрофосфата натрия, в четвертую – столько же воды, оставив ее для сравнения.Отметить изменения окраски в трех пробирках по сравнению с контрольной.

16

Запись данных опыта. Написать уравнения гидролиза солей в молекулярном и ионном виде, учитывая, что в растворе дигидрофосфата преимущественно протекает диссоциация иона Н2РО4-

Соединения сурьмы и висмута.

Опыт 4. Гидроксиды сурьмы (III) и висмута (III) и их свойства.

В две пробирки внести по 3-4 капли раствора хлорида сурьмы, в две другие – столько же нитрата сурьмы (III). Во все четыре пробирки прибавить по 3- 4 капли разбавленной щелочи (до выпадения осадка). В одну из пробирок с осадком гидроксида сурьмы добавить несколько капель разбавленной кислоты, в другую столько же щелочи. Отметить растворение осадков в обоих случаях. Испытать на действие кислоты и щелочи осадка гидроксида висмута, заменив соляную кислоту азотной разбавленной. В каком случае наблюдается растворение?

Запись данных опыта. Написать все уравнения реакций, учитывая, что в избытке щелочи гидроксид сурьмы образует комплексный ион гексагидроксоантимоната.

Опыт 5. Гидролиз солей сурьмы и висмута.

В две пробирки раздельно внести по 3-5 капель растворов солей висмута(III) и сурьмы(III). К каждому из растворов добавить по 5-10 капель воды. Отметить помутнение осадков основных солей.

Запись данных опыта. Написать уравнения гидролиза солей сурьмы и висмута, с учетом того, что на второй ступени гидролиза основные соли, теряя молекулу воды, переходят в хлорид оксосурьмы и оксовисмута. Каким образом можно уменьшить или предотвратить гидролиз этих солей? Докажите Ваши теоретические выводы опытным путем.

Вопросы для самоконтроля и повторения

1.Электронное строение атомов элементов главной подгруппы.

2.Получение элементов главной группы.

3.Свойства элементов главной подгруппы.

4.Основные соединения элементов главной подгруппы и их применение.

17

Лабораторная работа № 6

Тема: ЭЛЕМЕНТЫ VI ГРУППЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА

Цель работы: ознакомление студентов со свойствами серы и ее соединений, соединений хрома.

Приборы, посуда и реактивы

Дистиллированная вода. Растворы с молярной концентрацией эквивалента 0,5 моль/дм3: хлорида хрома (III), хромата калия, дихромата калия, сульфата меди (II), нитрата свинца, нитрата серебра, хлорида олова (II), хлорида цинка, нитрата висмута (III), сульфида натрия, сульфита натрия, перманганата калия. Растворы с молярной концентрацией эквивалента 2 моль/дм3: хлороводородной кислоты, гидроксида натрия, серной кислоты. Кристаллы тиосульфата натрия и сульфита натрия.

Пробирки объемом 20 см3. Спиртовка.

Порядок выполнения работы

Опыт 1. Получение серы

В пробирке в небольшом объеме воды растворите кристаллик тиосульфата натрия и внесите 3-4 капли разбавленного раствора хлороводородной кислоты. Помутнение раствора в пробирке происходит в результате выделения коллоидной серы. Отметьте окраску продукта реакции. Какой газ выделяется?

Запись данных опыта. Напишите уравнение протекающей реакции. Укажите окислитель и восстановитель. Приведите графическую формулу тиосульфата натрия.

Опыт 2. Осаждение сульфидов, их растворимость в кислой среде

В шесть пробирок внесите раздельно по 3-4 капли растворов солей меди (II), свинца (II), серебра, олова (II), цинка, висмута (III) и прибавьте (под тягой) в каждую из них по 3-4 капли раствора сульфида натрия. Отметьте цвет сульфидов, выпавших в виде осадков. К осадкам добавьте раствор хлороводородной кислоты. Определите, какие из осадков растворимы в кислой среде.

Запись данных опыта. Составьте молекулярные и молекулярно-ионные уравнения реакций получения сульфидов меди (II), свинца (II), серебра, олова (II), цинка, висмута (III) и растворения некоторых из них в растворе хлороводородной кислоты.

18

Опыт 3. Окислительно-восстановительные свойства сульфитов

А. В пробирку внесите 5-7 капель раствора дихромата калия и 2-3 капли разбавленной серной кислоты, а затем добавьте несколько кристалликов сульфита натрия. Отметьте изменение цвета раствора. Повторите опыт, взяв смесь раствора перманганата калия и разбавленного раствора серной кислоты, прибавляя кристаллический сульфит натрия. Как изменилась окраска смеси после реакции?

Б. В пробирку внесите 10 капель раствора сульфита натрия и 4-5 капель разбавленной серной кислоты, а затем прилейте 6-8 капель раствора сульфида натрия или сероводородную воду. Наблюдайте появление свободной серы в виде мути. Объясните наблюдаемое.

Запись данных опыта. Составьте уравнения происходящих процессов, используя метод электронно-ионных уравнений. Какие свойства в окислитель- но-восстановительных реакциях могут проявлять сульфиты? Почему?

Опыт 4. Получение и свойства соединений хрома (III)

Внесите в пробирку 5-6 капель раствора соли хрома (III) и приливайте к нему по каплям раствор гидроксида натрия до появления осадка. Отметьте его цвет. Содержимое пробирки разделите на две части.

К одной части добавьте 6-8 капель раствора серной кислоты, а к другой 6- 8 капель раствора гидроксида натрия. Сравните цвет полученных растворов. В пробирку, содержащую раствор гексагидроксохромата (III) натрия, внесите по каплям раствор разбавленной серной кислоты до образования осадка гидроксида хрома (III).

Запись данных опыта. Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Сделайте вывод о характере свойств гидроксида хрома (III).

Опыт 5. Условия существования в растворе хроматов и дихроматов.

А. Переход хромата калия в дихромат. К раствору хромата калия (3-4 капли) внесите по каплям раствор серной кислоты до изменения окраски. Отметьте цвет раствора.

Б. Переход дихромата калия в хромат. К полученному раствору из опыта А внесите 6-8 капель раствора гидроксида натрия. Наблюдайте изменение цвета раствора.

Запись данных опыта. Напишите уравнения проведенных реакций в молекулярном и ионном виде. Наличием каких ионов обусловлена окраска в каждом случае? Какое равновесие устанавливается в водных растворах хроматов и

19

дихроматов? Как влияет кислая и щелочная среда на сдвиг этого равновесия?

Вопросы для самоконтроля и повторения

1. Общая характеристика свойств элементов главной подгруппы VI груп-

пы.

2.Явление аллотропии у неметаллов VI группы.

3.Химические свойства серы.

4.Сероводород, сульфиды.

5.Сернистая кислота, сульфиты, их получение и свойства.

6.Серная кислота, сульфаты, тиосерная кислота.

7.Общая характеристика металлов подгруппы хрома.

8.Соединения хрома (II) и хрома (III): оксиды и гидроксиды.

9.Хроматы и дихроматы.

Лабораторная работа № 7

Тема: ЭЛЕМЕНТЫ VII ГРУППЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА

Цель работы: ознакомить студентов со свойствами соединений галогенов и соединений марганца.

Приборы, посуда и реактивы

Растворы солей с молярной концентрацией эквивалента 0,5 моль/дм3: хлорида натрия, бромида натрия, иодида калия, нитрата серебра, сульфата марганца (II), перманганата калия, пероксида водорода, карбоната натрия, сульфита натрия, сульфида натрия. Растворы с молярной концентрацией эквивалента 2 моль/дм3: хлороводородной кислоты, гидроксида натрия, серной кислоты.

Пробирки объемом 20 см3. Спиртовка. Крахмальная индикаторная бумага.

Порядок выполнения работы

Опыт 1. Качественные реакции на галогенид-ион.

Внесите в три пробирки по 3-5 капель растворов следующих солей: в пер-

-2 капли раствора нитрата серебра до выпадения характерных творожистых осадков галогенидов серебра. Отметьте цвет осадков.

Запись данных опыта. Запишите уравнения соответствующих реакций в

20

молекулярной и ионной формах.

Опыт 2. Получение и свойства гидроксида марганца (II).

В три пробирки внесите по 5-7 капель раствора сульфата марганца (II) и добавьте по 4-5 капель раствора гидроксида натрия. Отметьте цвет осадка. Содержимое первой пробирки перемешайте до изменения окраски вследствие окисления гидроксида марганца (II) водой и кислородом с образованием гидроксида марганца (IV), к содержимому второй − приливайте по каплям раствор хлороводородной кислоты, в третью добавьте раствор гидроксида натрия. Что наблюдаете?

Запись данных опыта. Составьте уравнения реакций получения гидроксида марганца (II) , его окисления и взаимодействия с хлороводородной кислотой. Обменные реакции напишите в молекулярном и ионном виде, окисли- тельно-восстановительные − электронно-ионным методом. Сделайте вывод о свойствах гидроксида марганца (II).

Опыт 3. Малорастворимые соли марганца (II).

В три пробирки внесите по 4-5 капель раствора сульфата марганца (II) и добавьте по 4-5 капель растворов: в первую − карбоната натрия, а во вторую и третью − сульфида натрия. Отметьте цвет образовавшихся осадков. К содержимому первой и второй пробирок прилейте по каплям раствор хлороводородной кислоты, а содержимое третьей пробирки перемешайте до изменения окраски осадка.

Запись данных опыта. Напишите молекулярные и молекулярно-ионные уравнения взаимодействия: сульфата марганца (II) и карбоната натрия; сульфата марганца (II) и сульфида натрия; карбоната марганца (II) и хлороводородной кислоты. Составьте уравнение окисления кислородом воздуха сульфида марганца (II) с образованием гидроксида марганца (IV) и сероводорода. Сделайте вывод о свойствах малорастворимых солей марганца (II).

Опыт 4. Окислительные свойства соединений марганца (VII)

А. В пробирку внесите 3-4 капли раствора перманганата калия, 2-3 капли раствора серной кислоты и по каплям прибавьте раствор иодида калия до обесцвечивания раствора. Для подтверждения выделения свободного йода 1-2 капли полученного раствора нанесите на крахмальную индикаторную бумагу.

Б. Внесите в пробирку 3-4 капли раствора перманганата калия, 2-3 капли раствора серной кислоты и 4-5 капель раствора пероксида водорода до изменения окраски. Определите выделяющийся газ тлеющей лучиной и отметьте обесцвечивание раствора.

Запись данных опыта. Напишите уравнения окислительно-