МЕТОДИЧКА2

6.Кислородсодержащие соединения брома(I) и йода(I).

7.Кислородсодержащие соединения брома(V) и йода(V).

8.Кислородсодержащие соединения брома(VII) и йода(VII).

Лабораторная работа № 4

Кислород. Озон

1. Получение кислорода (работу проводить в вытяжном шкафу)

Собрать прибор из сухой плоскодонной круглой колбы и пробки с S-образной трубкой. Поместить в колбу около 5 г перманганата калия, закрыть её пробкой с газоотводной трубкой. Наполнить цилиндр водой и, накрыв стеклом, опрокинуть в кристаллизатор с водой. Конец газоотводной трубки опустить в воду. Нагреть колбу с KMnO4. После того, как начнётся бурное выделение газа, подвести конец газоотводной трубки под цилиндр. Собрать газ методом вытеснения воды. Когда цилиндр наполнится кислородом, не прекращая нагрев, осторожно вынуть газоотводную трубку из цилиндра, а затем из кристаллизатора, чтобы воду из кристаллизатора не затянуло в колбу. Закрыть цилиндр под водой стеклом, вынуть его из кристаллизатора и использовать в работе 2.

2. Окислительные свойства кислорода (работу проводить в вытяжном шкафу)

а) Поместить в ложечку для сжигания кусочек серы величиной с горошину, поджечь в пламени спиртовки, внести в цилиндр с кислородом и накрыть стеклом. Как изменяется интенсивность горения серы? После выгорания кислорода в цилиндре извлечь ложечку, прилить в цилиндр немного воды, накрыть стеклом, взболтать и прибавить метилоранж. Что происходит?

б) Проделать аналогичную работу, заменив серу сухим красным фосфором.

в) Тонкую стальную проволоку скрутить в спираль, прикрепить на конец кусочек древесного угля, поджечь его и внести в цилиндр с кислородом. Наблюдать горение железа с образованием Fe3O4 (групповой опыт).

3. Горение в расплавленной селитре (групповой опыт, вы-

11

тяжной шкаф)

Сухую пробирку заполнить на одну треть нитратом калия. Закрепить её вертикально в штативе над металлической подставкой и нагреть до плавления соли. Когда из расплавленной массы начнут выделяться пузырьки газа, накалить в пламени спиртовки кусочек угля и бросить его в пробирку. Уголь ярко горит и подпрыгивает, иногда вылетая из пробирки (осторожно!). Когда уголь сгорит бросить в пробирку кусочек серы. Сера ярко горит. Выделяющегося тепла иногда достаточно для размягчения стекла и деформации пробирки.

4. Получение и свойства озона Всыпать в одну пробирку немного пероксида бария, в дру-

гую налить около 2 мл концентрированной серной кислоты. Охладить обе пробирки, опустив их в ледяную баню. Влить серную кислоту в пробирку с пероксидом бария и перемешать стеклянной палочкой, не вынимая пробирку изо льда. Осторожно понюхать выделяющийся газ. К отверстию пробирки поднести влажную йодкрахмальную бумагу. Объяснить наблюдаемые явления. Написать уравнения реакций.

5. Реакция открытия пероксида водорода

Налить в пробирку 1 мл 3 %-ного раствора H2O2, добавить немного разбавленной H2SO4 и несколько капель раствора KI. Прилить к смеси немного крахмального клейстера. Наблюдать появление синей окраски.

6. Получение пероксида водорода Поместить в одну пробирку немного пероксида бария, в дру-

гую – 3-4 мл 2,0 н. раствора H2SO4. Охладить пробирки в воде со льдом и прилить серную кислоту небольшими порциями при помешивании стеклянной палочкой к пероксиду бария. Отфильтровать образовавшийся сульфат бария и доказать присутствие H2O2 в фильтрате. Написать уравнения реакций.

7. Каталитическое разложение пероксида водорода

Налить в пробирку 1-2 мл 3 %-ного раствора H2O2 и всыпать немного оксида марганца(II). Выделяющийся газ испытать тлеющей лучинкой.

8. Окислительные свойства пероксида водорода

12

Налить в пробирку 1-2 мл раствора нитрата свинца и прибавить раствор сульфида натрия до образования чёрного осадка сульфида свинца. Осадок отфильтровать, промыть водой, а затем обработать его на фильтре 3 %-ным раствором H2O2. Наблюдать изменение цвета осадка с черного на белый, вызванное переходом сульфида свинца в сульфат. Написать уравнения реакций.

9. Восстановительные свойства пероксида водорода На раствор перманганата калия, подкисленный разбавленной

серной кислотой, подействовать 3 %-ным раствором пероксида водорода. Что происходит? Написать уравнение реакции.

Вопросы для самоподготовки

1.Общая характеристика элементов подгруппы VIA.

2.Кислород в природе. Способы получения и применение кислорода.

3.Строение молекулы кислорода. Физические свойства кислорода.

4.Химические свойства кислорода.

5.Озон. Получение, строение молекулы, физические свойства. Химические свойства озона. Применение озона.

6.Оксиды. Классификация, свойства.

7.Пероксиды. Получение, свойства.

8.Пероксид водорода. Строение молекулы, получение, свойства.

Лабораторная работа № 5

Сера. Соединения серы с металлами и водородом

1. Плавление серы. Получение пластической серы Сухую пробирку наполнить на четверть кусочками черенко-

вой серы и осторожно нагреть. Сера плавится при 113 °С, образуя жёлтую, подвижную жидкость. Выше 160 °С жидкость темнеет, а при 200 °С становится темно-коричневой и настолько вязкой, что не выливается из пробирки. Выше 250 °С вязкость начинает уменьшаться и при 400 °С сера превращается в легкоподвижную жидкость темно-коричневого цвета, кипящую при

13

444,6 °С с образованием жёлтых паров. Объясните наблюдаемые изменения.

Часть кипящей серы тонкой струйкой вылить в кристаллиза-

тор с холодной водой. Осторожно! Не наклоняться над сосу-

дом! Пробирку с остатками серы сохранить для работы 2. Познакомиться с механическими свойствами полученной пластической серы. Сохранить её до конца занятия. Является ли данная модификация стабильной?

2. Соединения серы с металлами а) Пробирку, в которой плавили серу (работа 1), нагреть до

закипания остатков серы, и внести в образующиеся пары предварительно подогретую полоску медной фольги. Наблюдать сгорание меди с образованием Cu2S.

б) На листе кальки смешать небольшие количества алюминиевой пудры и серного цвета. Смесь стряхнуть в пламя горелки. Что происходит?

3. Ромбическая сера Каплю раствора серы в толуоле нанести при помощи стек-

лянной палочки на предметное стекло, поместить его под микроскоп и наблюдать за ростом кристаллов при испарении толуола. Зарисовать кристаллы серы.

4. Моноклинная сера В небольшой фарфоровый тигель поместить кусочки серы,

заполнив его почти доверху. Расплавить серу на песчаной бане. Затем снять тигель с бани и дать ему остыть, следя за образованием корочки кристаллов на поверхности расплавленной серы. Не дожидаясь, пока кристаллы образуют сплошную плёнку, вылить жидкую серу в стакан с холодной водой. Рассмотреть образовавшиеся в тигле кристаллы, зарисовать их и сравнить с кристаллами ромбической серы.

5. Восстановительные свойства сероводорода и сульфидов а) К бромной воде, подкисленной серной кислотой, добавить

раствор сульфида натрия. Наблюдать выделение серы и обесцвечивание смеси.

б) На раствор перманганата калия, подкисленный серной кислотой, подействовать раствором сульфида натрия. Что проис-

14

ходит? Написать уравнения реакций. 6. Сульфиды металлов

а) К растворам солей, содержащим катионы Pb2+, Cd2+, Cu2+, Zn2+, Fe2+, Mn2+, прилить раствор сульфида натрия.

б) Повторить предыдущий опыт, заменив раствор сульфида натрия сероводородной водой. Объяснить, почему в ряде случаев не образуются осадки.

в) Классифицируйте сульфиды металлов по их растворимости в воде и кислотах, составив следующую таблицу:

Вопросы для самоподготовки

1.Характеристика элемента по положению в периодической системе.

2.Сера в природе. Получение серы.

3.Аллотропия, физические свойства серы.

4.Химические свойства серы.

5.Сероводород. Сульфиды.

6.Персульфидные соединения серы.

7.Оксид серы(IV) и сернистая кислота.

8.Oксид серы(VI). Серная кислота. Сульфаты.

9.Полисерные кислоты. Тиосерная кислота и ее соли.

10.Пероксидные соединения серы.

Лабораторная работа № 6

Кислородные соединения серы

1. Получение диоксида серы (работу проводить в вытяжном шкафу)

Насыпать в круглую плоскодонную колбу 3-5 г сульфита натрия, увлажнить соль несколькими каплями воды и прилить немного концентрированной серной кислоты. Закрыть отверстие колбы пробкой с Г-образной газоотводной трубкой. Выделяющийся газ собрать методом вытеснения воздуха в большую сухую пробирку: газоотводную трубку опустить в сухую про-

15

бирку так, чтобы конец трубки доходил до дна пробирки. Закрыть отверстие пробирки комочком ваты. Пробирку с собранным газом закрыть резиновой пробкой и сохранить для работы

2.

В конце опыта слегка подогреть колбу с реакционной смесью. Пропустить ток выделяющегося диоксида серы через разбавленный раствор фуксина. Наблюдать обесцвечивание фуксина. Полученный бесцветный раствор нагреть. Наблюдать появление прежней окраски. Объяснить происходящие явления.

2. Растворимость диоксида серы Пробирку, наполненную диоксидом серы, опрокинуть в кри-

сталлизатор с водой и под водой вынуть пробку. Наблюдать как вода поднимается вверх, заполняя пробирку. Для ускорения растворения SO2 пробирку можно слегка покачивать. Закрыть пробирку пробкой и вынуть из воды. Добавить к образовавшемуся раствору несколько капель индикатора метилоранжа. Что происходит?

3. Окислительно-восстановительные свойства сернистой кислоты

а) Налить в одну пробирку немного бромной воды, в другую

–йодной воды, в третью – раствор перманганата калия, подкисленный H2SO4, в четвёртую – раствор дихромата калия, подкисленный H2SO4. Затем во все пробирки добавить раствор сернистой кислоты до отчётливого изменения окраски. В трёх первых пробирках происходит обесцвечивание растворов, а в четвёртой

–оранжевый цвет изменяется на зелёный. Написать уравнения реакций.

б) Налить в пробирку раствор сульфита натрия, подкисленного H2SO4, и добавить раствор сульфида натрия (работу проводить в вытяжном шкафу). Наблюдать помутнение раствора в связи с образованием серы. Написать уравнение реакции.

4. Водоотнимающее действие серной кислоты Насыпать в маленький химический стакан 5-6 г сахарной

пудры и поставить его в чашку Петри. Прилить к сахару немного воды и размешать до образования кашицы, затем добавить 5- 6 мл концентрированной серной кислоты и хорошо перемешать

16

стеклянной палочкой. Объяснить причину обугливания сахара и увеличения объёма смеси.

5. Окислительные свойства серной кислоты (работу проводить в вытяжном шкафу)

а) Действие на металлы Подействовать разбавленной серной кислотой в отдельных

пробирках на медь, цинк, алюминий. Если реакция протекает медленно, содержимое пробирки слегка подогреть. Какие металлы реагируют с разбавленной серной кислотой? Какой ион является окислителем в данном случае?

Подействовать на те же металлы концентрированной серной кислотой. Подогреть, отметить цвет и запах продуктов реакций. Какой ион является окислителем в данном случае? Написать уравнения реакций.

б) Действие на сложные вещества В две сухие пробирки поместить немного кристаллических

KBr и KI. В каждую пробирку прибавить пипеткой несколько капель серной кислоты. Что происходит? Написать уравнения реакций.

6. Реакции на ион а) Налить в пробирку раствор хлорида бария и прилить раз-

бавленную серную кислоту. Отметить цвет осадка. Испытать отношение полученного сульфата бария к кислотам и щелочам.

б) Повторить предыдущий опыт, заменив хлорид бария нитратом свинца.

7. Тиосульфат натрия и его свойства а) К раствору тиосульфата натрия прилить разбавленной

серной кислоты. Наблюдать выделение серы.

б) К раствору тиосульфата натрия прибавить хлорной воды. Обратить внимание на исчезновение запаха. До каких продуктов окисляется хлором тиосульфат-анион?

в) К раствору Na2S2O3 прилить немного йодной воды. Обратить внимание на исчезновение окраски. При составлении уравнения реакции учесть, что йод переводит тиосульфат в соль тетратионовой кислоты - Na2S4O6. Эта реакция применяется для открытия тиосульфат-аниона. Написать уравнения реакций.

17

8. Свойства пероксодисульфата натрия Приготовить в пробирке раствор, содержащий немного азот-

ной кислоты (1:1), одну каплю (не больше) раствора соли Mn2+, 1-2 капли раствора нитрата серебра (в качестве катализатора). Прибавить в пробирку микрошпатель персульфата калия или аммония. Нагреть содержимое пробирки и наблюдать окисление Mn2+ до марганцевой кислоты - HMnO4.

Лабораторная работа № 7

Азот. Водородные соединения азота

1. Получение азота разложением нитрита аммония Насыпать в сухую пробирку 1 г измельчённого нитрита на-

трия, прилить 3 мл концентрированного раствора хлорида аммония. Закрыть отверстие пробирки пробкой с S-образной газоотводной трубкой, укрепить в держателе и нагреть в пламени спиртовки. Когда из пробирки будет вытеснен весь воздух, собрать выделяющийся газ в пробирку над водой. Внести в него горящую лучинку. Что происходит?

2. Получение аммиака Смешать и растереть в фарфоровой ступке равные количе-

ства хлорида аммония и гидроксида кальция. Собрать прибор, состоящий из сухой пробирки и Г-образной газоотводной трубки. Пробирку заполнить на треть приготовленной смесью хлорида аммония и гидроксида кальция. На газоотводную трубку, направленную отверстием вверх, надеть сухую пробирку, прикрыв зазор между трубкой и пробиркой ватным тампоном. Нагреть пробирку со смесью, держа её так, чтобы донышко было немного выше отверстия. Через 4-5 минут медленно снять пробирку с аммиаком с газоотводной трубки и закрыть её резиновой пробкой. Пробирку сохранить для работы 3б.

3. Свойства аммиака а) Вновь нагреть пробирку прибора для получения аммиака и

поднести к отверстию газоотводной трубки стеклянную палочку, смоченную концентрированной соляной кислотой. Объяснить появление белого дыма.

б) Пробирку с аммиаком (работа 2) погрузить в кристаллиза-

18

тор с водой и открыть под водой пробку. Наблюдать растворение аммиака и заполнение пробирки водой. Затем закрыть пробирку под водой пробкой, вынуть из кристаллизатора и добавить 2-3 капли раствора фенолфталеина. Объяснить наблюдаемое явление.

в) В пробирку налить немного бромной воды и прибавить раствор аммиака. Объяснить изменение окраски раствора. Какие свойства проявляет аммиак в данной реакции, если одним из продуктов является азот?

4. Характерные реакции на ион аммония а) К раствору соли аммония добавить раствор гидроксида на-

трия и нагреть. Доказать выделение аммиака при помощи красной лакмусовой бумажки. Осторожно понюхать выделяющийся газ.

б) К небольшому количеству ( 0,5 мл) раствора соли аммония прибавить реактив Несслера (раствор K2[HgI4] в KOH). Образуется красно-коричневый осадок состава [Hg2N]I H2O по уравнению:

NH4+ + 2[HgI4]2– + 4OH– = [Hg2N]I·H2O↓ + 7I– + 3H2O

5. Возгонка хлорида аммония Поместить на дно сухой пробирки немного хлорида аммония

и нагреть нижнюю часть пробирки. Через некоторое время на холодных стенках пробирки образуется белый налёт. Продолжая нагрев можно перевести всю соль со дна на стенки. Проверить состав возогнанного продукта на наличие ионов NH4+ и Cl–.

6. Термическое разложение солей аммония В две сухие пробирки поместить немного кристаллического

карбоната и сульфата аммония. Пробирки нагреть. Сделать вывод о термической устойчивости солей аммония. Подтвердить выделение аммиака. Написать уравнения реакций, учитывая, что продуктом разложения сульфата аммония является гидросульфат аммония.

7. Горение аммиака (групповой опыт)

Для выполнения работы использовать прибор, состоящий из двух колб, закрытых пробками с газоотводными трубками, выходящими в широкую трубку. В одну колбу налить 15-20 мл

19

концентрированного раствора аммиака, в другую поместить около 10 г KMnO4. Нагреть колбу с перманганатом калия. Когда начнётся энергичное выделение кислорода (проба тлеющей лучинкой), нагреть колбу с раствором аммиака. Выделяющийся газ поджечь у конца газоотводной трубки. Аммиак горит жёлтым пламенем.

8. Свойства гидразина а) В пробирку с водой добавить несколько капель раствора

гидразина. Универсальной индикаторной бумагой определить рН среды. Сделать выводы о кислотно-основных свойствах гидразина.

б) К полученному раствору гидразина прибавить несколько капель йодной воды. Что происходит? Написать уравнение реакции, указать какие свойства проявляет гидразин.

в) В пробирку налить раствор хлорида меди(II) и добавить несколько капель гидразина. Смесь слегка нагреть. Наблюдать восстановление ионов Cu2+ сначала до оксида меди(I) (красный осадок), а затем до металлической меди. Какие свойства проявляет гидразин? Написать уравнение реакции.

9. Свойства солей гидроксиламина

Несколько кристаллов NH2OH·HCl растворить в воде, прибавить к полученному раствору несколько капель йодной воды. Что происходит? Написать уравнение реакции.

Вопросы для самоподготовки

1.Общая характеристика подгруппы VA.

2.Азот в природе. Получение и применение азота.

3.Физические и химические свойства азота.

4.Нитриды. Аммиак. Получение, свойства. Соли аммония.

5.Гидразин. Соли гидразония. Гидроксиламин.

6.Оксиды азота(I) и азота(II).

7.Оксид азота(III). Азотистая кислота и ее соли.

8.Оксид азота(IV) и оксид азота(V).

9.Азотная кислота и ее соли. Азотные удобрения.

20