МЕТОДИЧКА2

нить для работы 2.

2. Взаимодействие кремния со щелочами Немного порошка кремния перенести в пробирку, прибавить

1-2 мл концентрированного раствора щелочи и слегка нагреть. Наблюдать растворение кремния и выделение водорода. Написать уравнение реакции.

3. Получение геля кремниевой кислоты Налить в пробирку 2-3 мл 10 %-ного раствора силиката на-

трия, прилить 2-3 мл раствора соляной кислоты (1:3) и быстро перемешать. Что происходит с содержимым пробирки?

4. Получение золя кремниевой кислоты Налить в пробирку 2 мл концентрированной соляной кисло-

ты и прилить небольшое количество силиката натрия. Почему в этом случае не образуется осадок? Полученный коллоидный раствор кремниевой кислоты нагреть до кипения. Наблюдать образование геля.

5. Вытеснение кремниевой кислоты из солей В раствор силиката натрия пропустить в течение нескольких

секунд ток диоксида углерода из аппарата Киппа. Пробирку с раствором оставить в штативе до появления геля кремниевой кислоты. Какая из двух кислот – H2SiO3 или H2CO3 является более сильным электролитом?

6. Гидролиз солей кремниевой кислоты а) С помощью универсального индикатора определить рН

раствора силиката натрия. Составить молекулярное и ионное уравнения гидролиза.

б) К раствору силиката натрия прибавить при перемешивании раствор хлорида аммония. Выделяется аммиак и образуется студенистый осадок кремниевой кислоты. Объяснить наблюдаемые явления.

7. Получение малорастворимых силикатов (групповой опыт) На дно химического стакана поместить по несколько кристалликов солей кобальта, никеля, кальция, алюминия и железа(II). Аккуратно налить в стакан 30 мл концентрированного раствора силиката натрия. Образующиеся малорастворимые силикаты поднимаются к поверхности раствора, образуя древопо-

31

добные структуры (силикатный сад). 8. Гидролиз стекла

Сильно нагреть на спиртовке конец стеклянной трубки или палочки и быстро опустить в стакан с водой. Воду слить, а кусочки треснувшего стекла растереть в фарфоровой ступке. Добавить немного дистиллированной воды и несколько капель раствора фенолфталеина. Объяснить изменение окраски индикатора.

9. Получение и свойства тетрафторида кремния (работу проводить в вытяжном шкафу)

Смешать немного фторида кальция с таким же количеством порошка кварца или песка. Всыпать смесь в пробирку, смочить её небольшим количеством концентрированной серной кислоты и слабо подогреть. Над пробиркой подержать стеклянную палочку, смоченную водой. Объяснить образование на ней плёнки кремниевых кислот.

Вопросы для самоподготовки

1.Кремний в природе. Способы получения кремния.

2.Физические и химические свойства кремния.

3.Силициды. Водородные соединения кремния.

4.Оксиды кремния(II) и кремния(IV). Кремниевые кислоты.

5.Силикаты и полисиликаты. Искусственные силикаты. Стёкла.

6.Галогениды кремния. Гексафторокремниевая кислота и её соли.

7.Сульфид и карбид кремния.

Лабораторная работа № 13

Бор и его соединения

1. Получение аморфного бора (работу проводить в вытяжном шкафу)

Растереть в ступке оксид бора(III). Смешать 0,2 г полученного порошка с 0,4 г порошка магния, высыпать на железную пластинку и поджечь лентой магния. После остывания полученную массу небольшими порциями всыпать в стакан с разбавленной

32

(1:2) соляной кислотой для удаления остатков магния, его оксида и борида. Получившийся темно-коричневый порошок аморфного бора отфильтровать, промыть водой и высушить.

2. Получение борной кислоты Растворить при нагревании в 5 мл воды 2 г буры

Na2B4O7·10H2O. К раствору, нагретому до 80-90 °C, прилить 5 мл концентрированной соляной кислоты. Пробирку охладить до комнатной температуры, а затем поставить в лед. Образовавшиеся кристаллы борной кислоты отделить на воронке Бюхнера, отжать на фильтре и высушить на воздухе. Взвесить продукт и рассчитать выход.

3. Свойства борной кислоты а) Проверить растворимость борной кислоты в холодной и

горячей воде. Определить рН раствора при помощи универсального индикатора и сделать вывод о силе борной кислоты.

б) Смесь из 0,5 г NaCl и 0,5 г H3BO3 растереть в ступке и поместить в пробирку. Расположить пробирку так, чтобы отверстие было несколько ниже дна и сильно нагреть. Наблюдать выделение газообразного хлороводорода, который можно обнаружить, поднеся к отверстию палочку, смоченную раствором аммиака или влажную синюю лакмусовую бумагу. Сравнить результат опыта с работой 2. Почему реакция идёт в обратном направлении?

4. Свойства буры а) Растворить немного буры в воде и определить рН полу-

ченного раствора универсальным индикатором. При составлении уравнения учесть, что продуктом гидролиза является борная кислота.

б) Захватить в ушко нихромовой проволоки немного кристаллов Na2B4O7·10H2O, внести в пламя горелки. Наблюдать сначала обезвоживание, а затем плавление образца с образованием бесцветного перла буры. Полученный перл окунуть в пробирку с раствором соли кобальта и снова прокалить. Наблюдать окрашивание перла в синий цвет с образованием Co(BO2)2·2NaBO2. Можно заменить соль кобальта солью хрома(III), окраска Cr(BO2)3·NaBO2 будет изумрудно-зелёной.

33

5. Образование эфира борной кислоты В небольшую фарфоровую чашку поместить немного рас-

тёртой в порошок борной кислоты, прилить 1-2 мл этилового спирта и 1-2 капли концентрированной серной кислоты. Смесь поджечь. Наблюдать окрашивание пламени в характерный цвет.

Вопросы для самоподготовки

1.Общая характеристика бора. Бор в природе. Получение и применение бора.

2.Физические и химические свойства бора.

3.Бориды. Бороводороды. Гидридобораты.

4.Оксид бора. Ортоборная кислота. Бораты.

5.Галогениды бора.

6.Азотсодержащие соединения бора.

Тема: ХИМИЯ S- и P-МЕТАЛЛОВ

Лабораторная работа № 14

Щелочные металлы и их соединения

1. Взаимодействие щелочных металлов с кислородом Получить у преподавателя небольшой кусочек лития, помес-

тить его в железную ложечку и нагреть в пламени спиртовки до воспламенения. Проделать аналогичный опыт с натрием. Охладить продукты горения и обработать водой, полученные растворы при необходимости профильтровать и разделить каждый на две части. К одной добавить фенолфталеин, к другой - подкисленный серной кислотой раствор иодида калия и 2-3 капли раствора крахмала. Написать уравнения протекающих реакций. Сопоставить химическую активность лития и натрия по отношению к кислороду.

2. Взаимодействие щелочных металлов с водой Полученный у преподавателя кусочек лития бросить пинце-

том в кристаллизатор с водой при полуопущенном стекле вытяжного шкафа. После окончания реакции испытать действие фенолфталеина на образовавшийся раствор. Аналогичные опыты проделать с натрием и калием. Написать уравнения проте-

34

кающих реакций. Сопоставить химическую активность изученных щелочных металлов.

3. Получение карбоната лития К 1-2 мл насыщенного раствора сульфата или хлорида лития

прилить насыщенный раствор карбоната натрия. Если осадок не выпадает сразу, потереть стенки пробирки стеклянной палочкой. Написать уравнение реакции.

4. Получение карбоната натрия

Всухую пробирку поместить немного кристаллического гидрокарбоната натрия и нагреть в пламени спиртовки до прекращения выделения паров воды. Полученное после прокаливания вещество растворить в воде и испытать отношение раствора

кфенолфталеину. Добавить фенолфталеин к раствору гидрокарбоната натрия и сравнить полученные результаты. Объяснить наблюдаемые явления и записать уравнения реакций.

5. Качественные реакции на катионы натрия и калия а) К нейтральному раствору какой-либо соли натрия доба-

вить насыщенный раствор гексагидроксостибата(V) калия K[Sb(OH)6]. Если осадок не образуется сразу, потереть изнутри стенки пробирки стеклянной палочкой. Написать уравнения реакций.

б) К нейтральному раствору какой либо соли калия прилить раствор гидротартрата натрия NaHC4H4O6. Наблюдать образование осадка. В случае необходимости потереть стенки пробирки стеклянной палочкой. Написать уравнения реакций.

в) К нейтральному раствору соли калия прилить свежеприготовленный раствор гексанитрокобальтата(III) натрия Na3[Co(NO2)6]. Выпадает желтый осадок двойной соли K2Na[Co(NO2)6]. Написать уравнения реакций.

6. Окраска пламени солями лития, натрия и калия

Вфарфоровую чашку поместить немного кристаллического хлорида лития, смочить несколькими каплями спирта и поджечь. Проделать аналогичный опыт с хлоридами натрия и калия. Какую окраску придают пламени соединения лития, натрия и калия?

35

Вопросы для самоподготовки

1.Общая характеристика элементов подгруппы IA.

2.Литий, нахождение в природе, получение. Физические и химические свойства лития.

3.Соединения лития.

4.Натрий. Природные соединения, способы получения. Физические и химические свойства.

5.Соединения натрия.

6.Элементы подгруппы калия. Природные соединения, получение. Физические и химические свойства.

7.Соединения элементов подгруппы калия.

Лабораторная работа № 15

Бериллий, магний и их соединения

Соединения бериллия высокотоксичны. Все растворы и осадки, содержащие соединения бериллия, сливать в специаль- ную посуду!

1. Получение и свойства гидроксида бериллия К небольшому объёму раствора сульфата бериллия добавить

по каплям раствор аммиака до образования белого студенистого осадка гидроксида бериллия. Полученный раствор с осадком разделить на две части и испытать его отношение к растворам соляной кислоты и гидроксида натрия. Написать уравнения реакций.

2. Гидролиз солей бериллия Воспользовавшись универсальной индикаторной бумагой,

определить pH имеющихся в лаборатории растворов солей бериллия. Сделать выводы о способности этих солей к гидролизу. Написать уравнение реакции гидролиза в ионном виде.

3. Свойства металлического магния а) Насыпать в две пробирки немного порошка магния и до-

бавить 2-3 мл воды. Одну из пробирок нагреть. Как относится магний к холодной и горячей воде? Написать уравнение реакции. В пробирку с холодной водой добавить раствор хлорида аммония. Какие свойства проявляют ионы NH4+ при взаимодействии с магнием? Написать уравнение реакции.

36

б) Испытать отношение магния к разбавленным кислотам (соляной, серной, азотной). В случае азотной кислоты применить для открытия продукта реакции реактив Несслера. Написать уравнения реакций. Какие ионы окисляют магний в этих реакциях?

в) К небольшому количеству бромной воды в пробирке добавить порошок магния. Почему раствор обесцвечивается? Написать уравнение реакции.

4. Гидролиз хлорида магния Нагреть в сухой пробирке небольшое количество кристал-

лического гексагидрата хлорида магния. Поднести к отверстию пробирки влажную полоску индикаторной бумаги. Что наблюдается? Прокалить содержимое пробирки до прекращения выделения паров. Охладить, добавить воды и, после перемешивания, несколько капель фенолфталеина. Объяснить изменение окраски. Написать уравнения реакций.

5. Получение и свойства гидроксида магния а) К раствору сульфата магния прилить раствор гидроксида

натрия. Испытать отношение полученного осадка к растворам кислот, щелочей и к концентрированному раствору хлорида аммония. Написать уравнения реакций. Сделать вывод о свойствах гидроксида магния. Объяснить, почему гидроксид магния растворяется в концентрированных растворах солей аммония.

б) Повторить предыдущий опыт, используя вместо щелочи раствор аммиака. Сравнить количества осадков, образующихся при взаимодействии солей магния со щелочью и аммиаком, объяснить это явление. Написать уравнения реакций.

6. Гидроксокарбонат и гидрокарбонат магния

а) Раствор сульфата магния нагреть до 50 °C и добавить к нему раствор карбоната натрия. Наблюдать образование белого осадка основной соли Mg2(OH)2CO3. Написать уравнение реакции. Почему при взаимодействии солей магния с содой образуется основной, а не средний карбонат магния? Содержимое пробирки разделить на две части. Одну сохранить для работы (б), а ко второй добавить раствор NH4Cl. Почему осадок растворяется?

37

б) Через взвесь основного карбоната магния, полученную в предыдущей работе, пропустить ток оксида углерода(IV) из аппарата Киппа. Наблюдать растворение осадка. Написать уравнение реакции.

7. Получение фосфата аммония-магния В пробирке осадить аммиаком гидроксид магния. К смеси

прилить по каплям насыщенный раствор хлорида аммония до растворения осадка, после чего добавить раствор гидрофосфата натрия. Наблюдать осаждение малорастворимого MgNH4PO4. Написать уравнение реакции.

8. Получение магнезиального цемента

Растворить в фарфоровой чашке около 2 г MgCl2 6H2O в минимальном количестве воды. К полученному раствору добавить при интенсивном перемешивании предварительно прокаленный оксид магния до получения тестообразной массы. Полученную массу выложить на стеклянную пластинку и оставить до следующего занятия. Образуется твёрдый полимерный продукт. Объясните наблюдаемое явление.

Вопросы для самоподготовки

1.Общая характеристика подгруппы IIA.

2.Бериллий. Нахождение в природе. Получение. Физические и химические свойства бериллия.

3.Соединения бериллия.

4.Магний. Природные соединения. Получение магния. Физические и химические свойства магния.

5.Соединения магния.

Лабораторная работа № 16

Щелочноземельные металлы и их соединения

1. Взаимодействие кальция с водой В кристаллизатор налить воды и бросить кусочек металли-

ческого кальция, очищенного от керосина и продуктов коррозии. По окончании реакции прибавить 2-3 капли раствора фенолфталеина. Объяснить наблюдаемые явления. Написать уравнения реакций.

38

2. Растворимость гидроксидов кальция, стронция и бария а) Налить в три пробирки одинаковые объёмы растворов со-

лей кальция, стронция и бария одинаковой молярности, добавить равные объёмы разбавленного раствора гидроксида натрия, не содержащего Na2CO3, и сравнить количества выпавших осадков. Написать уравнения реакций и сделать вывод об изменении растворимости гидроксидов в ряду кальций - барий.

б) Повторить предыдущий опыт, используя вместо гидроксида натрия раствор аммиака. Объяснить наблюдаемые явления. Сравнить с результатами предыдущей работы.

3. Сульфаты щелочноземельных металлов а) Подействовать на растворы солей кальция, стронция и ба-

рия разбавленной серной кислотой. Если в результате образования пересыщенного раствора осадок не выпадает сразу, нагреть пробирку. Записать уравнения протекающих реакций. Сравнить растворимости сульфатов кальция, стронция и бария, найдя в справочнике произведения растворимости этих солей. Добавить к осадкам соляную кислоту. Почему осадки не растворяются в

HCl?

б) К растворам солей кальция, стронция и бария прибавить гипсовой воды (насыщенный раствор сульфата кальция). Что при этом наблюдается? Проделать аналогичный опыт, используя насыщенный раствор сульфата стронция. Объяснить наблюдаемые явления. Как согласуются полученные результаты со значениями ПР соответствующих сульфатов?

4. Карбонаты щелочноземельных металлов На растворы солей кальция, стронция и бария подействовать

раствором карбоната натрия. Нагреть пробирки и наблюдать изменение вида осадков. Испытать действие соляной кислоты на карбонаты щелочноземельных металлов. Почему эти соли, в отличие от сульфатов, растворимы в растворе HCl? Написать уравнения реакций. Выписать из справочника значения ПР соответствующих солей и сделать вывод об изменении растворимости карбонатов в ряду кальций - барий.

5. Оксалаты щелочноземельных металлов

39

На растворы солей кальция, стронция и бария подействовать раствором оксалата аммония, наблюдать образование осадков соответствующих оксалатов щелочноземельных металлов. Написать уравнения реакций. Выписать из справочника значения ПР полученных оксалатов и сравнить их растворимость.

6. Хроматы щелочноземельных металлов а) Подействовать на разбавленные растворы солей кальция,

стронция и бария раствором хромата калия. Если осадок не образуется сразу, содержимое пробирки нагреть. Подействовать на полученные осадки соляной кислотой. Что наблюдается? Написать уравнения реакций.

б) Подействовать на раствор хлорида бария раствором дихромата калия. Наблюдать образование жёлтого осадка BaCrO4. Объяснить, почему в осадок выпадает хромат, а не дихромат бария. Написать уравнение реакции.

7. Схватывание гипса Небольшое количество дигидрата сульфата кальция в фар-

форовой чашке поместить на 20 минут в сушильный шкаф (температура 150-160 °C). Полученный CaSO4 0,5H2O смешать с небольшим количеством воды до образования кашицы. Смазать вазелином стеклянную пластинку, положить на неё монету, тоже смазанную вазелином и покрыть её приготовленной смесью. После того как гипс затвердеет, извлечь монету и получить её слепок. Написать уравнения реакций.

8. Получение гексагидрата хлорида кальция Получить у лаборанта отработанный после получения окси-

да углерода(IV) раствор из аппарата Киппа, добавить к нему избыток растертого в ступке мела. После прекращения выделения CO2 профильтровать раствор и упарить его до 1/4 первоначального объёма. Охладить остаток смесью воды и льда. Выделившиеся кристаллы отфильтровать на воронке Бюхнера, высушить между листами фильтровальной бумаги и сдать лаборанту.

9. Окраска пламени солями кальция, стронция и бария В фарфоровую чашку поместить немного хлорида кальция,

добавить несколько капель спирта и поджечь. Проделать анало-

40