Выполнение работы

Цель работы. Изучение свойств соединений некоторых d-элементов.

Меры предосторожности при выполнении работы

1. Соблюдать особую осторожность при работе с пероксидом водорода (H₂O₂) и бромной водой (могут вызывать ожоги кожного покрова). Нельзя, сбрасывать их остатки в раковину. Слив под тягой в спецприемник.

2. Растворы серной кислоты добавлять только по каплям, большие объемы вливать сразу запрещается.

3. Нагревание растворов в пробирках проводить осторожно, внося в верхнюю часть пламени горелки. Не допускать выброса содержимого пробирки вследствие перегрева. Не направлять отверстие пробирки в строну работающих.

4. С концентрированным раствором аммиака работать под тягой!

ОПЫТ 1. ПОЛУЧЕНИЕ ГИДРОКСИДОВ ЖЕЛЕЗА (II), КОБАЛЬТА (II) И НИКЕЛЯ (II). ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ПОЛУЧЕННЫХ СОЕДИНЕНИЙ

В три пробирки налить по 2-3 капли растворов солей - сульфата железа (II) (FeSO₄), хлорида кобальта (II) (CoCl₂) и сульфата никеля (II) (NiSO₄) и добавить по каплям раствор щелочи до выпадения осадков. В первой пробирке наблюдать появление светло-зеленого осадка гидроксида железа (II) (Fe(OH)₂), во второй появление синего осадка гидроксосоли кобальта (II), постепенно переходящего в розовый цвет гидроксида кобальта (II) (Co(OH)₂), в третьей - осадка гидроксида никеля (II) (Ni(OH)₂).

Осадок гидроксида железа (II) (Fe(OH)₂) разделить на две части, гидроксида кобальта (II) (Co(OH)₂) – на три, гидроксида никеля (II) (Ni(OH)₂) – на три порции. К первой порции соответствующих гидроксидов по каплям раствор соляной кислоты (HCl) с молярной концентрацией эквивалента 2 моль/л. Вторую порцию гидроксидов железа и кобальта перемешать стеклянной палочкой и оставить на воздухе. Через несколько минут наблюдать в пробирке с гидроксидом железа (II) (Fe(OH)₂) появление бурой окраски вследствие образования гидроксида железа (III) (Fe(OH)₃). В третью порцию гидроксида кобальта (II) (Co(OH)₂) и вторую гидроксида никеля (II) (Ni(OH)₂) прилить 2-3 капли 3%-го раствора пероксида водорода (H₂O₂). В третьей пробирке с гидроксидом кобальта (II) наблюдать изменение окраски вследствие образования гидроксида кобальта (III) (Co(OH)₃). В третью пробирку с гидроксидом никеля (II) прилить 1-2 капли бромной воды и наблюдать изменение цвета осадка вследствие образования гидроксида никеля (III) (Ni(OH)₃). Осадки гидроксидов железа (III), кобальта (III) и никеля (III) сохранить для опыта 2.

Написать в молекулярном и ионном виде реакции образования гидроксидов железа (II), кобальта (II) и никеля (II) и их взаимодействия с кислотой, а также реакции окисления гидроксида железа (II) кислородом воздуха, гидроксида кобальта (II) – пероксидом водорода в щелочной среде, гидроксида никеля (II) – бромной водой.

Сделать вывод о кислотно-основных свойствах полученных гидроксидов и их восстановительной активности.

ОПЫТ 2. СВОЙСТВА ГИДРОКСИДОВ ЖЕЛЕЗА (III), КОБАЛЬТА (III) И НИКЕЛЯ (III)

Осадки гидроксидов железа (III), кобальта (III) и никеля (III), полученные в опыте 1, разделить на две порции, к одной порции гидроксидов прилить по 3-4 капли разбавленной серной кислоты (H₂SO₄), а к другой - концентрированной соляной кислоты (HCl). Пробирки с концентрированной соляной кислотой закрыть фильтровальными бумажками, смоченными фиолетовыми чернилами и наблюдать обесцвечивание фильтровальных бумажек. Какой газ выделяется в пробирках с концентрированной соляной кислотой видами кобальта (III) и никеля (III)? В пробирках с разбавленной серной кислотой и гидроксидом кобальта (III) наблюдать выделение пузырьков кислорода.

Написать уравнения взаимодействия гидроксидов железа (III), кобальта (III) и никеля (III) с разбавленной серной и концентрированной кислотами. Сделать вывод об окислительной активности гидроксидов железа (III) кобальта (III) и никеля (III).

ОПЫТ 3. ОБРАЗОВАНИЕ СОЛЕИ ЖЕЛЕЗА

Поместить в пробирку 2-3 кристаллика едкого калия (КОН) добавить 1 каплю концентрированного раствора хлорида железа (III) (FeCl₃) и две капли брома (бромной воды) (Br₂). Нагреть слегка пробирку на слабом пламени горелки и наблюдать окрашивание раствора в фиолетовый цвет вследствие образования феррата калия (K₂FeO₄) соли железной кислоты. Написать уравнение реакции образования соли K₂FeO₄ и подобрать коэффициенты.

ОПЫТ 4 ПОЛУЧЕНИЕ АММИАКАТОВ КОБАЛЬТА(II) И НИКЕЛЯ(II)

В одну пробирку налить 3-4 капли хлорида кобальта (II) (СоCl₂), в другую 3-4 капли сульфата никеля (II) (NiSO₄), в каждую пробирку прилить по каплям 25%-ый раствор аммиака (NH₄OH).

В пробирке с солью кобальта (II) по мере добавления раствора аммиака наблюдать изменение окраски раствора вследствие постепенного образования основной соли кобальта (II), а затем гидроксида кобальта(II) и после этого - розово-красного раствора аммиаката кобальта (II) ([Со(NH₃)₆](OH)₂), содержащего ионы [Co(NH₃)₆]²⁺. Затем раствор оставить постоять на воздухе. Через несколько минут наблюдать пожелтение раствора вследствие окисления ионов [Co(NH₃)₆]²⁺ в ионы [Co(NH₃)₆]³⁺. В пробирке с солью никеля (II) по мере добавления раствора аммиака наблюдать появление вначале основной соли никеля (II) зеленого цвета, а затем – гидроксида никеля (II) (Ni(OH)₂) и после этого растворение осадка вследствие образования аммиаката никеля (II) ([Ni(NH₃)₆](OH)₂), содержащего ионы [Ni(NH₃)₆]²⁺. К полученному раствору прибавить по 3-4 капли раствора щелочи и бромной воды. Наблюдать изменение цвета раствора вследствие перехода ионов [Ni(NH₃)₆]²⁺ в ионы [Ni(NH₃)₆]^3+.