Лабораторная работа № 1. Важнейшие классы неорганических соединений

I. Разделы курса, необходимые для подготовки к лабораторной работе.

Простые вещества. Аллотропия. Сложные вещества. Органические и неорганические вещества. Основные классы неорганических соединений.

Оксиды, их состав и номенклатура. Солеобразующие и индифферентные (безразличные) оксиды. Оксиды основные, кислотные и амфотерные. Химические свойства оксидов. Способы получения.

Кислоты, их состав и номенклатура. Классификация кислот. Основность кислот. Получение кислот и их характерные свойства.

Основания, их состав и номенклатура. Классификация оснований. Способы получения и свойства оснований. Щелочи. Амфотерные гидроксиды.

Соли, их состав и номенклатура. Классификация солей. Соли средние, кислые, основные и двойные. Способы получения солей. Химические свойства солей.

Условия протекания ионообменных реакций до конца.

Генетическая связь между классами неорганических соединений.

Использование веществ, принадлежащих к основным классам неорганических соединений, в нефтяной и газовой промышленности.

II. Вопросы и упражнения

1. Приведите по три примера основных, амфотерных, кислотных и безразличных оксидов. Назовите их. Напишите графические формулы их молекул.

2. Какие гидроксиды соответствуют следующим оксидам: оксид бария, оксид калия, оксид углерода (IV), оксид фосфора (V). Напишите графические формулы их молекул. Назовите их.

3. Какие элементы образуют основные оксиды, а какие - кислотные?

Какими химическими свойствами обладают следующие оксиды: K₂O,

Cr₂O₃, CrO₃ ? Подтвердите ответ соответствующими уравнениями реакций.

4. Какими химическими свойствами обладают следующие гидроксиды: Cu(OH)₂ ; Zn(OH)₂ ; H₂SO₄? Подтвердите ответ соответствующими уравнениями реакций.

5. Какими способами получают кислоты и основания? Подтвердите ответ уравнениями реакций, в результате которых получаются Ba(OH₂); Cu(OH)₂; HCl, H₂SO₄ .

6. Используя следующие вещества CaO, H₂O, HCl, Ca(OH)₂, SO₃, NaOH, Na₂CO₃ осуществите нижеприведенные превращения:

оксид основание основная соль средняя соль;

оксид кислота кислая соль средняя соль;

гидроксид оксид соль

7. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Cu(OH)₂ ® CuO ® CuSO₄

NaOH → Na₂CO₃ → NaHCO₃ → Na₂CO₃ → CO₂

Zn → ZnO→ Zn(NO₃)₂→Zn(OH)₂→ Na₂Zn(OH)₄

CaO→ Ca(OH)₂ → CaOHCl → CaCl₂ → CaSO₄ → Ca(HSO₄)₂

III. Экспериментальная часть.

Опыт 1. Изменение окраски раствора индикатора в зависимости от реакции среды.

В три пробирки налейте приблизительно по 1 мл дистиллированной воды, разбавленной хлороводородной кислоты и разбавленного раствора гидроксида натрия. Добавьте в каждую пробирку 1-2 капли метилоранжа, отметьте в таблице изменение окраски растворов. Опыт повторите ещё 2 раза. Один раз в каждую пробирку добавьте 1-2 капли лакмуса, второй раз – столько же фенолфталеина.

Сделайте вывод о изменении окраски индикаторов в зависимости от среды раствора.

	Вода дистиллир.	Раствор кислоты	Раствор щелочи
Метилоранж
Лакмус
Фенолфталеин

* Фенолфталеин в растворах сильных щелочей со временем теряет окраску

Опыт 2. Химические свойства кислот.

а) Взаимодействие хлороводородной (соляной) кислоты и разбавленной серной кислоты с металлами.

Испытайте действие разбавленных растворов соляной и серной кислот на цинк и медь. В 2 пробирки налейте приблизительно по 1 мл разб. соляной и серной кислот и опустите туда по 1 грануле цинка. В две другие пробирки также налейте по 1 мл разбавленных соляной с серной кислот и опустите туда по небольшому кусочку медной проволоки. Через некоторое время отметьте, в каких пробирках происходит выделение газа. Дайте объяснение наблюдаемому различию в действии цинка и меди на разбавленные растворы выбранных кислот с помощью понятия «активность металла». Обратите внимание на положение цинка и меди относительно водорода в ряду стандартных электродных потенциалов. Напишите уравнения реакций. К какому типу относятся эти реакции?

б) Взаимодействие кислот с основными оксидами.

Испытайте действие разбавленной соляной кислоты на оксид кальция. Что наблюдается? Напишите уравнение реакции.

Примечание: При использовании оксида кальция, находившегося длительное время на воздухе, можно наблюдать побочную реакцию, протекающую с выделением газа. С чем это связано?

в) Взаимодействие кислот с основаниями (реакция нейтрализации)

Налейте в пробирку 1 мл раствора гидроксида натрия, добавьте 1-2 капли лакмуса. Отметьте цвет раствора. По каплям добавляйте в пробирку раствор хлороводородной (соляной) кислоты. Как меняется цвет раствора? При каких соотношениях объёмов основания и кислоты произошла полная нейтрализация основания? Напишите уравнение прошедшей реакции.

Опыт 3. Химические свойства оснований.

а) Получение и термическое разложение оснований.

Пользуясь растворами соли меди (II) и гидроксида натрия, получите гидроксид меди (II). Укажите цвет осадка. Осторожно нагрейте содержимое пробирки в пламени газовой горелка. Для предупреждения выброса нагревайте верхнюю часть содержимого пробирки. Что наблюдается? Сделайте вывод о разложении гидроксида меди (II) при нагревании. Напишите уравнения реакций.

б) Получение и свойства амфотерных гидроксидов.

Налейте в. пробирку несколько капель раствора сульфата цинка. Осторожно (резкое вдыхание аммиака может привести к потере сознания) добавьте несколько капель разбавленного раствора гидроксида аммония (водного раствора аммиака). Что образуется? Содержимое пробирки разделите на две части.

Испытайте отношение гидроксида цинка к раствору соляной кислоты и избытку раствора гидроксида натрия. Что наблюдается? Напишите уравнения соответствующих реакций, учитывая, что при растворении гидроксида цинка в растворе гидроксида натрия образуется тетрагидроксоцинкат натрия Na₂Zn(OH)₄

Опыт 4 Получение и свойства оксидов.

а) Получение основного оксида.

В металлическую ложечку для сжигания положите магниевой стружки и нагрейте ее в пламени газовой горелки до воспламенения магния. Осторожно! Магний горит очень ярко. Напишите уравнение реакции. Отметьте цвет оксида. Сохраните полученный оксид для следующего опыта.

б) Взаимодействие основного оксида с водой.

Полученный в предыдущем опыте оксид перенесите в пробирку и добавьте 1-2 мл воды и 2-3 капли фенолфталеина. Как изменилась окраска? Напишите уравнение реакции взаимодействия оксида магния с водой.

в) Получение кислотного оксида.

Положите в пробирку кусочек мела и прибавьте несколько капель раствора соляной кислоты. Что наблюдается? Получите углекислый газ в аппарате Киппа, в котором протекает аналогичная реакция соляной кислоты с мрамором. Напишите уравнение реакции. Сделайте заключение о устойчивости угольной кислоты.

г) Взаимодействие кислотного оксида с водой.

Пропустите ток углекислого газа из аппарата Киппа в пробирку с водой. Добавьте к содержимому пробирки 2-3 капли раствора индикатора метиловый красный. Отметьте изменение окраски и объясните причину. Напишите уравнение реакции взаимодействия углекислого газа с водой. Будет ли происходить изменение окраски, если использовать индикатор метилоранж? Сделайте заключение о силе угольной кислоты.

Опыт 5 Получение и химические свойства солей.

а) Взаимодействие солей с металлами.

Налейте в одну пробирку раствор сульфата меди (II) и опустите кусочек цинка. Что наблюдается? Напишите уравнение происходящей реакции. В другую пробирку налейте раствор сульфата цинка и опустите туда кусочек медной проволоки. Будет ли взаимодействовать медь с раствором соли цинка? Обратите внимание на положение меди и цинка в ряду активности металлов. Сделайте обобщающий вывод о взаимодействии растворов солей с металлами.

б) Получение солей реакцией обмена.

Налейте в пробирку несколько капель раствора хлорида натрия и добавьте 2-3 капли нитрата серебра. Что является признаком протекания этой реакции? Напишите уравнение реакции.

в) Получение средней соли и переход её в кислую соль.

_{Налейте в пробирку раствор гидроксида кальция (известковой воды) и пропустите через раствор углекислый газа из аппарата Киппа до помутнения раствора. Какая соль при этом образовалась? Продолжайте пропускать углекислый газ через раствор до полного растворения первоначально выпавшего осадка. Какая соль образуется при пропускании через известковую воду избытка углекислого газа? Напишите уравнения реакций. К какому типу солей относятся образовавшиеся соли?}