Материал: Химические свойства элементов I-IV групп

Составители: канд. тех. наук, доцент В. Г. Алексеев канд. тех. наук, доцент Г. И. Андреева канд. хим. наук, доцент Н.В. Баранова д-р хим. наук, профессор В. М. Никольский канд. хим. наук, доцент М. А. Феофанова канд. хим. наук, доцент Т. А. Щербакова

Печатается по решению кафедры неорганической и аналитической химии (протокол № 8 от 21.04.09 г.).

2

Экспериментальная часть

Лабораторная работа №1. Элементы подгруппы I А Опыт 1. Пероксид натрия

а)Взаимодействие пероксида натрия с водой

В пробирку внести микрошпателем немного порошка пероксида натрия, добавить 8–10 капель дистиллированной воды и размешать стеклянной палочкой. Доказать присутствие щёлочи в полученном растворе, добавив в него одну каплю раствора фенолфталеина. Написать уравнение реакции взаимодействия пероксида натрия с водой.

б)Окислительные свойства пероксида натрия

Внести в тигель 3 микрошпателя пероксида натрия, 2 микрошпателя соды и немного (на кончике микрошпателя) растертого в порошок сульфата хрома. Смесь тщательно перемешать стеклянной палочкой, поставить тигель в треугольник и нагреть его пламенем горелки до сплавления смеси. Охладить тигель на воздухе, добавить в него 8–10 капель дистиллированной воды, перемешать стеклянной палочкой содержимое тигля, дать смеси отстояться и перелить раствор в пробирку. Отметить цвет образовавшегося хромата натрия Nа2Сr O4. Написать уравнение реакции взаимодействия пероксида натрия с сульфатом хрома в присутствии Nа2СОз, учитывая, что при этом выделяется диоксид углерода.

в) Восстановительные свойства пероксида натрия

Внести в пробирку 4-5 капель раствора перманганата калия, добавить 1 микрошпатель порошка пероксида натрия и все перемешать. Отметить выделение газа и появление бурого осадка. Написать уравнение реакции.

Опыт 2. Карбонат и гидрокарбонат натрия

а) Реакция среды в растворе карбоната и гидрокарбоната натрия

Внести в три пробирки по 6–7 капель дистиллированной воды. В каждую из них прибавить такое же количество нейтрального раствора лакмуса. В одну пробирку внести 1 микрошпатель кристаллов карбоната натрия, в другую - такое же количество гидрокарбоната натрия. Третью пробирку оставить для сравнения. Перемешать растворы стеклянной палочкой, сравнить окраску лакмуса в растворах солей с его окраской в третьей пробирке. Все три пробирки сохранить в качестве контрольных для следующего опыта. Какая среда и почему: а) в растворе карбоната натрия; б) в растворе гидрокарбоната натрия? Написать ионные и молекулярные уравнения реакций. Почему оттенок окраски лакмуса в растворах этих солей различен? Ответ мотивировать.

3

б) Термическое разложение гидрокарбоната натрия

Поместить в тигель 3–4 микрошпателя порошка гидрокарбоната натрия, поставить тигель в треугольник и прокаливать содержимое пламенем горелки в течение 10–15 мин. Охладить тигель на воздухе, внести в него 12–14 капель дистиллированной воды, перемешать стеклянной палочкой и разделить на две пробирки. Доказать, что в растворе находится соль угольной кислоты. Для этого в одну из пробирок добавить 3–4 капли 2 н. раствора хлороводородной кислоты и наблюдать выделение пузырьков газа. Какой газ выделяется? В другую пробирку к полученному раствору прибавить такое же количество нейтрального раствора лакмуса. Сравнить окраску лакмуса в данном растворе с окраской растворов в контрольных пробирках, оставшихся после предыдущего опыта. По окраске лакмуса определить, какая соль находится в растворе – карбонат или гидрокарбонат. Описать проделанную работу. Написать уравнение реакции разложения гидрокарбоната натрия при нагревании. Эта реакция применяется в промышленном способе получения кальцинированной соды.

Опыт3.Окрашиваниепламенисолямищелочныхметаллов

Проволочку опустить в насыщенный раствор хлорида калия и внести в пламя горелки.Отметить цвет пламени. Обусловленный ничтожными примесями солей натрия, желтый цвет часто маскирует фиолетовое пламя калия. В этом случае следует рассматривать пламя через стеклянную призму с раствором синего индиго, полностью поглощающим жёлтые лучи. Опыт повторить с насыщенными растворами сульфата лития и хлорида натрия. Перед каждым опытом проволочку следует очищать, погружая её в концентрированную хлороводородную кислоту и прокаливая в пламени горелки.

Лабораторная работа № 2. Элементы подгруппы I В

Опыт 1. Восстановление оксида меди (II) углём

На листе чистой бумаги тщательно перемешать палочкой оксид меди (II) (2–3 микрошпателя) с таким же объемом порошка древесного угля. Полученную смесь перенести в цилиндрическую пробирку, закрепить последнюю в штативе в горизонтальном положении и нагревать смесь сильным пламенем горелки 5–10 мин. Наблюдать процесс восстановления оксида меди (II) до металлической меди (изменение окраски). Обратить внимание на происходящее при этом разогревание смеси до красного каления. Если на стенках пробирки получится трудно отмываемый налет меди, нужно налить в пробирку 2–3 капли концентрированной азотной кислоты, которая полностью растворит

4

Опыт 2. Взаимодействие меди с разбавленными и концентрированными кислотами

Опыт проводится в вытяжном шкафу! В три пробирки поместить по кусочку меди и прибавить по 5–6 капель 2 н. растворов кислот: в первую – хлороводородной, во вторую – серной, в третью – азотной. Окрасился ли раствор в пробирках в сине-голубой цвет, характерный для иона Си2+? Проделать аналогичный опыт с концентрированными кислотами - хлороводородной (плотность 1,19 г/см3), серной (плотность 1,84 г/см3) и азотной (плотность 1,4 г/см3) без нагревания и при нагревании (осторожно!). С какими кислотами взаимодействует медь? При написании уравнения реакции взаимодействия меди с разбавленной азотной кислотой считать, что азотная кислота восстанавливается до NО. Почему медь не взаимодействует с хлороводородной кислотой и с разбавленной серной кислотой? Написать уравнения реакций взаимодействия меди с концентрированными кислотами, считая, что концентрированная азотная кислота восстанавливается медью до диоксида азота, а серная – до диоксида серы.

Опыт 3. Взаимодействие оксида меди (II) с кислотами

В две пробирки внести 2–3 микрошпателя оксида меди (II) и прибавить по 5–6 капель 2 н. кислот, в одну пробирку – хлороводородной, в другую – серной. Наблюдать в обоих случаях появление окраски раствора. Написать уравнения реакций взаимодействия оксида меди (II) с

НCl и Н2SO4 .

Опыт 4. Получение гидроксида меди (II) и исследование его свойств

а) Получение гидроксида меди (II) и разложение его при нагревании

Внести в пробирку по 3–4 капли раствора сульфата меди (II) и 2 н. раствора щёлочи. Отметить цвет выпавшего осадка гидроксида меди (II). Осторожно нагреть пробирку с полученным осадком. Как изменяется цвет осадка при превращении гидроксида меди (II) в оксид? Написать уравнения реакций образования гидроксида меди (II) и его разложения.

б) Отношение гидроксида меди (II) к кислотам и щелочам.

Получить в двух пробирках гидроксид меди (II). К полученным осадкам прибавить в одну пробирку 5–6 капель 2 н. раствора серной кислоты, в другую – столько же 2 н. раствора щёлочи. В каком случае происходит растворение осадка? Какой вывод можно сделать из этого

5