формулу образующегося растворимого комплексного соединения Нg(SCN)2 ∙ 2KSCN. Добавить 2–3 капли насыщенного раствора хлорида кобальта. При этом протекает реакция
К2[Нg(SСN)4] + СоС12 = Со[Нg(SСN)4] + КС1
Написать уравнение в ионной форме. Обратить внимание на цвет образовавшегося осадка. Привести названия полученных в опыте комплексных соединений.
в) Взаимодействие солей ртути с раствором аммиака
В одну пробирку поместить 2 капли раствора нитрата ртути (II), в другую – столько же нитрата ртути (I). В каждую пробирку добавить по 1–2 капли 2 н. раствора аммиака. Наблюдать в первой пробирке выпадение белого осадка нитрата меркураммония [Нg2ОNН2]NО3; во второй пробирке заметен чёрный осадок металлической ртути, которая образуется наряду с нитратом меркураммония по уравнению
2 Нg 2(NO3)2 + 4 NН3 + Н2O= [Нg2ONH2]NO3 + 2 Hg + 3 NH4NO3
Вприсутствии аммиака распад Нg22+ → Н2+ + Нg так усиливается, что получить аммиачное производное ртути (I) практически невозможно.
Вчем отличие реакции взаимодействия с аммиаком солей ртути от солей цинка и кадмия?
Опыт 10. Окислительные свойства солей ртути
Налить в пробирку 2 капли раствора нитрата ртути (II) и добавить 3 капли 0,5 н. раствора хлорида олова. Наблюдать после первой капли появление белого осадка каломели Нg2Cl2. Через 3–4 мин осадок темнеет. Почему? Написатъ уравнения протекающих реакций.
Опыт 11. Восстановительные свойства солей ртути (I)
Поместить в фарфоровый тигель 7–8 капель раствора нитрата ртути (I), прибавить 2 капли концентрированной азотной кислоты (плотность 1,4 г/см3) и кипятить 1–2 мин. Охладить жидкость и пипеткой перенести ее в пробирку. В другую пробирку поместить равный объём раствора нитрата ртути (I) и к обоим растворам прибавить по 2 капли насыщенного раствора хлорида натрия. В чём различие поведения обоих растворов? Чем это можно объяснить? Написать уравнения реакций.
16
Лабораторная работа № 5. Элементы подгруппы III А
Опыт 1. Получение ортоборной кислоты
В пробирку с 5–6 каплями горячего насыщенного раствора буры Na2B4O7 ∙ 10 H2O внести 2-3 капли концентрированной серной кислоты. Отметить быстрое выпадение кристаллов борной кислоты. Написать уравнение реакции получения борной кислоты из тетрабората натрия и серной кислоты. Солью какой кислоты является тетраборат натрия? Написать формулу этой кислоты.
Опыт 2. Кислотные свойства борной кислоты
В трёх пробирках с 5–8 каплями дистиллированной воды растворить при нагревании по несколько кристалликов борной кислоты. В одну из пробирок прибавить 3–5 капель нейтрального раствора лакмуса. Отметить изменение его окраски. В другую пробирку внести кусочек магния. Отметить выделение газа. Какого? В третью пробирку опустить на несколько секунд полоску универсальной индикаторной бумаги и сравнить её окраску с окраской эталонной шкалы. Сделать вывод о рН полученного раствора борной кислоты.
Написать:
а) уравнение реакции взаимодействия борной кислоты с магнием, б) уравнение диссоциации борной кислоты; в) значение рН полученного раствора борной кислоты.
Сильным или слабым электролитом является борная кислота?
Опыт 3. Окрашивание пламени борной кислотой
Накалить в пламени горелки фарфоровую палочку, отметить цвет пламени. Опустить палочку в порошок борной кислоты и вновь внести в пламя (у края внешнего конуса). Какую окраску пламени даёт борная кислота?
Опыт 4. Гидролиз тетрабората натрия
В пробирку с 5–6 каплями нейтрального раствора лакмуса добавить 3–4 капли раствора тетрабората натрия. Как изменилась окраска лакмуса? Написать уравнения реакции ступенчатого гидролиза тетрабората натрия, учитывая, что в результате первой ступени гидролиза образуются ортоборная кислота и метаборат натрия, второй
17
ступени – ортоборная кислота и едкий натр.
Опыт 5. Получение малорастворимых боратов
В три пробирки внести по 3–4 капли насыщенного раствора тетрабората натрия и добавить по несколько капель растворов: в первую
– нитрата серебра, во вторую – сульфата меди, в третью – сульфата алюминия. Отметить цвета выпавших осадков. Написать уравнения протекающих реакций, учитывая, что во всех реакциях участвует вода и получается борная кислота, выпадающие осадки представляют собой в первой пробирке метаборат серебра, во второй – основную соль меди СuОНВО2 (гидроксометаборат меди), в третьей пробирке – гидроксид алюминия. Почему в двух последних случаях не получились средние соли – борат меди и борат алюминия? Ответ объяснить, написав уравнения соответствующих реакций.
Опыт 6. Взаимодействие алюминия с кислотами
а) Взаимодействие алюминия с разбавленными кислотами
В три пробирки внести по 5–8 капель 2 н. растворов кислот: хлороводородной, серной, азотной. В каждую пробирку опустить по маленькому кусочку алюминиевой фольги. Во всех ли случаях протекает реакция при комнатной температуре? Нагреть пробирки на водяной бане. Что наблюдается? Написать уравнения реакций. Какой газ выделяется при взаимодействии алюминия с разбавленной азотной кислотой? С разбавленной серной и хлороводородной?
б) Взаимодействие алюминия с концентрированными кислотами Опыт проводится в вытяжном шкафу! Проделать опыт,
аналогичный предыдущему, заменив разбавленные кислоты концентрированными: хлороводородной (плотность 1,19 г/см3), серной (плотность 1,84 г/см3) и азотной (плотность 1,40 г/см3). Как протекают реакции при комнатной температуре? С какой кислотой алюминий не реагирует? Почему? Нагреть пробирки на водяной бане. Как влияет нагревание? Отметить наблюдаемые явления. Ответить на все вопросы. Написать уравнения реакций, учитывая, что азотная кислота при нагревании восстанавливается в основном до диоксида азота, а серная при комнатной температуре – до сернистого газа, при
нагревании – до свободной серы. Влияет ли изменение концентрации хлороводородной кислоты на характер её взаимодействия с алюминием?
в) Пассивация алюминия
В пробирку с раствором хлороводородной кислоты (5–8 капель) опустить полоску алюминиевой фольги. Наблюдать выделение водорода.
18
Вынуть алюминий из пробирки, ополоснуть водой и опустить в концентрированную азотную кислоту (плотность 1,40 г/см3) на 2–3 мин. Вынуть, ополоснуть водой и снова опустить в пробирку с хлороводородной кислотой. Выделяется ли водород? Растворяется ли алюминий? Что произошло с алюминием?
Опыт 7. Растворение алюминия в водном растворе щёлочи
Внести в пробирку полоску алюминиевой фольги и добавить 3–4 капли воды. Нагреть пробирку на водяной бане. Наблюдается ли выделение водорода? Добавить в пробирку 5–8 капель 2 н. раствора едкого натра. Отметить интенсивное выделение водорода. Отсутствие реакции алюминия с водой объясняется наличием на его поверхности плотной оксидной пленки, которая затрудняет доступ водородных ионов к поверхности металла. Добавленная щёлочь растворяет оксидную пленку с образованием гидроксоалюмината и создаёт возможность непосредственного взаимодействия алюминия с водой.
Реакция протекает по схеме:
А12O3 + NаОН+ Н2O→ Nа3[А1(ОН)6] А1 + Н2O → А1(ОН)3 + Н2
А1(ОН)3 + NаОН → Nа3[А1(ОН)6]
Подобрать коэффициенты к уравнениям реакций.
Опыт 8. Влияние хлорид–иона на коррозию алюминия
Ион хлора является сильным активатором коррозии. Его присутствие в растворе способствует разрушению защитной плёнки оксида алюминия, вследствие чего коррозия усиливается. В две пробирки поместить по кусочку алюминия и добавить в одну из них 5–8 капель раствора сульфата меди, а в другую – столько же раствора хлорида меди. Отметить различный результат в обоих случаях: в то время как в первой пробирке алюминий остается почти без изменения, во второй он быстро покрывается налётом меди. Написать соответствующее уравнение реакции.
Опыт 9. Гидроксид алюминия, его получение и свойства
В две пробирки внести по 2–3 капли раствора соли алюминия и по 2–3 капли 2 н. раствора едкого натра до образования осадка гидроксида алюминия. В одну пробирку к полученному осадку прибавить 3–5 капель 2 н. раствора хлороводородной кислоты, в другую – столько же 2 н. раствора едкого натра.Что происходит в обоих случаях? Сделать вывод о свойствах гидроксида алюминия. Написать уравнения реакций получения
19
гидроксида алюминия и его взаимодействия с хлороводородной кислотой и едким натром, учитывая, что в щелочной среде образуется комплексный анион [А1(ОН)6]3-. Указать названия полученных соединений алюминия. Написать схему равновесия диссоциации гидроксида алюминия. Как изменяется концентрация ионов А13+ и [Аl(ОН)6]3- при добавлении кислоты? При добавлении щёлочи?
Опыт 10. Гидролиз солей алюминия
а) Гидролиз хлорида алюминия
В пробирку внести 5–6 капель нейтрального раствора лакмуса и 1–3 капли раствора хлорида алюминия. Отметить, как изменилась окраска лакмуса и объяснить причину этого изменения. Написать в молекулярном и ионном виде уравнение реакции гидролиза, протекающего преимущественно по первой ступени. Почему гидролиз этой соли не протекает до конца? Как можно уменьшить степень гидролиза этой соли?
б) Совместный гидролиз хлорида алюминия и сульфида аммония
Внести в пробирку 2-3 капли раствора соли алюминия и добавить столько же раствора сульфида аммония. Отметить выпадение осадка гидроксида алюминия и выделение сероводорода. Написать уравнение реакции совместного гидролиза двух солей. Почему в данном случае гидролиз протекает до конца? Произойдет ли в водном растворе аналогичная реакция, если сульфид аммония заменить сульфидом натрия? Возможно ли реакцией обмена между двумя соответствующими солями в водном растворе получить карбонат алюминия?
Лабораторная работа № 6. Элементы подгруппы IV А
Опыт 1. Адсорбция углём красящих веществ из раствора
В пробирку до половины её объёма налить светло-розовый раствор фуксина. Внести в раствор немного активированного угля. Плотно закрыть пробирку пальцем и энергично встряхивать её 2–3 мин. Дать раствору отстояться и отметить его обесцвечивание.
Опыт 2. Восстановительные свойства угля
а) Восстановление углём оксида меди
На листе бумаги смешать один объём порошка оксида меди с двумя объёмами порошка угля. Приготовленную смесь поместить в цилиндрическую пробирку, которую укрепить в штативе горизонтально. Нагревать смесь сильным пламенем горелки в течение 10–12 мин, наблюдая сильное раскаливание смеси. Охладив пробирку, высыпать ее
20