Лабораторная работа № 7 Галогены

Цель работы: изучить свойства и методы получения хлора, брома, йода и хлороводорода.

Приборы и реактивы: штатив с лапкой, колба Вюрца, капельная воронка с пробкой, мерный цилиндр, спиртовка, спички, лист белой бумаги, вата, стеклянная палочка, стеклянная пластинка, концентрированная соляная кислота (HCl), концентрированная серная кислота (Н₂SO₄), оксид марганца(IV) (MnO₂), перманганат калия (KMnO₄), хлорид натрия (NaCl), бромид калия (KBr), йодид калия (KJ), гексан, сероводородная вода, хлорная вода, бромная вода, растворы: лакмуса 0,1%-ный, метилового оранжевого 0,1%-ный, нитрата серебра (Ag(NO₃)₃) 0,5 н., бромида натрия (NaBr) 0,5 н., йодида калия (KJ) 0,5 н.

Опыт № 1. Получение хлора и хлорной воды

Соберите прибор, изображённый на рис. 7.1. В колбу Вюрца поместите 2-3 шпателя перманганата калия и до­бавляйте из капельной воронки по каплям концентриро­ванную соляную кислоту. Наблюдайте выделение газа и отметьте его цвет, поместив за колбу лист белой бумаги. Со временем реакция в колбе замедляется, для ускорения выделения хлора необходимо нагреть содержимое колбы на спиртовке. Пропускайте хлор через холодную воду в течение 2-4 мин. Отметьте цвет полученной хлорной воды. Цилиндр закройте влажной фильтровальной бумагой. Полученную хлорную воду сохраните для последующих опытов.

Рис. 7.1. Прибор для получения хлора и хлорной воды

Оформление опыта 1

1. Зарисуйте прибор для получения хлора и хлорной воды, подпишите его основные части.

2. Напишите уравнение реакции получения хлора, отметьте окислитель и восстановитель.

3. Какой цвет имеет газ хлор? Какова относительная плотность хлора по воздуху?

Опыт № 2. Свойства хлорной воды

Добавьте в 3 пробирки по 5 см³ хлорной воды, полученной в предыдущем опыте. В пробирку № 1 прилейте 1 см³ нейтрального раствора лакмуса. В пробирку № 2 добавьте несколько капель раствора нитрата серебра. В пробирку № 3 прилейте несколько капель сероводородной воды до появления мути. Запишите наблюдаемые признаки химических реакций.

Оформление опыта 2

1. Поясните, что такое хлорная вода. Какие равновесия наблюдаются в хлорной воде? Что происходит с хлорной водой при долгом хранении?

2. Напишите, как изменился цвет лакмуса (пробирка № 1) в хлорной воде в первоначальный момент времени. Объяс­ните, почему лакмус в течение времени обесцвечивается в хлорной воде.

3. Какой осадок выпал в пробирке № 2. Отметьте цвет осадка. Напишите уравнение реакции.

4. Напишите реакцию хлорной воды с сероводородом. Расставьте коэффициенты методом электронно-ионного баланса.

Опыт № 3. Получение хлороводорода

Соберите прибор для получения хлороводорода (рис. 7.2). В колбу Вюрца поместите 3-4 шпателя хлорида натрия. Конец газоот­водной трубки поместите в сухой сосуд для собирания хлороводоро­да

Рис. 7.2. Прибор для получения хлороводорода

так, чтобы трубка доходила почти до дна. Закройте отверстие со­суда рыхлым комочком ваты. Рядом с прибором поставьте кристал­лизатор с водой, в который добавлено небольшое количество индика­тора метилового оранжевого.

Из капельной воронки добавьте в колбу Вюрца небольшими порциями концентрированную серную кислоту. Наблю­дайте за происходящими изменениями реагирующих веществ. Для ускорения реакции колбу слегка подогрейте на спиртовке. Когда над ватой, кото­рой закрыто отверстие сосуда, появится туман (объясните причину его образования), нагревание колбы прекратите. Колбу с хлороводородом закройте стеклянной пластинкой. Перевернув колбу отверстием вниз, погрузите его в кристаллизатор с холодной водой и выньте пластинку. Наблюдайте поднятие уровня жидкости в колбе с хлороводородом. Отметьте изменение окраски индикатора метилового оранжевого.

Оформление опыта 3

1. Зарисуйте прибор для получения хлороводорода и подпишите его основные части.

2. Напишите уравнение реакции получения хлороводорода. Благодаря какому свойству серная кислота вытесняет хлороводородную из её солей?

3. Ответьте на следующие вопросы:

– какой цвет имеет газ хлороводород?

– почему хлороводород «дымит» на воздухе?

– чему равна относительная плотность хлороводорода по воздуху?

– какова растворимость хлороводорода в воде?

– как называется раствор хлороводорода в воде?

– о наличии какой среды свидетельствует окраска метилового оранжевого в водном растворе хлороводорода?

Опыт № 4. Получение брома и йода

В две пробирки внести по 2 микрошпателя оксида марганца(IV). В первую из них добавить 1 микрошпатель бромида калия, а в другую 1 микрошпатель йодида калия. В каждую пробирку внести по несколько капель концентрированной серной кислоты. Отметить выделение и цвет брома и йода в газообразном состоянии.

Оформление опыта 4

1. Написать уравнения протекающих реакций. Указать цвет газообразных брома и йода.

Опыт № 5. Сравнение окислительных свойств галогенов

В одну пробирку внесите 3-5 капель раствора бромида натрия, и в две другие – по 3-5 капель раствора йодида калия. Во все три пробирки добавить по 2-3 капли органического растворителя – гексана. В пробирки с раствором бромида и йодида внести по 3-4 капли хлорной воды, в последнюю пробирку с раствором йодида – столько же бромной воды. Содержимое пробирок встряхнуть и по окраске полученного слоя органического растворителя установить, какой галоген выделяется в свободном виде в каждой из пробирок.

Оформление опыта 5

1. Написать уравнения в молекулярной и ионной форме.

2. В каждом случае указать окислитель и восстановитель.

3. Расположить галогены в ряд по убыванию их окислительной активности. Объяснить последовательность расположения.