Утверждено учебно-методической комиссией

Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

Сургутского института нефти и газа (филиала)

Тюменского государственного нефтегазового университета

Составитель: доцент кафедры ЕНД СИНГ Т. А. Иванова

доцент кафедры ЕНД СИНГ О.Л. Шепелюк

© Сургутский институт нефти и газа (филиал)

«Тюменский государственный нефтегазовый университет», 2011 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Лабораторная работа №1. КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ………………………………………………………………..3

Лабораторная работа №2. ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРОВ……………12

Лабораторная работа №3. СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ…….28

Лабораторная работа №4. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ………………40

Лабораторная работа №5.РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ...........................53

Лабораторная работа №6. ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ…………………………….58

Лабораторная работа №7. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ……………………………………………………………………..64

Лабораторная работа №8. ЭЛЕКТРОЛИЗ…………………………………..70

Лабораторная работа №1

КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Цель работы: ознакомиться с основными классами неорганических соединений, научиться их получать и называть.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Все неорганические вещества делятся на простые и сложные. Простые вещества состоят из атомов одного элемента, при этом число атомов может быть любым ( Fe, Cl₂, O₃ ). Сложные вещества (соединения) образованы атомами разных элементов (H₂O, KOH, HNO₃, NaCl). К важнейшим классам неорганических соединений относят четыре: оксиды, основания, кислоты, соли.

1. Оксиды

Оксидами называются сложные вещества, состоящие из атомов двух элементов, один из которых кислород.

По химическим свойствам оксиды делятся на четыре группы: основные, кислотные, амфотерные и безразличные. Первые три группы оксидов способны образовывать соли при взаимодействии с кислотами или основаниями, поэтому их называют солеобразующими. Безразличные оксиды солей не образуют ( CO, NO, N₂O ).

Основным оксидам соответствуют основания, основные оксиды образуют металлы. Например, K₂O, CaO, Fe₂O₃ являются основными оксидами, т.к. им соответствуют основания KOH, Ca(OH)₂ , Fe(OH)₃.

Кислотным оксидам соответствуют кислородсодержащие кислоты, к кислотным оксидам относятся оксиды типичных неметаллов и оксиды некоторых d – элементов в высших степенях окисления. Например, CO₂ , SO₃, Mn₂O₇ – кислотные оксиды, т.к. им соответствуют кислоты H₂CO₃ , H₂SO₄ , HMnO₄ .

Амфотерные оксиды проявляют как кислотные, так и основные свойства, например, ZnO, Al₂O₃ , Cr₂O₃. Амфотерные оксиды образованы только металлами.

Если металл может проявлять несколько степеней окисления, то в высшей степени окисления он образует кислотный оксид, в низшей – основной, а в промежуточной – амфотерный. Например, у хрома существует три устойчивых оксида: CrO, Cr₂O₃ , CrO₃ . В высшей степени окисления (+6) хром образует кислотный оксид CrO₃, в низшей (+2) - основной оксид CrO, в промежуточной (+3) – амфотерный оксид Cr₂O₃ .

Номенклатура. Названия оксидов образуются из слова «оксид» и названия элемента, в скобках указывается степень окисления элементов. Например: СО – оксид углерода (II), СО₂ – оксид углерода (IV), P₂O₃ – оксид фосфора (III), P₂O₅ – оксид фосфора (V).

Химические свойства:

Оксиды
основные	кислотные	амфотерные
1)Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов с водой образуют растворимые в воде основания (щелочи): Na2O + H2O = 2NaOH 2)Взаимодействуют с кислотами с образованием солей: FeO + 2HCl = FeCl2 + +H2O 3)С кислотными оксидами образуют соли: CuO + SO3 = CuSO4 4) Не реагируют друг с другом и с основаниями.	1)Большинство с водой образуют кислоты: SO3 + H2O = H2SO4 2)Взаимодействуют с щелочами с образованием солей: CO2+ 2NaOH = Na2CO3 + H2O 3)C основными оксидами образуют соли: SiO2 + CaO = CaSiO3 4)Взаимодействуя с амфотерными оксидами образуют соли: P2O5+Al2O3 2AlPO4 5) Не реагируют друг с другом и с кислотами.	1) Взаимодействуют с кислотами: Al2O3+ 6HCl = 2AlCl3 + +3H2O 2) Взаимодействуют с щелочами: Al2O3+2NaOH+3H2O = =2Na[Al(OH)4]

1.2. Основания

Основания – сложные вещества, в состав которых входят катион металла (или ион аммония – NH₄­⁺) и одна или несколько гидроксильных групп – KOH, Cu(OH)₂, Al(OH)₃. Растворимые в воде основания называют щелочами, это гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (NaOH, KOH, Ca(OH)₂).

Номенклатура Названия оснований образуются из слова «гидроксид» и названия металла, в скобках указывается степень окисления металла (для металлов с постоянной степенью окисления ее не указывают). Например: NaOH – гидроксид натрия, Fe(OH)₂ – гидроксид железа (II), Fe(OH)₃ – гидроксид железа (III).

Химические свойства:

1) Реакция нейтрализации – взаимодействие с кислотами: NaOH + HCl = NaCl + H2O Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O 2) C кислотными оксидами образуют соли: Сu(OH)2 + SO3 = CuSO4 + H2O 3) Щелочи взаимодействуют с растворами некоторых солей (если образуется нерастворимое основание): CrCl3 + 3NaOH = Cr(OH)3 ¯ + 3NaCl 4) Все нерастворимые основания при нагревании разлагаются: 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O 5) Щелочи взаимодействуют с некоторыми неметаллами (галогенами, фосфором, серой): 2NaOH + Cl2 = NaCl + NaClO + H2O 3KOH + 4P +3H2O = PH3 + 3KH2PO3 6) Амфотерные гидроксиды взаимодействуют как с кислотами так и с щелочами: Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4]

1.3. Кислоты

Кислоты – сложные вещества, при диссоциации распадающиеся на ион водорода (протон) и кислотный остаток.

Различают кислородсодержащие (H₂SO₄, H₃PO₄, H₂CO₃) и бескислородные кислоты – HCl, HI, H₂S .

По числу атомов водорода, входящих в молекулу (основности), кислоты делят на одноосновные (HCl), двухосновные (H₂CO₃), трехосновные (H₃PO₄₎.

Номенклатура. Названия бескислородных кислот производится от названия неметалла с прибавлением окончания - водородная. Например, HCl – хлороводородная, HF – фтороводородная. Названия кислородсодержащих кислот производится от названия элемента с прибавлением окончания - ная, если степень окисления неметалла равна номеру группы, в которой находится неметалл в периодической системе. Например – H₂SO₄ - серная кислота, HClO₄ – хлорная кислота. По мере понижения степени окисления элемента окончания меняются на - оватая, -истая, -оватистая. Названия кислот и кислотных остатков представлены в приложении 1.

Химические свойства:

1) Взаимодействие с металлами: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2­ 3Cu + 8HNO3 =3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 2) С основными и афотерными оксидами: CuO + 2HNO3 =Cu(NO3)2 + H2O ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + 2H2O 3) С основаниями – реакция нейтрализации: HCl + NaOH = NaCl + H2O 4) С солями – вытесняя более слабую кислоту или образуя осадок: CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2CO3 BaCl2 + H2SO4 = BaSO4¯ + 2HCl 5) Разложение некоторых кислот при нагревании: 4HNO3 4NO2 ­ + 2H2O + O2­

1.4. Cоли

Соли – сложные вещества, образованные катионами металлов и анионами кислотных остатков. Соли делят на средние, кислые и основные. Средние соли это соли, в которых все атомы водорода соответствующей кислоты замещены на атомы металлов (Na₂SO₄, Na₃PO₄). Кислые соли – атомы водорода замещены частично на атомы металлов (NaHSO₄, NaH₂PO₄, Na₂HPO₄). В основных солях группы ОН^¾ частично замещены на кислотные остатки (MgOHCl).

Номенклатура. Названия солей образуются из названия аниона (кислотного остатка) и затем название катиона, в скобках указывается степень окисления металла (для металлов с постоянной степенью окисления ее не указывают). Например: NaCl – хлорид натрия, K₂CO₃ – карбонат калия. Названия кислотных остатков приведены в таблице 1. В названия кислых солей вводится приставка «гидро», в названия основных солей вводится приставка «гидроксо». Например: NaHSO₄ – гидросульфат натрия, Fe(OH)₂Cl – дигидроксохлорид железа (III).

Химические свойства:

1) Взаимодействие с более активным металлом: Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 2) Реакции обмена с кислотами: BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 ¯+ 2HCl AgNO3 + HCl = AgCl¯ + HNO3 3) Реакции ионного обмена между двумя солями: Hg(NO3)2 + 2KI = HgI2¯ + 2KNO3 К2СrO4 + BaCl2 = BaCrO4 ¯+ 2KCl 4) Термическое разложение нитратов, карбонатов и солей аммония: СaCO3 CaO + CO2 2KNO3 2KNO2 + O2 NH4NO2 2H2O + N2