ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4

Бор, алюминий и их соединения

Цель работы: Изучить основные химические свойства алюминия, а также важнейших соединений алюминия и бора.

Опыт 1Л. Получение и свойства ортоборной кислоты

а) Приготовьте в пробирке на 1/3 ее объема насыщенный (при нагревании) раствор буры. Осторожно добавьте концентрированной серной кислоты. Охладите пробирку в сосуде со льдом. Отметьте цвет кристаллов.

Получение Н₃ВО₃ : …………………………………………………………………………..

б) Поместите в пробирку немного борной кислоты и добавьте 1-2 мл воды. Отметьте растворимость. Нагрейте пробирку в пламени спиртовки. Как меняется растворимость кислоты с ростом температуры? Слегка остывший раствор испытайте лакмусовой (красной и синей) и универсальной индикаторными бумажками.

Наблюдения: …………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………..

Уравнение диссоциации кислоты: ………………………………………………………………..

К_{иониз.Н3ВО3} = 7,1^.10^-10

Вывод (о силе кислоты): ……………………………………………………………………………

в) Ушком очищенной нихромовой проволочки захватите несколько кристалликов кислоты и внесите в несветящееся пламя горелки.

Ортоборная кислота окрашивает пламя горелки в …………………………….цвет.

Опыт 2Л. Свойство солей борной кислоты

а) Испытайте раствор буры лакмусовой бумагой.

Уравнение гидролиза: ……………………………………………………………………...

……………………………………………………………………....; среда ……………….; рН…7.

б) Накалите ушко нихромовой проволочки в пламени спиртовки и захватите им несколько кристалликов буры (борной кислоты). Прилипшие кристаллы нагрейте в пламени до их плавления. Проволоку с образовавшимся стекловидным перлом (полиметаборатом) опустите в пробирку с крепким раствором соли кобальта и снова нагрейте до плавления. Объясните наблюдаемое. Аналогичные опыты проделайте с солями хрома(III), никеля.

Уравнения реакций:

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Со(ВО₂)₂ – синий; Сr(BO₂)₃ - ……………………………; Ni(BO₂)₂ - ………………….

Опыт 3л. Обнаружение оксидной пленки на поверхности алюминия

В пламени горелки нагрейте алюминиевую проволоку, держа ее щипцами.

Расплавленный металл не отделяется от проволоки, т.к. …………………………..

…………………………………………………………………………………………………………..

Опыт 4Л. Взаимодействие алюминия со щелочами

[Al(OH)₄]^- + 3e^- = Al + 4OH^- ; φ⁰ = -2,31 В

В пробирку поместите немного стружек или опилок алюминия и прилейте 30% раствор щелочи. Закройте пробирку пробкой со вставленной стеклянной трубкой с оттянутым концом. Если реакция протекает медленно, слегка подогрейте пробирку пламенем спиртовки. Проверьте выделяющийся водород на чистоту! Если газ чистый – подожгите его. Помните о ТБ при работе с водородом!

Рис. . Прибор для Уравнение реакции:

получения водорода ……………………………………………………………………….

Опыт 5Л. Взаимодействие алюминия с водой

Поместите в пробирку немного опилок алюминия, добавьте ~ 3 мл воды, взболтайте. Наблюдаются ли изменения? Слейте с опилок жидкость, добавьте к ним 2-3 мл разбавленного раствора щелочи, прокипятите. Слейте щелочь, промойте опилки водой для удаления щелочи и снова залейте их водой. Наблюдайте за происходящим.

Щелочь нужна для ………………………………………………………………………… Уравнения реакций: ...………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………..

Опыт 6Д. Взаимодействие алюминия с кислотами

φ⁰(Al³⁺/Al) = ………….В …………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………..

а) Поместите в две пробирки немного стружек алюминия и добавьте к ним разбавленную соляную и серную кислоты. Сравните интенсивность протекания реакций при комнатной температуре и при нагревании.

Наблюдения: ……………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………

Уравнения реакций (в молекулярной и ионной формах, с указанием окислителя и восстановителя): ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

б) В пробирку с небольшим количеством стружек алюминия прилейте немного концентрированного раствора серной кислоты. Происходят ли изменения? Осторожно нагрейте пробирку. Наблюдайте помутнение раствора.

Наблюдения и вывод: ……………………………………………………………………...

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

в) Испытайте отношение алюминия к концентрированной холодной азотной кислоте.

Наблюдения и вывод: ……………………………………………………………………...

…………………………………………………………………………………………………………

г) Испытайте отношение алюминия к разбавленной (очень разбавленной) азотной кислоте.

Наблюдения и вывод: ……………………………………………………………………...

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Опыт 7Л. Получение и свойства гидроксида алюминия

а) К раствору соли алюминия в пробирке по каплям приливайте раствор гидроксида натрия до образования осадка. Разделите осадок на три пробирки. В одну из них добавьте разбавленную соляную кислоту, в другую – избыток раствора щелочи, в третью – избыток раствора аммиака.

Получение Al(OH)₃ (молекулярное и ионное уравнение):

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Свойства Al(OH)₃ (молекулярные и ионные уравнения в случае взаимодействия):

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………….

Схема равновесия в насыщенном растворе Al(OH)₃ (покажите смещение равновесия при добавлении избытка щелочи и кислоты):

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Вывод: Al(OH)₃ обладает …………………………………..свойствами. Аммиакатов ………………………………………, поэтому полное осаждение Al(OH)₃ обеспечивает применение …………………………………………………………………..

б) По обменной реакции получите осадок гидроксида алюминия. Осадок отфильтруйте и промойте на фильтре дист. водой. Пропустите через фильтр с осадком слабоокрашенный раствор какого-либо органического красителя (метилового фиолетового).

Наблюдения: фильтрат ……………………………………………

Вывод: Al(OH)₃ обладает способностью к ………………………………………………

Это его свойство используется в медицине, при крашении тканей и др. отраслях.

Опыт 8Л. Гидролиз солей алюминия

а) Испытайте раствор сульфата алюминия индикатором.

Уравнение реакции гидролиза (по двум ступеням):

.................................................................................................................................; рН….7.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Уравнение протолитического равновесия: … ↔ …

(покажите стрелками смещение равновесия) Добавление воды (разбавление)

Прибавление Н⁺ (подкисление р-ра)

б) К раствору сульфата или хлорида алюминия в двух пробирках добавьте растворы карбоната натрия и сульфида аммония (натрия) соответственно. Полученный осадок в любой из пробирок разделите на две части и испытайте его отношение к кислоте и щелочи.

Уравнения реакций: ………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

Вывод: Такие соли алюминия, как ……………………………………………….(образован-

ные слабым основанием и слабыми кислотами), ……………….получить по обменным

реакциям в водном растворе. Под действием воды ………………………………………

……………………………………………………………………………………………………….

в) К раствору сульфата алюминия в пробирке прилейте немного раствора ацетата натрия. Заметны ли внешние признаки реакции? Прокипятите раствор.

Взаимодействие солей: ……………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………..

Полный гидролиз ацетата алюминия (укажите условия):

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5