Часть 11. Лабораторный практикум по неорганической химии Лабораторная работа № 1. Химия металлов главных подгрупп

Опыт 1. Взаимодействие натрия с водой.

Выполнение работы. Налить в тигель до 1/4 объема дистиллированной воды. Получить у лаборанта на фильтровальную бумажку маленький кусочек металлического натрия и пинцетом (не касаться руками) внести его в тигель с водой. Какой газ выделяется? После окончания реакции в полученный раствор добавить одну каплю фенолфталеина.

Запись данных опыта: Написать уравнение реакции. Какой из металлов - натрий или калий должен реагировать с водой более энергично? Ответ мотивировать!

Опыт 2. Реакция среды в растворе карбоната и гидрокарбоната.

Выполнение работы. 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 опыте.

Запись данных опыта. Ответить на вопросы, какая среда и почему:

а) в растворе карбоната натрия

б) в растворе гидрокарбоната

Написать ионные и молекулярные уравнения реакций. Почему оттенок окраски лакмуса в растворах этих солей различен?

Опыт 3. Получение гидроксида магния и его растворение в кислоте и в солях аммония.

Выполнение работы. Внести в две пробирки по 3 капли раствора соли магния и в каждую из них добавить по 4 капли раствора едкого натра. В одну из пробирок, помешивая содержимое стеклянной палочкой, прибавить по каплям 2 н. раствор соляной кислоты до полного растворения осадка. Прибавляя кислоту, отсчитывать число добавляемых капель. В другой пробирке таким же способом (помешивая стеклянной палочкой и считая добавляемые капли) растворить осадок гидроксида магния в 2 н. растворе хлорида аммония. В каком случае для растворения осадка потребовалось большее количество реактива?

Запись данных опыта. Написать молекулярные и ионные уравнения реакций:

а) получения гидроксида магния;

б) растворения гидроксида магния в кислоте;

в) растворения гидроксида магния в растворе соли аммония. Пользуясь правилом произведения растворимости, объяснить растворение гидроокиси магния при добавлении хлорида аммония. В каком реактиве растворение гидроокиси магния идет труднее: в соляной кислоте или в растворе хлорида аммония? Почему? Растворится ли гидроокись магния при добавлении: a) (NH₄)2SO₄; б) КС1

Опыт 4. Взаимодействие алюминия с кислотами

а) Взаимодействие алюминия с разбавленной и концентрированной соляной кислотой

Выполнение работы. В две цилиндрические пробирки положить по маленькому кусочку алюминия и добавить в одну пробирку 5 — 8 капель 2 н. раствора соляной кислоты, в другую — столько же концентрированной соляной кислоты (плотность 1,19 г/см³). Отметить, как протекает реакция с разбавленной и концентрированной соляной кислотой. Какой газ выделяется?

Запись данных опыта. Описать наблюдаемое явление. Написать уравнение реакции.

б) Взаимодействие алюминия с разбавленной и концентрированной серной кислотой

Выполнение работы. В две цилиндрические пробирки поместить по маленькому кусочку алюминия и добавить в одну пробирку 5 —8 капель 2 н. раствора серной кислоты, в другую—столько же концентрированной серной кислоты (плотность 1,84 г/см³). Какова активность взаимодействия алюминия с серной кислотой по сравнению с соляной? Осторожно подогреть каждую из пробирок маленьким пламенем горелки.

Отметить, какой газ выделяется при взаимодействии алюминия с 2 н. серной кислотой. Установить по запаху выделение сернистого газа при взаимодействии алюминия с концентрированной серной кислотой по холоду. Отметить выделение свободной серы при нагревании.

Запись данных опыта. Ответить на вопросы. Написать уравнения соответствующих реакций.

в) Взаимодействие алюминия с разбавленной и концентрированной азотной кислотой

Выполнение работы. В две цилиндрические пробирки поместить по маленькому кусочку алюминия. В одну пробирку добавить в одну пробирку 5—8 капель 2 н. раствора азотной кислоты, в другую—столько же концентрированной азотной кислоты (плотность 1,4 г/см ). Наблюдается ли взаимодействие алюминия с разбавленной азотной кислотой? Как действует на алюминий концентрированная азотная кислота? Осторожно нагреть каждую пробирку маленьким пламенем горелки. Отметить взаимодействие при нагревании в обоих случаях?

Запись данных опыта. Написать уравнения соответствующих реакций, учитывая, что азотная кислота при нагревании в разбавленном состоянии восстанавливается в основном до монооксида, а в концентрированном до диоксида азота.

Опыт 5. Получение гидроксида алюминия и исследование его свойств

Выполнение работы. 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 соляной кислоты, в другую — столько же 2 н. раствора едкого натра. Что происходит в обоих случаях?

Запись данных опыта. Сделать вывод о свойствах гидроксида алюминия. Написать:

а) молекулярное и ионное уравнения реакции получения гидроксида алюминия;

б) схему равновесия диссоциации гидроксида алюминия,

в) молекулярные и ионные уравнения реакций взаимодействия гидрокскда алюминия с соляной кислотой и едким натром.

Указать названия полученных при этом соединений алюминия. Как смещается равновесие диссоциации гидроксида алюминия при добавлении кислоты; при добавлении щелочи? Как изменяются при этом концентрации ионов А1³⁺ и А10₂^- ?

Опыт 6. Гидролиз солей алюминия

а) Гидролиз хлорида алюминия

Выполнение работы, В коническую 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.

Запись данных опыта. Написать в молекулярном виде уравнение соответствующей реакции. Какая форма гидролиза имеет место в данном случае? Почему гидролиз этой соли не протекает до конца? Как можно уменьшить степень гидролиза этой соли?

б)Гидролиз хлорида алюминия в присутствии сульфида аммония Выполнение работы. В коническую пробирку внести 2—3 капли раствора соли алюминия, добавить столько же раствора сульфида аммония, отметить выпадение осадка гидроокиси алюминия и выделение сероводорода.

Запись данных опыта. Написать уравнение реакции гидролиза хлорида алюминия в присутствии сульфида аммония. Почему в данном случае гидролиз протекает до конца? Произойдет ли в растворе та же реакция, если вместо сульфида аммония добавить сульфид натрия?