Общая и бионеорганическая химия. Учебно-методическое пособие

б) К раствору хлорида железа (III) прилить раствор гексацианоферрата (II) калия. Отметить выпадение осадка и его цвет. Полученное вещество носит название «берлинская лазурь».

в) К раствору сульфата железа (II) прилить раствор гексацианоферрата (III) калия. Отметить выпадение осадка и его цвет. Полученное вещество носит название «турнбулева синь».

г) К раствору сульфата меди (II) добавить по каплям аммиак до растворения первоначально образующегося осадка. Отметить изменениецвета.Сохранитьраствордляопыта4.Написатьуравнение реакции образования комплексного соединения.

Опыт 4. Разрушение комплексных соединений

а) К полученному в опыте 3 «г» раствору добавить раствор сульфида аммония. Отметить образование осадка и его цвет. Объяснить причины разрушения комплекса на основании данных о константе нестойкости комплексного соединения и произведения растворимости сульфида.

б) К раствору гексацианоферрата (II) калия прилить раствор гидроксида натрия. Объяснить причины устойчивости комплекса.

Лабораторная работа 4

Окислительно-восстановительные свойства соединений d-металлов

Теоретическая часть

Определение понятия «окислительно-восстановительные реакции (ОВР)». Понятия «окислитель», «восстановитель», «степень окисления». Электронный баланс. Типы ОВР: внутри- и межмолекулярные, диспропорционирование. Закономерности изменения в Периодической системе степеней окисления d-металлов.

Домашнее задание

Закончите уравнение реакции, методом ионно-электронного баланса расставьте коэффициенты, запишите полное ионное и сокращенное ионное уравнения, рассчитайте ЭДС реакции:

1) K2Cr2O7 + H2O2 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + O2 + K2SO4 + …

21

2) KMnO4 + HCl → Cl2 + MnCl2 + KCl +…

Экспериментальная часть

Опыт 1. Окислительные свойства перманганата калия

К раствору сульфата марганца прилить разбавленный раствор перманганата калия. Отметить окраску исходных веществ и цвет образующегося осадка.

Опыт 2. Получение гидроксида марганца (II) и его свойства

Крастворусолимарганца(II)прилитьгидроксиднатрия.Отметить цвет образующегося осадка. К осадку прилить бромной воды. Отметить цвет осадка.

Опыт3.Влияниереакциисредынапереходхромат↔дихромат

К 2–3 мл раствора хромата калия прилить раствор серной кислоты. Наблюдать изменение цвета. В ту же пробирку прилить раствор щелочи. Наблюдать восстановление первоначальной окраски. Указать, какие ионы ответственны за переходы цвета.

Опыт 4. Получение и свойства оксида хрома (III)

а) (Демонстрационный). Насыпать в небольшой алундовый тигель на 2/3 объема дихромат аммония. С помощью спички нагреть верхний слой соли. Объяснить наблюдаемые явления.

б) Подействовать на полученный порошок оксида хрома (III) водой, разбавленными растворами кислот и щелочей. Происходит ли растворение? Сделать вывод о прочности кристаллической решетки данного оксида.

Опыт5.Окислительно-восстановительныесвойствасоединений хрома (III)

а) К раствору хлорида хрома (III) добавить раствор щелочи до растворенияпервоначальновыпадающегоосадка.Приэтомобразуетсярастворкомплексногохромата(III).Добавитьизбытокщелочи, 2–3 мл бромной воды и нагреть. Отметить изменение цвета.

б) (Демонстрационный). В раствор хлорида хрома (III), подкисленный соляной кислотой, поместить 2–3 гранулы цинка. Налить в пробирку немного керосина и закрыть резиновой пробкой

22

с газоотводной трубкой, конец которой опустить в воду. Наблюдать черезнесколькоминутизменениецвета.Объяснить ролькеросина. Сделать выводы об участии хрома (III) в окислительно-восстано- вительных реакциях.

Опыт 6. Окислительные свойства железа (III) и меди (II)

а) К раствору FeCl3 прилить раствор иодида калия, добавить раствор крахмала. Сделать вывод о продуктах реакции.

б) К раствору сульфата меди прилить раствор иодида калия. Дать осадку осесть. Отлить часть раствора, разбавить его водой

идобавить раствор крахмала. По изменению цвета сделать вывод

опродуктах реакции.

Опыт7.Взаимодействиемедиссолямименееактивныхметаллов (демонстрационный)

В раствор нитрата ртути (II) опустить предварительно обезжиренную медную монету. Объяснить наблюдаемые явления.

Лабораторная работа 5

Свойства основных биогенных элементов

Теоретическая часть

ОбщаяхарактеристикаэлементовIVАиVАгруппыПериодической системы Д. И. Менделеева. Аммиак, его строение и свойства. Азотнаякислотакакокислитель(взаимодействиесметалламиинеметаллами). Сравнение химических свойств высших гидроксидов элементов VА группы.

Домашнее задание

1.Напишите уравнения реакций разложения NH4NO3, KNO3, Zn(NO3)2, AgNO3. Обратите внимание на различие продуктов разложения.

2.Методом ионно-электронного баланса расставьте коэффициенты, запишите полное ионное и сокращенное ионное уравнения:

C + H2SO4(конц.) t→ CO2↑ + SO2↑ + Н2О

23

Экспериментальная часть

Азот

Опыт 1. Качественная реакция на ион аммония

В пробирку налить раствор хлорида аммония, добавить такой же объем 20 %-го раствора гидроксида натрия и нагреть. Отметить запах. В пары внести влажную индикаторную бумагу. Сделать вывод о составе выделяющегося газа.

Опыт 2. Термическое разложение солей аммония (демонстрационный)

В фарфоровый тигель положить несколько кристаллов гидрокарбоната (карбоната) аммония и нагреть на плитке. Обнаружить выделяющийся аммиак.

Опыт 3. Окислительные и восстановительные свойства азотистой кислоты

а) К раствору иодида калия, подкисленному серной кислотой, прилить раствор нитрита натрия, а затем раствор крахмала. Объяснить наблюдаемое.

б) К подкисленному серной кислотой раствору перманганата калия прилить раствор нитрита натрия. Объяснить наблюдаемые явления.

Опыт 4. Действие азотной кислоты на металлы

В одну пробирку положить кусочек цинка, в другую — кусочек олова, затем добавить в каждую немного концентрированной азотнойкислоты.Написатьуравненияреакций,учитывая,чтововторой пробирке образуется SnO2 · nH2O (H2SnO3).

Опыт 5. Разложение нитратов при нагревании

а) Прокалить в пробирке, закрепленной в штативе, ~1 г нитрата натрия. Доказать, что выделяющийся газ — кислород.

б) Прокалить на плитке в фарфоровом тигле несколько кристаллов нитрата меди (II). Отметить цвет газа и изменение окраски вещества в тигле. Дать объяснение.

24

Фо с фор

Опыт 6. Получение и свойства оксида фосфора (V) (демонстрационный)

Вфарфоровуючашкуположить~0.5гкрасногофосфораиприкрыть стеклянной воронкой. Нагреть фосфор до воспламенения и закрыть узкое отверстие воронки ватой. После сгорания фосфора подождать несколько минут.Оставшийся Р4О10 смытьсо стенокворонкивпробиркуидобавитьвнеерастворлакмуса.Сделатьвывод о характере взаимодействия оксида фосфора (V) с водой.

Опыт 7. Получение малорастворимых фосфатов

Используя растворы фосфата натрия и солей серебра, кальция иалюминия,провестиобменныереакции.Отметитьцветихарактер осадков.

Углерод

Опыт 8. Получение углекислого газа и его свойства

а)(Демонстрационный).ПолучитьуглекислыйгазвколбеВюрца, используя мрамор и соляную кислоту. Заполнить углекислым газом стеклянный стакан на 400 мл. В такой же стакан положить кусочек ваты, смоченной спиртом, поджечь горящей лучинкой и осторожно перелить в него углекислый газ из первого стакана. Сделатьзаключениеотом,поддерживаетлиуглекислыйгазгорение.

б) В пробирку с водой добавить несколько капель раствора лакмуса и пропустить ток углекислого газа. Объяснить изменение цвета раствора.

в)(Демонстрационный).Закрытуюпробиркусуглекислымгазом опустить вверх дном в разбавленный раствор щелочи и открыть пробку. Сделать вывод о характере взаимодействия углекислого газа и щелочи.

Опыт 9. Гидролиз солей

С помощью универсальной индикаторной бумаги определить значениярНрастворов:нитратанатрия,фосфатанатрияикарбоната натрия.ЗаписатьзначениярНиуравненияреакцийвзаимодействия этих солей с водой.

25

Лабораторная работа 6

Кислород и сера

Теоретическая часть

Общая характеристика элементов VIА группы Периодической системыД.И.Менделеева.Физическиеихимическиесвойствакислорода и серы как простых веществ. Аллотропия и полиморфизм.

Домашнее задание

1.Напишите уравнения реакций получения кислорода путем термического разложения кислородсодержащих соединений: оксидов, пероксидов, солей (не менее пяти способов). Расставьте степени окисления.

2.Расставьте коэффициенты методом ионно-электронного баланса:

SnCl2 + H2SeO3 + HCl → SnCl4 + Se + ...

Экспериментальная часть

Кислород

Опыт 1. Получение кислорода

Поместить в чистую сухую пробирку не более 0.5 г хлората калия и осторожно нагреть. После плавления соли внести в пробирку тлеющую лучинку и сделать вывод о протекании реакции разложения. Прекратить нагревание, всыпать в пробирку немного порошка диоксида марганца и вновь внести тлеющую лучину. Составить уравнение реакции разложения, указать роль MnO2.

Опыт 2. Получение и свойства озона (демонстрационный)

В пробирку Вюрца внести 2 г кристаллического пероксодисульфата аммония и прилить 5 мл концентрированной азотной кислоты. Слегка подогреть. Обнаружить выделяющийся озон по запаху (осторожно!). Поместить над пробиркой полоску иодкрахмальной бумаги (фильтровальная бумага, пропитанная раствором иодида калия и крахмальным клейстером). Наблюдать и объяснить изменение ее окраски.

26

Сера

Опыт 3. Восстановительные свойства сероводорода

Впробиркуналитьсероводороднойводыипокаплямприливать бромную воду. Объяснить исчезновение окраски бромной воды.

Опыт4.Окислительно-восстановительныесвойствасернистой кислоты

а)Крастворусульфитанатрия,подкисленномусернойкислотой, прилить сероводородную воду. Объяснить наблюдаемые явления.

б) В пробирку налить немного раствора иода и добавить к нему растворсульфитанатриядоисчезновенияокраски.Доказатьналичие в растворе сульфат-иона.

Опыт5.Дегидратирующеедействиеконцентрированнойсерной кислоты (демонстрационный)

Насыпать в стакан из термостойкого стекла 15–20 г сахарной пудры и прилить немного воды до образования кашицы. Затем добавить 15 мл концентрированной серной кислоты и тщательно перемешать стеклянной палочкой. Наблюдать за содержимым стаканчика в течение нескольких минут. Объяснить происходящие явления. Сделать вывод.

Опыт 6. Взаимодействие серной кислоты с металлами

а) Положить в пробирку порошок меди, добавить немного концентрированной серной кислоты и нагреть. Отметить запах выделяющегосягаза(осторожно!).Подержатьнадотверстиемпробирки влажную индикаторную бумагу. Сделать вывод о составе выделяющегося газа.

б) Провести этот опыт, заменив концентрированную серную кислоту на ее 1М раствор. Объяснить наблюдаемые явления. Что изменится в характере взаимодействия, если вместо меди использовать цинк?

Опыт 7. Качественные реакции на сульфат-, сульфит- и суль- фид-ионы

К растворам сульфита и сульфида натрия прилить раствор хлороводородной кислоты. Отметить окраску и запах газов.

27

К раствору сульфата натрия прилить раствор хлорида бария. Отметить характер и цвет осадка.

Лабораторная работа 7

Водород. Галогены

Теоретическая часть

Особенности положения водорода в Периодической системе Д. И. Менделеева, его физические и химические свойства как простого вещества.

Закономерности изменения физических и химических свойств простых веществ галогенов, галогеноводородов и кислородсодержащих кислот галогенов.

Домашнее задание

1.Приведите формулы и назовите кислородные соединения галогенов в положительных степенях окисления (кислот и соответствующих им солей).

2.Расставьте коэффициенты методом электронно-ионного баланса:

Br2 + Cl2 + H2O → HBrO3 + HCl

Экспериментальная часть

Водород

Опыт 1. Получение водорода

Положить в пробирку несколько кусочков цинка и прилить 20 %-й серной кислоты (на 1/3 от объема). Вставить пробку с оттянутой трубкой и закрепить пробирку вертикально. Наблюдать выделение газа. Затем надеть на газоотводную трубку пробирку, перевернутую вверх дном, заполнять водородом полминуты и, не переворачивая, поднести к пламени. Если в пробирке был чистый водород,тоонзагораетсяспокойно(тихийзвук).Приналичиивпробиркепримесивоздухапроисходитнебольшойвзрыв,сопровождающийсярезким(лающим)звуком.Вэтомслучаеследуетповторить

28

испытание газа на чистоту. Если выделяется чистый водород, поджечь его у отверстия трубки. Подержать над пламенем водорода сухуюпробирку.Какоевеществообразуетсяпригоренииводорода? Написать уравнения реакций получения и горения водорода.

Опыт2.Получениеатомарноговодородаиизучениеегосвойств (демонстрационный)

В пробирку поместить две гранулы алюминия, 3 мл 30 %-го растворагидроксиданатрия,0.5млрастворанитратакалияислегка нагреть.Определитьсоставвыделяющегосягазаспомощьюуниверсальнойиндикаторнойбумаги.Сделатьвыводовосстановительных свойствах атомарного водорода.

Галогены

Опыт3.Получениехлораиизучениеегоокислительныхсвойств (демонстрационный)

а) В колбу Вюрца насыпать перманганат калия. Вставить в нее капельнуюворонку,вкоторуюналитьконцентрированнуюсоляную кислоту.Прилитькислотупокаплямвколбу.Отметитьцветизапах выделяющегося газа. Заполнить газом две стеклянные банки и закрыть их стеклянными пластинками.

б)Накалитьвпламеникусочекмеднойфольгииопуститьвсосуд с хлором. Отметить горение меди и цвет пламени. После остывания сосуда влить в него немного воды и взболтать. Какова окраска образовавшегося раствора? Добавить несколько капель аммиака, объяснить изменение цвета.

в) Положить в ложечку для сжигания немного красного фосфора и внести в сосуд с хлором. Описать и объяснить происходящие явления.

Опыт 4. Получение хлорной воды и ее свойства

а) Налить в пробирку 3–5 мл холодной воды и пропускать через нее хлор в течение 1–2 мин. Отметить цвет и запах хлорной воды.

б)Втрипробиркисхлорнойводойналитьпо1–2каплираство- ровлакмуса,фуксинаичернил.Записатьиобъяснитьнаблюдаемые явления.

29