Опыт 2. Неметаллы vа группы (подгруппы азота)

а) Получение азота. В сухую пробирку насыпьте немного измельченного дихромата аммония (NH₄)₂Cr₂O₇. Осторожно нагрейте пробирку в пламени спиртовки, держа ее вертикально. При этом начинается бурная реакция. Имеют ли запах продукты реакции? Напишите уравнение реакции. Как убедиться, что выделяющийся газ – азот? Отметьте особенности электронного строения молекулы азота и его физические свойства (цвет, запах, растворимость в воде). Как отличить азот от оксида углерода (IV)?

б) Получение аммиака. В сухую пробирку поместите немного карбоната аммония (NH₄)₂CO₃ и нагрейте на спиртовке. Что наблюдается? Напишите уравнение реакции. Что будет наблюдаться, если выделяющийся в результате реакции аммиак пропускать в воду, в которую добавлено несколько капель фенолфталеина? Напишите уравнение реакции взаимодействия аммиака с водой и уравнение диссоциации гидроксида аммония? Какими свойствами обладает NH₄ОН?

в) Свойства аммиака. Налейте в стакан немного концентрированной соляной кислоты, осторожно смочите ею стенки стакана, после этого кислоту из стакана вылейте обратно в склянку. В тигель налейте немного концентрированного раствора аммиака и накройте его перевернутым вверх дном стаканом, стенки которого смочены соляной кислотой. Опишите наблюдаемые явления и объясните их. Напишите уравнения реакции, имея в виду, что белый дым – это кристаллы хлорида аммония NH₄Cl.

Налейте в пробирку 1-2 мл раствора сульфата меди и добавляйте по каплям концентрированный раствор аммиака. Полученный вначале осадок постепенно должен раствориться. Напишите уравнения реакций образования осадка гидроксида меди Cu(ОН)₂ и его растворения с переходом в комплексный ион [Cu(NH)₃]²⁺. Какие свойства аммиака объясняют растворение осадка?

В пробирку налейте 1-2 мл раствора KMnO₄ и столько же концентрированного раствора аммиака. Смесь слегка подогрейте. Что произошло с окраской раствора? Напишите уравнение реакции, учитывая, что образовался азот и осадок MnO₂. Составьте схему электронного баланса и укажите, какие свойства проявляет аммиак в этой реакции.

г) Окислительно-восстановительные свойства солей азотистой кислоты. Налейте в пробирку 1-2 мл йодида калия, подкислите раствор 1-2 каплями серной кислоты и прилейте 2-3 мл раствора нитрита натрия. Объясните изменение цвета раствора. Напишите уравнение реакции, имея в виду, что в результате реакции выделяется газ – азот, а изменение окраски раствора обусловлено образованием йода. Составьте схему электронно-ионного баланса. Какие свойства проявляет нитрит-ион в этой реакции?

В пробирку налейте 1-2 мл перманганата калия KMnO₄, подкислите раствор 2-3 каплями серной кислоты и прилейте 2-3 мл нитрита натрия. Слегка подогрейте, если реакция не идет. Как изменился цвет раствора? Напишите уравнение реакции, учитывая, что одним из продуктов реакции является бесцветный сульфат марганца. Составьте схему электронно-ионного баланса. Какие свойства проявляет нитрит-ион в этой реакции?

Опыт 3. Неметаллы viа группы (подгруппы кислорода)

а) Получение кислорода. Укрепите вертикально в зажиме штатива сухую пробирку, в которую предварительно поместите 0,5 г кристаллического перманганата калия, и осторожно нагрейте содержимое. Испытайте выделяющийся газ тлеющей лучинкой. Составьте уравнение реакции разложения перманганата калия. Укажите тип окислительно-восстанови-тельной реакции.

б) Получение серы. В пробирку налейте 1 мл дистиллированной воды и растворите несколько кристалликов тиосульфата натрия Na₂S₂O₃. В полученный раствор прибавьте несколько капель разбавленного раствора HCl или H₂SO₄. Наблюдаемое помутнение раствора в пробирке происходит в результате выделения коллоидной серы. Отметьте окраску продукта и составьте уравнение происходящей реакции.

в) Восстановительные свойства серы. В пробирке нагрейте до кипения 2-3 мл концентрированного раствора азотной кислоты с небольшой массой серы. При этом азотная кислота восстанавливается до оксида азота (II) NO, а сера окисляется до сульфат-иона , который можно обнаружить, добавляя раствор хлорида барияBaCl₂. Составьте уравнения реакций окисления серы и обнаружения сульфат-ионов.

г) Качественная реакция на сульфит-ион. Слейте в пробирке по 1 мл свежеприготовленного раствора сульфита натрия Na₂SO₃ и нитрата свинца Pb(NO₃)₂. Отметьте цвет выпавшего осадка. Добавьте в пробирку 1-2 мл концентрированного раствора соляной кислоты. Что происходит? Напишите уравнения реакций.

д) Обесцвечивающие свойства сернистой кислоты. В пробирке слейте по 1 мл фуксина (органический краситель) и сульфита натрия Na₂SO₃. Добавьте в пробирку 1 мл разбавленной соляной или серной кислоты до обесцвечивания раствора. Нагрейте содержимое пробирки. Что наблюдаете? Учитывая, что при взаимодействии сульфита натрия с кислотой выделяется оксид серы(IV), объясните суть проходящих процессов.

е) Окислительные свойства серной кислоты. В две пробирки налейте по 5-10 капель концентрированного раствора серной кислоты. В одну из них поместите гранулу цинка, в другую – медь. Пробирки слегка нагрейте. К газу, выделяющемуся из пробирки с медью, поднесите влажную синюю лакмусовую бумажку, из пробирки с цинком – фильтровальную бумажку, пропитанную раствором нитрата свинца(II). По запаху газов и изменению окраски бумажек определите, какой газ выделяется. Составьте уравнения окислительно-восстановительных реакций. Помните, что при выделении SO₂ синий лакмус краснеет:

SO₂ + H₂O → H₂SO₃,

а при выделении H₂S бумага, смоченная раствором нитрата свинца, чернеет:

H₂S + Pb²⁺ → PbS↓ + 2 H⁺.

Какой ион в концентрированной серной кислоте является окисли-телем?

Испытайте аналогичным образом действие разбавленной серной кислоты на медь и цинк. В какой пробирке реакция не протекает? Почему? Исходя из положения металлов в электрохимическом ряду напряжения, сделайте вывод о возможности взаимодействия этих металлов с разбавленной серной кислотой. Докажите, что выделяющийся в одной из пробирок газ – водород. Напишите уравнения соответствующих реакций

ж) Дегидратирующие свойства серной кислоты. Стеклянной палочкой, смоченной концентрированным раствором серной кислоты, напишите что-нибудь на полоске фильтровальной бумаги. Что Вы наблюдаете? Объясните наблюдаемое явление, имея в виду, что общая формула клетчатки (С₆Н₁₂О₆)_х , а почернение бумаги объясняется образованием углерода.

В химический стакан (100-150 мл) поместите 10 г мелко истол-ченного сахарного песка, добавьте 1 мл воды до образования кашицы и 5-7 мл концентрированной серной кислоты. Размешайте стеклянной палочкой до получения однородной массы и, оставив стеклянную палочку в стакане, наблюдайте за происходящим. Составьте уравнение обугливания сахара С₁₂Н₂₂О₁₁.