Лабораторная работа по теме Галогены

Лабораторная работа по теме “Галогены”

Оп ы т 1. Получение хлора. В промышленности газообразный хлор получают в очень больших объемах преимущественно путем электролиза расплава или раствора хлорида натрия. В лабораторных условиях удобнее получать его действием концентрированной соляной кислоты на наиболее

сильные окислители (обычно KMnO4 или MnO2). Этот процесс проводят в установке, состоящей из колбы Вюрца, капельной воронки и нескольких склянок Дрекслера. Получать хлор необходимо только под тягой! Образование хлора можно описать уравнением:

16HCl (к) + 2КMnO4 = 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O.

Для получения требуемого объема газообразного хлора, рассчитайте, исходя из

приведенного уравнения, необходимую массу КMnO4 и объем концентрированной соляной кислоты (w % = 36 %, ρ = 1,19 г/мл). Соляную кислоту необходимо брать с 20 % избытком. Взвешенную массу перманганата калия внесите в колбу Вюрца, затем в колбу вставьте капельную воронку (с закрытым краником). В воронку залейте необходимый объем HCl (к). Резиновыми шлангами соедините отводную трубку колбы Вюрца с первой склянкой Дрекслера, заполненную раствором хлорида натрия, а затем, последовательно и со второй склянкой с концентрированной серной кислотой. Пропускание газообразного хлора последовательно через растворы NaCl и

H2SO4 необходимо для его очистки и осушки. После того, как прибор собран, необходимо по каплям приливать соляную кислоту к перманганату калия, а выделяющийся хлор собирать в заранее подготовленные сухие пробирки с пробками.

Оп ы т 2. Окислительные свойства хлора. Наполните газообразным хлором три пробирки. В первую пробирку внесите немного сурьмы, во вторую

–красного фосфора и в третью – подогретую медную фольгу. Оцените скорость взаимодействия хлора с перечисленными реагентами. Отметьте наблюдаемые эффекты. Напишите уравнения соответствующих реакций

Оп ы т 3. Окислительные свойства брома. В три пробирки внесите приблизительно по 0,5 мл брома. Первую пробирку закрепите лапками на штативе и бросьте в нее несколько маленьких кусочков алюминия. Если реакция не протекает, подведите под дно пробирки стакан с теплой водой (3040° С). Вторую пробирку внесите в стакан с теплой водой и внесите в нее нагретую медную фольгу. Третью пробирку, также закрепите на штативе и внесите в нее небольшое количество красного фосфора. Качественно оцените скорости протекания реакций взаимодействия брома с указанными реагентами. Напишите уравнения реакций.

Оп ы т 4. Вытеснение одних галогенов другими. В две пробирки налейте по 2-3 мл воды. В одну пробирку внесите несколько кристалликов KBr, а в другую – KI. В обе пробирки пропустите газообразный хлор (или добавьте хлорной воды). Как изменится цвет растворов в пробирках? Какие прошли реакции? Напишите уравнения этих реакций. Добавьте в обе пробирки по 1 мл бензола и встряхивайте пробирки несколько минут. После того, как в

пробирках произойдет расслаивание, наблюдайте за цветом верхнего слоя. Объясните наблюдаемое.

Оп ы т 5. Получение хлорной, бромной и йодной воды. В трех пробирках приготовьте хлорную, бромную и йодную воду, для чего во все пробирки внесите по 2-3 мл воды. В одну пробирку пропустите хлор в течение 3-4 минут, во вторую внесите 2-3 капли брома, а в третью – несколько кристалликов йода. Пробирки с бромом и йодом в течение нескольких минут взбалтывайте. Отметьте склонность брома и йода растворяться в воде. В каждую из пробирок внесите по капле раствора индиго или фиолетовых чернил. С одинаковой ли скоростью происходит обесцвечивание растворов? Объясните.

Оп ы т 6. Получение комплексного соединения йода. В пробирку с 2-3

мл воды внесите несколько кристалликов йода. Содержимое пробирки в течение 3-4 минут взбалтывайте. Опишите цвет полученного водного раствора йода. Хорошо ли йод растворяется в воде? Внесите в пробирку несколько кристалликов йодида калия. Растворимость йода повышается за счет образования комплексного соединения КI3. Напишите реакцию.

Оп ы т 7. Взаимодействие хлора с гидроксидом калия. Пробирку с несколькими мл разбавленного раствора гидроксида калия поместите в стакан с холодной водой и пропустите в пробирку хлор. Измерьте рН раствора до и после пропускания в него хлора. В результате чего происходит изменение значений рН? Вторую пробирку с 2-3 мл концентрированного раствора КОН поместите в стакан с горячей водой (70-80° С) и также пропустите хлор. Пробирку после этого охладите, и наблюдайте выделение кристаллического осадка. Какая соль образовалась? Напишите уравнение реакции.

Оп ы т 8. Взаимодействие хлора с гидроксидом натрия. В пробирку с

2-3 мл хлорной воды приливайте по каплям раствор гидроксида натрия до исчезновения запаха хлора. Почему исчезает запах хлора? В какой последовательности гидроксид натрия нейтрализует две кислоты, которые присутствовали в растворе хлорной воды? Что такое жавелевая вода, и какими свойствами она обладает?

Оп ы т 9. Получение белильной извести (хлорки). В сухую пробирку внесите около 1 г гашеной извести, добавьте 1-2 мл воды и хорошо перемешайте. Пробирку с полученной взвесью поместите в стакан с холодной водой, охладите и пропускайте в течение 3-5 мин хлор. Следите, чтобы температура в пробирке не превышала 30° С. После пропускания хлора, добавьте в пробирку 10 мл воды и содержимое отфильтруйте. Полученное на фильтре твердое белое вещество является хлорной известью. Небольшое количество полученного вещества внесите в чистую пробирку и добавьте 1 н. серной кислоты до кислой реакции. Что наблюдается? Какой газ выделяется? Напишите реакции получения белильной извести и ее взаимодействия с серной кислотой.

Оп ы т 10. Взаимодействие галогенидов с концентрированной серной кислотой. В три пробирки внесите по 2-3 мл концентрированной серной кислоты. В первую пробирку внесите 0,5 г хлорида калия, во вторую – 0,5 г

бромида калия и в третью – 0,5 г йодида калия. Опишите наблюдаемые явления. Напишите уравнения соответствующих реакций, учитывая, что в зависимости от внешних условий и некоторых других факторов, концентрированная серная кислота может восстанавливаться до SO2, S или H2S.

О п ы т 11. Взаимодействие йода с концентрированной азотной кислотой. В колбочку на 50 мл внесите 0,5 г йода и 10 мл концентрированной азотной кислоты. Колбочку нагревайте до тех пор, пока весь йод не растворится. После этого раствор вылейте в фарфоровую чашку и проведите упаривание на водяной бане до образования сухого остатка. Образовавшийся осадок является йодатной кислотой. Чтобы доказать это, растворите небольшое количество полученной HIO3 и добавьте несколько кристалликов КI. Как изменился цвет раствора после протекания реакции? Напишите уравнение реакции. Как доказать присутствие свободного йода?