Лабораторная работа 2. «Щелочные и щелочноземельные металлы»

Цель: Изучение химических свойств щелочных и щелочноземельных металлов и их некоторых соединений.

Оборудование и реактивы: Кристаллизаторы (3л) и защитные стекла к ним. Нож. Пинцет. Напильник. Коническая колба (500мл). Керамический тигель. Стеклянные палочки с нихромовыми проволочками. Фильтровальная бумага. Стеклянные воронки. Литий. Натрий. Калий. Магний (лента, порошок). Кальций (гранулы). Оксид марганца IV. Гидроксид калия (гранулы). Пероксид бария. Карбонат кальция. Индикаторы: раствор фенофталеина, лакмуса. Растворы: серной кислоты ( р=1,84 г/мл); азотной кислоты; гидроксида натрия, 2н; аммиака, 0,5 н; Раствор перманганата калия, 1Н; 0,1Н; хлорида аммония, 2Н; 0,5Н; хлорида кальция, насыщ., 0,5Н; гидрофосфата натрия, 0,5Н; хлорида калия, насыщ., 1 хлорида стронция, насыщ.; хлорида бария, насыщ.; иодида калия, 0,1Н; хлорида ртути (II), 0,1Н; сульфата кальция, 0,5Н

Опыт 1. Взаимодействие щелочных и щелочноземельных металлов с водой.

1.А. Взаимодействие лития и калия с водой (демонстрационный).

1. Отрезать ножом по кусочку калия и лития величиной с небольшую горошину.

2. Наполнить два кристаллизатора на 2/3 их объема водой.

3. Пинцетом перенести раздельно кусочки лития и калия в кристаллизаторы с водой и закрыть защитным стеклом, т.к. в конце реакции происходит небольшой взрыв, сопровождающийся разбрызгиванием раствора и остатков окисленных металлов.

4. При взаимодействии калия с водой происходит воспламенение водорода.

Почему взаимодействие лития идет спокойнее? Как это можно связать с температурой плавления щелочных металлов?

5. Затем прилить в кристаллизаторы раствор фенолфталеина. Что наблюдается? Почему?

Запись данных опыта: описать наблюдаемые явления. Написать уравнение реакций в молекулярном и ионном виде.

Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1.Б. Взаимодействие кальция с водой (демонстрационный).

1. Гранулу кальция зачистить с одной стороны напильником и поместить в кристаллизатор с водой (гранулу кальция при зачистке держать в резиновых перчатках) закрыть воронкой и на воронку надеть пробирку. В начале реакция идет медленно, но вскоре становится бурной. В две пробирки перенести по 10 капель образовавшегося раствора.

2. В одну добавить 1-2 капли раствора фенолфталеина. Что наблюдается? Почему?

3. Через раствор в другой пробирке пропустить диоксид углерода (можно и выдыхаемый воздух). Что наблюдается? Почему?

Запись данных опыта: описать наблюдаемые явления. Написать уравнение реакций в молекулярном и ионном виде.

Вывод:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 2. Получение пероксида натрия.

1. Отрезать ножом под керосином кусочек натрия величиной с горошину, удалить керосин с поверхности металла фильтровальной бумагой и поместить кусочек натрия в сухой керамический тигель.

2. Затем нагреть тигель и наблюдать горение натрия с образованием пероксида натрия. Полученный пероксид натрия оставить для следующих опытов.

Опыт 2а. Взаимодействие пероксида натрия с водой.

1. В сухую пробирку внести один микрошпатель пероскида натрия и добавить несколько капель воды. Внести в пробирку тлеющую лучину. Что происходит? Почему?

2. После окончания реакции к раствору добавить несколько капель раствора фенлфталеина. В какой цвет окрашивается содержимое пробирки? Почему?

Опыт 2б. Окислительные свойства пероксида натрия.

1. В тигель внести 1 микрошпатель пероксида натрия, 1 гранулу гидроксида калия и 1 микрошпатель оксида марганца (IV).

2. Смесь тщательно перемешать и нагреть на пламени горелки до сплавления.

3. Затем охладить тигель на воздухе. Отметить цвет образовавшегося сплава

Опыт 2в. Восстановительные свойства пероксида натрия.

1. В пробирку внести 4-8 капель 0,1Н раствора перманганата калия и 1 микрошпатель пероксида натрия. Подкислить раствор серной кислотой.

2. Содержимое пробирки перемешать. Наблюдать выделение газа и образование бурого осадка.

Запись данных опыта: Написать реакции получения пероксида натрия; взаимодействия пероксида натрия с водой в молекулярном и ионном виде; образования манганата калия и уравнять методом электронного баланса.

Вывод:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 3. Получение пероксида водорода.

1. В пробирку внести 1 микрошпатель пероксида бария и 8-10 капель 1Н раствора серной кислоты.

2. Наблюдать образование белого осадка сульфата бария.

3. Проверить наличие пероксида водорода в растворе, добавив к содержимому пробирки 2-4 капли 0,1Н раствора иодида калия. Что наблюдается? Почему?

Запись данных опыта: Написать уравнение реакций взаимодействия пероксида бария с серной кислотой, а также пероксида водорода с раствором иодида калия в сернокислой среде в молекулярном и ионном виде.

Вывод:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 4. Окислительные свойства пероксида бария.

1. В тигель поместить 3-4 микрошпателя пероксида бария и очень немного (на кончике ножа) оксида марганца (IV).

2. Смесь тщательно перемешать стеклянной палочкой и нагреть до сплавления.

3. Затем охладить тигель на воздухе. Отметить цвет образовавшегося сплава.

Запись данных опыта: Написать уравнение реакций образования манганата бария в молекулярном и ионном виде.

Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 5. Взаимодействие металлического магния с кислотами.

1. В три пробирки внести по небольшому количеству магниевой ленты или по 1 микрошпателю порошка магния.

2. В одну добавить несколько капель 2Н раствора соляной кислоты, в другую - 2Н раствора азотной кислоты, в третью - 2-3 капли концентрированной серной кислоты. Какие газы при этом выделяются?

Запись данных опыта: Объяснить наблюдаемые явления. Написать уравнение реакций в молекулярном и ионном виде.

Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 6. Получение гидроксида магния и растворение его в растворах соляной кислоты и хлорида аммония.

1. В три пробирки внести 3-4 капли 0,5Н раствора хлорида магния и по 2-3 капли 2Н раствора гидроксида натрия. Отметить образование осадков.

2. Затем в первую пробирку добавить несколько капель 2Н раствора соляной кислоты, во вторую - 2Н раствора хлорида аммония до растворения осадков. Почему гидроксид магния растворяется в растворе хлорида аммония?

3. К содержимому третьей пробирки добавить избыток 2Н гидроксида натрия. Растворяется ли осадок? Какой вывод можно сделать о кислотно-основных свойствах гидроксида магния?

Запись данных опыта: Написать уравнение реакций образования гидроксида магния и его растворения в соляной кислоте и в растворе хлорида аммония в молекулярном и ионном виде.

Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 7. Гидролиз солей щелочных и щелочноземельных металлов.

1. В три пробирки внести по 3-5 капель 0,5Н раствора следующих солей: В первую пробирку - карбоната натрия, во вторую - хлорида кальция и в третью - гидрокарбоната натрия.

2. Добавить в каждую пробирку по 1 капле раствора нейтрального лакмуса. В какой цвет окрашиваются растворы? Какие из указанных солей подвергаются гидролизу? Почему?

Запись данных опыта: Написать уравнение реакций в молекулярном и ионном виде. Сравнить константы диссоциации кислот.

Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 8. Получение малорастворимых солей лития.

В три пробирки налить небольшое количество хлорида лития. В первую добавить небольшое количество раствора карбоната натрия, во вторую – раствор фосфата натрия, в третью фторид натрия. Что происходит? С чем связано выпадение осадков?

Запись данных опыта: Написать уравнения реакций.

Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 9. Окрашивание пламени солями щелочных и щелочноземельных металлов.

1. Очищенную многократной промывкой в концентрированном растворе соляной кислоты и прокаленную нихромовую проволоку внести в насыщенный раствор соли лития и затем в бесцветное пламя горелки. Наблюдать окрашивание пламени.

2. Аналогично провести опыты с насыщенными растворами солей натрия, калия, кальция, стронция, бария.

Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________