Лабораторная работа № 1 получение и свойства неорганических соединений

Цель работы

Изучение правил охраны труда и основных приемов работы в химической лаборатории; способов получения и свойств неорганических соединений.

Оборудование и реактивы

Аппарат Киппа, пробка с газоотводной трубкой, пинцет, пробирки, пробиркодержатель, спиртовка, спички, фарфоровые чашка, фильтровальная бумага, тигель, тигельные щипцы, шпатель, штатив.

Натрий Na, магний Mg, железо Fe (порошок), медь Cu (стружки), цинк Zn (гранулы), сера (порошок), оксид кальция CaO (к), оксид меди (II) CuO (к), оксид магния MgO (к), оксид цинка ZnO (к), оксид свинца (II) PbO (к), оксид кремния (IV) SiO₂ (к), карбонат кальция CaCO₃ (к), ацетат натрия CH₃COONa (к), сульфид железа (II) FeS (к), дистиллированная вода; растворы: соляная кислота HCl (2 М), серная кислота H₂SO₄ (2 М), азотная кислота HNO₃ (конц.), гидроксид натрия NaOH (2 М и конц.), гидроксид кальция Ca(OH)₂ (насыщ.); 0,5 М растворы: нитрат серебра AgNO₃, хлорид бария BaCl₂, хлорид кальция CaCl₂, сульфат меди (II) CuSO₄, карбонат натрия Na₂CO₃, хлорид натрия NaCl, сульфат натрия Na₂SO₄, хлорид железа (III) FeCl₃, сульфат марганца (II) MnSO₄, сульфат никеля (II) NiSO₄, сульфат свинца (II) Pb(NO₃)₂, сульфат цинка ZnSO₄ (или ZnCl₂); индикаторы: универсальная индикаторная бумага, метиловый оранжевый, фенолфталеин.

Экспериментальная часть¹

Опыт 1. Получение оксидов

1.1. Возьмите тигельными щипцами магниевую ленту и сожгите ее над сухой фарфоровой чашкой. Продукт реакции сохраните для опыта 2.1.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

1.2. К 1 мл раствора CuSO₄ прилейте раствор щелочи. Нагрейте полученный осадок.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Опыт 2. Свойства оснóвных оксидов

2.1. В фарфоровую чашку из опыта 1.1. добавьте воду, размешайте и испытайте рас­твором фенолфталеина.

________________________________________________________________________________

2.2. В пробирку поместите немного порошка CuO и прилейте 1 мл разб. HCl или H₂SO₄. Нагрейте пробирку.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Опыт 3. Свойства амфотерных оксидов

3.1. В две пробирки поместите немного ZnO. В первую добавьте 1–2 мл разб. HCl, в другую 1–2 мл конц. раствора NaOH.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Опыт 4. Получение и свойства оснований

4.1. Испытайте раствор щелочи кислотно-основными индикаторами: универсальная индикаторная бумага, метиловый оранжевый, фенолфталеин.

Индикатор	рН = 7 (нейтр. среда)	рН > 7 (щелоч. среда)
универсальная индикаторная бумага
метиловый оранжевый
фенолфталеин

4.2. Выньте пинцетом из банки с керосином кусочек натрия (не более горошины), протрите фильтровальной бу­магой (до металла руками не дотрагиваться!) и бросьте в большую фарфоро­вую чашку с водой. Испытайте раствор фенолфталеином.

________________________________________________________________________________

4.3. В фарфоровую чашку поместите немного СаО и прилейте 1–2 мл воды. Испытайте раствор фенолфталеином.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4.4. К 0,5 мл раствора NiSO₄ прибавьте избыток рас­твора NaOH. Затем прилейте раствор HCl.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Опыт 5. Получение и свойства кислот

5.1. Испытайте раз­бавленный раствор кислоты кислотно-основными индикаторами: метиловый оранжевый, фенолфталеин, универсальная индикаторная бумага. Запишите наблюдения.

Индикатор	рН = 7 (нейтр. среда)	рН < 7 (кисл. среда)
универсальная индикаторная бумага
метиловый оранжевый
фенолфталеин

5.2. В трех пробирках испытайте действие разб. H₂SO₄ или HCl на железо, цинк и медь. Сделайте вывод об активности металлов.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

5.3. Испытайте действие разб. HCl или H₂SO₄ на осадки Сu(ОН)₂ и Мn(ОН)₂, предварительно полученные по реакции обмена между растворами солей меди (II), марганца (II) и NaOH.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

5.4. В пробирку с кусочком СаСО₃ прилейте по каплям разб. HCl или HNO₃.

________________________________________________________________________________

Опыт 6. Получение и свойства амфотерных гидроксидов

В две пробирки внесите по 1 мл раствора со­ли цинка и добавьте по каплям раствор NaOH до образования осадка. Затем, в первую пробирку прилейте раствор разб. кислоты, в другую избыток раствора щелочи.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Опыт 7. Получение и свойства солей

В трех пробирках проведите реакции обмена между растворами NaCl и AgNO₃, Na₂SO₄ и ВаСl₂, СаСl₂ и Na₂CO₃.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Вывод: ___________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Контрольные задания²

1. Написать формулы оксидов соответствующих гидроксидам: H₂SO₄, H₃BO₃, HClO₄, HMnO₄, H₂CrO₄.

2. Написать формулы оксидов соответствующих гидроксидам: H₂SiO₃, Cu(OH)₂, H₃AsO₄, H₂WO₄, Fe(OH)₃.

3. Составить уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: Ba → BaO → BaCl₂ → Ba(NO₃)₂ → BaSO₄.

4. Составить уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: Mg → MgSO₄ → Mg(OH)₂ → MgO → MgCl₂.

5. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Zn → K₂ZnO₂; S → H₂SO₃; NH₃ → HNO₃; Cu → CuS

6. Какие из указанных газов вступают в химическое взаимодействие с раствором щелочи: HCl, H₂S, NO₂, N₂, Cl₂, CH₄, SO₂, NH₃? Написать уравнения соответствующих реакций.

7. Какие соли можно получить, имея в своем распоряжении CuSO₄, AgNO₃, K₃PO₄, BaCl₂? Написать уравнения реакций и назвать полученные соли.

8. Как доказать амфотерный характер ZnO, Al₂O₃, Sn(OH)₂, Cr(OH)₃?

9. Можно ли получить раствор, содержащий одновременно: а) Ba(OH)₂ и HCl; б) CaCl₂ и Na₂CO₃; в) NaCl и AgNO₃; г) KCl и NaNO₃? Указать какие комбинации невозможны и почему.

10. Написать уравнения реакций, свидетельствующие об оснóвных свойствах FeO, Cs₂O, HgO, Bi₂O₃.

11. Какие из перечисленных ниже веществ будут реагировать с хлороводородной кислотой: N₂O₅, Zn(OH)₂, CaO, AgNO₃, H₃PO₄, H₂SO₄? Составить уравнения реакций.

12. Какие из перечисленных ниже веществ будут реагировать с гидроксидом натрия: HNO₃, CaO, CO₂, CuSO₄, Cd(OH)₂, P₂O₅? Составить уравнения реакций.

13. Написать уравнения реакций, доказывающих кислотный характер SeO₂, SO₃, Mn₂O₇, P₂O₅, Cr₂O₃.

14. Составить уравнения реакций получения хлорида магния: а) действием кислоты на металл; б) действием кислоты на основание; в) действием соли на соль.

15. Составить уравнения реакций между кислотами и основаниями, приводящие к образованию солей: NaNO₃, NaHSO₄, Na₂HPO₄, K₂S, Fe₂(SO₄)₃.

16. Какие соединения могут попарно взаимодействовать: Р₂О₅, NaOH, ZnO, AgNO₃, Na₂CO₃, KCl, Cr(OH)₃, H₂SO₄? Составить уравнения реакций.

17. Назвать соли: CrCl₃, Ва(НСО₃)₂, MgSO₄, АlOНСl₂, Fe(NO₃)₂, CrOHSO₄, Ca₃(PO₄)₂, Fe(HS)₂, (ZnOH)₂SO₃, Аl(Н₂РО₄)₃, Cr₂(HPO₄)₃, CaSiO₃, FeOHNO₃.

18. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно получить в лаборатории следующие вещества: а) хлороводород; б) сульфид свинца; в) сульфат бария; г) ортофосфат серебра; д) гидроксид железа (III).

19. Составить уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: Fe(ОН)₃ → Fe₂O₃ → Fe → FeCl₃ → Fe(NO₃)₃.

20. Составить уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: P → P₂O₅ → H₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂ → Ca(H₂PO₄)₂ → Ca₃(PO₄)₂.

Пример. Составить уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения: CuSO₄ → Cu(OH)₂ →CuO → Cu. Назовите сложные вещества.

Решение

CuSO₄ + 2KOH → Cu(OH)₂↓ + K₂SO₄

сульфат гидроксид гидроксид сульфат

меди (II) калия меди (II) калия

Cu(OH)₂ → CuO + H₂O

гидроксид оксид

меди (II) меди (II)

CuO + H₂ → Cu + H₂O

оксид меди (II)

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________