Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Uch_posobie (1).doc
Скачиваний:
492
Добавлен:
26.03.2016
Размер:
2.5 Mб
Скачать

Выполнение работы

Студент получает металл в виде стружки или гранул у преподавателя. Металл необходимо разделить на 5 частей.

Работа по анализу сводится к тому, что металл под действием какого-нибудь растворителя (HCl, HNO3, NH4Cl) окисляется и переводится в раствор в виде катиона металла. Затем с помощью характерных реакций доказывается наличие данного металла в полученном растворе. Растворение металла во всех случаях вести при слабом нагревании, в течение 3-5 минут примерно в 1 мл растворителя. С концентрированными кислотами соблюдать особую осторожность и работать только в вытяжном шкафу.

Опыт 1. Обнаружение магния

В пробирку поместить кусочек металла и добавить 2-3 мл концентрированного раствора хлорида аммония. Интенсивное выделение водорода дает основание предположить, что это магний (алюминий очень медленно взаимодействует с раствором NH4Cl). Взаимодействие магния с раствором хлорида аммония объясняется частичным гидролизом NH4Cl с образованием слабокислой среды.

Чтобы доказать наличие ионов Mg+2, часть полученного раствора перелить в другую пробирку, разбавить примерно 1 мл воды, добавить 1 мл разбавленной соляной кислоты и 1-2 мл раствора Na2HPO4, затем по каплям, при постоянном встряхивании пробирки, добавить разбавленный раствор NH4OH до появления запаха аммиака. При наличии ионов Mg+2 должен образоваться белый кристаллический осадок MgNH4PO4:

Mg + H2O + 2NH4Cl = MgCl2 + H2 + 2NH4OH

MgCl2 + Na2HPO4 + NH4OH = MgNH4PO4↓ + 2NaCl + H2O

Если магний не обнаружен, к одному кусочку металла (в пробирке) прилить концентрированного раствора NaOH и осторожно нагреть до начала реакции. Обильное выделение водорода возможно в случае алюминия, цинк реагирует со щелочью гораздо спокойнее, олово и свинец растворяются в щелочи очень медленно.

Опыт 2. Обнаружение алюминия

В пробирку поместить кусочек металла и добавить 2-3 разбавленной соляной кислоты. Нанести каплю полученного раствора на кусочек фильтровальной бумаги, после чего бумагу выдержать 1-2 минуты над горлом склянки с концентрированным раствором аммиака (в этом момент образуется гидроксид алюминия). Далее получившееся пятно обработать каплей спиртового раствора ализарина и снова выдержать в парах аммиака. Затем бумагу подсушить над пламенем спиртовки. Аммиак при этом улетучивается, и фиолетовая окраска заменяется бледно-желтой, на фоне которой отчетливо видно розово-красное пятно. Его появление объясняется тем, что ализарин образует с гидроксидом алюминия трудно растворимое соединение красноватого цвета.

Опыт 3. Обнаружение цинка

В пробирку поместить два кусочка металла и добавить 2-3 мл разбавленной азотной кислоты. Смочить кусочек фильтровальной бумаги полученным раствором Zn(NO3)2, а затем 2-3 каплями разбавленного раствора Co(NO3)2 и прокалить бумагу в тигле (прокаливание вести в вытяжном шкафу). При наличии катиона Zn2+ пепел окрашивается в зеленый цвет за счет образования цинката кобальта CoZnO2 – «Зелень Ринмана»:

Zn(NO3)2 + Co(NO3)2 → CoZnO2 + 4NO2 + O2

Если магний, алюминий и цинк не обнаружены, провести характерные реакции на остальные металлы – свинец, медь, олово и кадмий.

Опыт 4. Обнаружение свинца и меди

В пробирку поместить два кусочка металла и растворить их в 2-3 мл разбавленной азотной кислоты. В случае свинца получается бесцветный раствор Pb(NO3)2. Чтобы проверить наличие ионов Pb2+, нужно отлить часть полученного раствора в другую пробирку, туда же добавить раствор сульфата натрия. В присутствии ионов Pb2+ должен получиться белый осадок PbSO4. Медь при растворении в разбавленной азотной кислоте дает голубой раствор Cu(NO3)2. Наличие ионов Cu2+ в растворе проверяется действием разбавленного раствора NH4OH. При осторожном добавлении NH4OH сначала можно наблюдать образование голубого осадка гидроксида меди, затем темно-синий раствор аммиаката меди:

Сu(NO3)2 + 2NH4OH = Cu(OH)2↓ + 2NH4NO3

Сu(OH)2↓ + 4NH4OH = [Cu(NH3)4](ОН)2 + 4H2O

Опыт 5. Обнаружение олова

В пробирку поместить 1-2 кусочка металла и растворить осторожно, в вытяжном шкафу, в 1-2 мл концентрированной азотной кислоты. Для устранения ядовитого газа (бурого диоксида азота) в пробирку сразу же налить воды. При наличии олова образуется белый осадок β-оловянной кислоты, не растворяющейся после разбавления раствора водой.

Sn + 4HNO3 + (n+2)H2O = SnO2·nH2O↑ + 4NO2 + 2H2O

Опыт 6. Обнаружение кадмия

В пробирку поместить кусочек металла, осторожно, в вытяжном шкафу, растворить в 1-2 мл концентрированной соляной кислоты. Для проведения характерной реакции на ионы Cd2+ часть полученного отлить в другую пробирку, добавить туда же по каплям при постоянном встряхивании пробирки разбавленный раствор NaOH до появления легкого помутнения, затем прилить раствор сульфида натрия. Щелочь добавляется для нейтрализации избытка соляной кислоты. В присутствии ионов Cd2+, в зависимости от количества добавленной щелочи, образуется желтый или оранжевый осадок CdS (не спутать с белым или желтоватым осадком свободной серы, которая может осаждаться в кислой среде).

Требования к результатам опытов:

1. Написать для каждого металла уравнение реакции с растворителем, под действием которого металл окисляется и переводится в раствор в виде катиона.

2. Составить уравнение реакции, доказывающей наличие катионов данного металла в полученном растворе.

3. Описать последовательный ход анализа.

4. Сделать вывод, какой металл был выдан преподавателем.

Примеры решения задач

Пример 33.1. Какие вещества можно взять при выполнении следующих реакций: Cu2+ + 2OH = Cu(OH)2

Ag+ + Br = AgBr↓

Pb2+ + 2Cl = PbCl2

Решение. Обнаружение катионов проводят в растворе, следовательно, исходные вещества должны быть растворимыми сильными электролитами. В результате реакции образовался один осадок, значит, второе образующееся вещество также должно быть растворимым сильным электролитом. Например,

CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl

AgNO3 + NaBr = AgBr↓ + NaNO3

Pb(NO3)2 + 2NaCl = PbCl2↓ + 2NaNO3

Пример 33.2. При анализе раствора соли металла под действием сульфида аммония выпал осадок белого цвета. Какие катионы может и какие не может содержать исследуемый раствор?

Решение. Сульфиды железа, никеля и кобальта черного цвета, значит, в данном растворе катионы этих металлов отсутствуют. Белый цвет осадка свидетельствует о присутствии катионов алюминия или цинка.

Задачи

33.1. Написать молекулярные и ионные уравнения трех разных качественных реакций на ионы Fe3+.

33.2. Какие вещества можно взять при выполнении следующих реакций:

Ni2+ + 2OH = Ni(OH)2

Ag+ + I = AgI↓

Ba2+ + SO42 = BaSO4↓?

33.3. Написать молекулярные и ионные уравнения реакций образования сульфидов кобальта, никеля и свинца.

33.4. При анализе раствора соли металла под действием раствора соляной кислоты выпал белый осадок. О присутствии каких катионов это свидетельствует? Привести уравнения соотетствующих реакций.

33.5. Написать молекулярные и ионные уравнения трех разных качественных реакций, позволяющих обнаружить ионы Mg2+.

33.6. Написать молекулярные и ионные уравнения реакций взаимодействия раствора сульфида аммония с раствором, содержащим катионы Al3+, Fe3+, Cr3+.

33.7. Под действием сероводорода на исследуемый раствор образуется желтый осадок. Какой катион может присутствовать в растворе? Привести уравнение соответствующей реакции.

33.8. Какие вещества можно взять при выполнении следующих реакций:

Sn2+ + S2− = SnS↓

Ca2+ + CO32− = CaCO3

Ba2+ + CrO42 = BaCrO4

33.9. При анализе раствора соли металла установлено, что образуется белый осадок под действием и раствора сульфида аммония, и раствора карбоната аммония. Какой катион может присутствовать в растворе? Привести уравнения соответствующих реакций.

33.10. Написать молекулярные и ионные уравнения трех разных качественных реакций, с помощью которых можно открыть ионы Ag+.

33.11. При анализе раствора соли металла установлено, что под действием раствора сульфида аммония образуется черный осадок, а при взаимодействии с избытком аммиака образуется синий раствор. Какие катионы могут присутствовать в растворе? Привести уравнения соответствующих реакций.

33.12. Под действием аммиака на исследуемый раствор образуется зеленый осадок. Какие катионы могут присутствовать в растворе? Привести уравнения соответствующих реакций.

33.13. При анализе раствора соли металла установлено, что под действием раствора соляной кислоты образуется белый осадок, а при взаимодействии с бромидом натрия образуется желтый осадок. Какой катион может присутствовать в растворе? Привести уравнения соответствующих реакций

33.14. Какие вещества можно взять при выполнении следующих реакций

Cu2+ + S2− = CuS↓

Ag+ + Cl = AgCl↓

2+ + CO32− = CaCO3↓?

33.15. Написать молекулярные и ионные уравнения трех разных качественных реакций, позволяющих обнаружить ионы Ni2+.

33.16. При анализе раствора соли металла установлено, что под действием раствора щелочи образуется белый осадок, растворимый в кислотах и щелочах. При взаимодействии раствора с сульфатом натрия также образуется белый осадок. Какие катионы могут присутствовать в растворе? Привести уравнения соответствующих реакций.

33.17. Под действием карбоната аммония на исследуемый раствор образуется белый осадок. Какие катионы могут присутствовать в растворе? Привести уравнения соответствующих реакций.

33.18. При анализе раствора соли металла установлено, что под действием раствора щелочи образуется голубой осадок, а при взаимодействии с сероводородом образуется черный осадок. Какой катион может присутствовать в растворе? Привести уравнения соответствующих реакций.

33.19. Какие вещества можно взять при выполнении следующих реакций

Fe3+ + 3OH = Fe(OH)3

Zn2+ + S2− = ZnS↓

Pb2+ + CrO42− = PbCrO4

33.20. Написать молекулярные и ионные уравнения трех разных качественных реакций на ионы Zn2+ .

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]