7. Ориентировочная основа действия (одд) для проведения самостоятельной работы студентов в учебное время.

Опыт № 1. Восстановительные свойства d-элементов (на примере меди и цинка).

а) В три пробирки внесите немного медной стружки и прибавьте по 5-6 капель соляной (пробирка 1), серной (пробирка 2) и азотной (пробирка 3) кислот с молярной концентрацией эквивалента 2 моль/дм³. Что наблюдаете? Повторите опыт без нагревания и с нагреванием (нагревать осторожно!). Отметьте изменение наблюдаемых явлений. Напишите уравнения реакций.

б) В пробирку, содержащую 5см³ раствора соляной кислоты с С(1/1НС1) = 0,5 моль/дм³ поместите гранулу цинка. Пробирку закройте пробкой с газоотводной трубкой и наблюдайте за выделением газа. Через 1-2 минуты, когда выделяющийся газ вытеснит из пробирки воздух, поднесите к газоотводной трубке горящую лучину и наблюдайте горение выделившегося газа. Какой это газ? Исходя из значений окислительно-восстановительных потенциалов определите, будет ли цинк взаимодействовать с водой? Напишите уравнения реакций.

в) В две пробирки поместите по 1 микрошпателю цинковой пыли. В одну пробирку добавьте 5 капель серной кислоты с С(1/2Н₂SO₄) = 0,5 моль/дм³, а в другую – столько же капель раствора концентрированной серной кислоты. Пробирки с растворами нагрейте. С помощью полоски фильтровальной бумаги, смоченной раствором соли свинца (II), обнаружите выделение сероводорода в одной из пробирок. Напишите уравнения реакций.

г) В две пробирки поместите по 1 микрошпателю цинковой пыли. В одну добавьте 5 капель раствора азотной кислоты с С(1/1HNO₃) = 0,5 моль/дм³, а в другую – столько же капель раствора концентрированной азотной кислоты. Пробирки с растворами нагрейте. Доказать с помощью реактива Неслера образование в первой пробирке иона аммония. Обратите внимание на цвет выделяющегося газа во второй пробирке. Напишите уравнения реакций. Сделайте вывод о влиянии концентрации азотной кислоты на продукты восстановления цинком.

д) В пробирку поместите 1 микрошпатель цинковой пыли и добавьте 5 капель раствора гидроксида натрия с С(1/1NaOH) = 2 моль/дм³. Наблюдайте выделение газа. Напишите уравнение реакции, учитывая, что в избытке щелочи образуется комплексное соединение цинката натрия.

е) На керамической плитке тщательно перемешайте 2 микрошпателя цинковой пыли с 1 микрошпателем порошка серы. Осторожно подожгите смесь с помощью длинной горящей лучины. Отметьте яркую вспышку. Какой вывод можно сделать об энтальпии образования сульфида цинка? Напишите уравнение реакции. Почему реакция идет только после поджигания смеси?

ж) В пробирку поместите 1 микрошпатель цинковой пыли и 3-4 капли концентрированного раствора аммиака. Наблюдайте растворение металла и выделение газа. Почему цинк, не растворяющийся в воде, сравнительно легко растворяется в растворе аммиака? Какую функцию выполняет в данной реакции аммиак? Напишите в молекулярном и ионном виде уравнения реакций растворения защитной пленки металла в растворе аммиака и взаимодействия цинка с водой.

Опыт № 2. Сравнение восстановительной способности цинка, кадмия и серебра в реакциях, протекающих в водных растворах.

В пробирку, содержащую 4-5 капель нитрата кадмия с С(1/2Cd(NO₃)₂ = 0,5 моль/дм³, внесите 1 гранулу цинка, во вторую пробирку, содержащую 4-5 капель раствора нитрата серебра - кусочек медной проволоки, зачищенной наждачной бумагой. Наблюдайте образование на цинке губчатой массы кадмия и на медной проволоке – блестящего слоя серебра. Сделайте вывод о восстановительной способности цинка, кадмия и серебра.

Опыт № 3. Комплексные соединения меди, кобальта, никеля, цинка и кадмия.

а) В пробирку с 3-4 каплями раствора сульфата меди (С(1/2CuSO₄) = 0,5 моль/дм³) приливайте по каплям 25%-ный раствор аммиака до полного растворения образующегося вначале осадка (CuOH)₂SO₄. Отметьте окраску аммиачного комплекса меди (II). Напишите уравнения реакций получения основной соли и ее взаимодействия с раствором аммиака.

б) В две пробирки внесите по 1-2 капли раствора соли кобальта (II) с молярной концентрацией эквивалента 0,5 моль/дм³ и несколько капель 25%-ного раствора аммиака до растворения выпадающего вначале осадка основной соли. Раствор в одной пробирке перемешайте стеклянной палочкой, а во вторую пробирку добавьте 2-3 капли 3%-ного раствора пероксида водорода. Отметьте изменение окраски растворов. Напишите уравнения реакций получения и окисления аммиачного комплекса кобальта (II). Что произойдет, если к полученному аммиачному комплексу кобальта (III) добавить несколько капель раствора сульфида аммония? Напишите уравнение реакции.