Файл: Лабораторная работа 1. "Основные классы неорганических соединений".docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.03.2024
Просмотров: 28
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
+ NaOH
Полное ионное уравнение:
Na+ + HSiO3- + H2O ⇄ H2SiO3↓ + Na+ + OH-
Краткое ионное уравнение:
HSiO3- + H2O ⇄ H2SiO3↓ + OH-
Т.к. в результате гидролиза образовались гидроксид-ионы (OH-), то раствор имеет щелочную среду (pH > 7).
2) NH4Cl - соль слабого основания и сильной кислоты, поэтому гидролиз протекает по катиону.
Молекулярное уравнение:
NH4Cl + HOH ⇄ NH4OH + HCl
Полное ионное уравнение:
NH4+ + Cl- + HOH ⇄ NH4OH + H+ + Cl-
Краткое ионное уравнение:
NH4+ + HOH ⇄ NH4OH + H+
Т.к. в результате гидролиза образовались ионы водорода (H+), то раствор будет имееть кислую среду (pH < 7).
2.Напишите ионное и молекулярное уравнение совместного необратимого гидролиза силиката натрия и хлорида аммония.
Молекулярное уравнение:
2NH4Cl + Na2SiO3 + 2Н2О= 2NH4OH + H2SiO3↓ + 2NaCl
Полное ионное уравнение:
2NH4+ + 2Cl- + 2Na+ + SiO32- + 2Н2О = 2NH4+ + 2ОН- + H2SiO3↓ + 2Na+ + 2Cl-
Краткое ионное уравнение:
SiO32- + 2Н2О = 2ОН- + H2SiO3↓
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7. «ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С АГРЕССИВНЫМИ СРЕДАМИ»
Цель работы: изучить химические свойства металлов научиться составлять уравнения реакций взаимодействия металлов с водой, кислотами, щелочами.
Задание: провести реакции взаимодействия металлов с водой, щелочами, разбавленными и концентрированными растворами серной и азотной кислот. Выполнить требования к результатам опытов, оформить и защитить отчет.
Опыт 1. Взаимодействие металлов с водой
Выполнение опыта
В кристаллизатор с водой добавьте несколько капель фенолфталеина. Пинцетом достаньте кусочек натрия (или кальция) из склянки, где он хранится под слоем керосина, и высушите его фильтровальной бумагой. Ножом отрежьте небольшую часть (размером со спичечную головку) и пинцетом перенесите в кристаллизатор с водой. Что наблюдается?
Металл бурно взаимодействует с водой. Выделяется газообразный водород. Фенолфталеин становится малиновым: в растворе образовалась щелочь - едкий натр.
Запись результатов опыта
1.Составьте уравнение реакции взаимодействия натрия с водой, используя метод электронно-ионного баланса.
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
Na0 -1e → Na+1 |2 восстановитель, процесс окисления
2H+1 +2e → H20↑ |1 окислитель, процесс восстановления
2.Сделайте вывод, какие металлы взаимодействуют с водой.
Щелочные и щелочноземельные металлы реагируют с водой при любых условиях (даже при обычной температуре и на холоде), при этом реакция сопровождается выделением водорода и образованием гидроксида металла.
Опыт 2. Действие разбавленной и концентрированной серной кислоты на металлы
Выполнение опыта
а). В три пробирки налейте по 2–3 мл разбавленной серной кислоты и опустите в одну из них кусочек железа, во вторую – цинка, в третью – меди. Какие металлы реагируют с кислотами?
Железо и цинк взаимодействуют с разбавленной серной кислотой, а медь – нет, т. к. медь в ряду активности металлов стоит после водорода, а цинк и железо до водорода.
б). (Проводить в вытяжном шкафу!) В две пробирки налейте по 2–3 мл концентрированной серной кислоты. В одну из них опустите кусочек цинка, в другую – кусочек меди. Обе пробирки слегка нагрейте. Наблюдайте выделение серы и по запаху определите выделяющийся газ в первой пробирке. Какой газ выделяется во второй пробирке?
В первой пробирке выделяется газ с запахом тухлых яиц (сероводород H2S). Во второй пробирке выделяется газ – SO2 оксид серы (IV).
Запись результатов опыта
1.Составьте уравнения реакций взаимодействия металлов с разбавленной серной кислотой, используя метод электронно-ионного баланса.
Fe + H2SO4(разб) = FeSO4 + H2↑
Fe0 -2e → Fe2+ |1 восстановитель, процесс окисления
2H
+1 +2e → H20↑ |1 окислитель, процесс восстановления
Zn + H2SO4(разб) = ZnSO4 + H2↑
Zn0 -2e → Zn2+ |1 восстановитель, процесс окисления
2H+1 +2e → H20↑ |1 окислитель, процесс восстановления
2.Сделайте вывод, какие металлы взаимодействуют с разбавленной серной и соляной кислотами.
Соляная кислота и разбавленный раствор серной кислоты взаимодействует только с металлами активными и средней активности (расположенными в ряду активности до водорода).
3.Составьте уравнения реакций взаимодействия цинка и меди с концентрированной серной кислотой, используя метод электронно-ионного баланса.
1) 4Zn + 5H2SO4(конц) = 4ZnSO4 + H2S↑ + 4H2O
Zn0 -2e → Zn2+ |4 восстановитель, процесс окисления
SO42- + 8H+ +8e → S2- + 4H2O |1 окислитель, процесс восстановления
4Zn0 + SO42- + 8H+→ 4Zn2+ + S2- + 4H2O
2) 4Cu + 2H2SO4(конц) = CuSO4 + SO2 + 2H2O
Cu0 -2e → Cu2+ |1 восстановитель, процесс окисления
SO42- + 4H+ +2e → SO20 + 2H2O |1 окислитель, процесс восстановления
Cu0 + SO42- + 4H+ → Cu2+ + SO20 + 2H2O
4.Сформулируйте правило взаимодействия металлов с концентрированной серной кислотой.
В концентрированной серной кислоте окислителем является сульфат ион SO42-, в котором сера находится в степени окисления +6. При реакции с металлами серная кислота восстанавливается до сероводорода (H2S), серы (S) и оксида серы(IV) (SO2). Продукты восстановления серной кислоты зависит от активности металла. При взаимодействии концентрированной серной кислоты с активными металлами образуется соль, вода и преимущественно сероводород. Малоактивные металлы восстанавливают серную кислоту преимущественно до SO
2. Металлы средней активности восстанавливают серную кислоту преимущественно до S. Неактивные металлы с концентрированной серной кислотой не взаимодействуют.
Опыт 3. Действие разбавленной и концентрированной азотной кислоты на металлы
Выполнение опыта
а). (Проводить в вытяжном шкафу!) В две пробирки налейте по 2–3 мл разбавленной азотной кислоты и опустите в одну из них кусочек цинка, в другую – кусочек меди. Слегка нагрейте обе пробирки. Наблюдайте выделение газа.
Наблюдаем выделение газа.
б). (Проводить в вытяжном шкафу!) В две пробирки налейте по 2–3 мл концентрированной азотной кислоты и опустите в одну из них кусочек цинка, в другую – кусочек меди. Какой газ выделяется?
Выделяется бурый газ NO2.
Запись результатов опыта
1.Составьте уравнения реакций взаимодействия цинка и меди с разбавленной азотной кислотой, используя метод электронно-ионного баланса.
1) 4Zn + 10HNO3(разб) = 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O
Zn0 – 2e → Zn+2 |4 восстановитель, процесс окисления
2NO3- + 10H+ +8e → N2O0 + 5H2O |1 окислитель, процесс восстановления
4Zn0 + 2NO3- + 10H+ → 4Zn+2 + N2O0 + 5H2O
2) 3Cu + 8HNO3(разб) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Cu0 – 2e → Cu+2 |3 восстановитель, процесс окисления
NO3- + 4H+ +3e → NO0 + 2H2O |2 окислитель, процесс восстановления
3 Cu0 + 2NO3- + 8H+ → 3Cu+2 + 2NO0 + 4H2O
2.Составьте уравнения реакций взаимодействия цинка и меди с концентрированной азотной кислотой, используя метод электронно-ионного баланса.
1) Zn + 4HNO3(конц) = Zn(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Zn0 – 2e → Zn+2 |1 восстановитель, процесс окисления
NO3- + 2H+ +1e → NO20 + H
2O |2 окислитель, процесс восстановления
Zn0 + 2NO3- + 4H+ → Zn+2 + 2NO0 + 2H2O
2) Cu + 4HNO3(конц) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Cu0 – 2e → Cu+2 |1 восстановитель, процесс окисления
NO3- + 2H+ +1e → NO20 + H2O |2 окислитель, процесс восстановления
Cu0 + 2NO3- + 4H+ → Cu+2 + 2NO0 + 2H2O
3.Сформулируйте правило взаимодействия металлов с концентрированной и разбавленной HNO3.
Азотная кислота активно взаимодействует с металлами. При этом никогда не выделяется водород! При взаимодействии азотной кислоты с металлами окислителем всегда выступает азот +5. Азот в степени окисления +5 может восстанавливаться до степеней окисления -3, 0, +1, +2 или +4 в зависимости от концентрации кислоты и активности металла. Концентрированная азотная кислота взаимодействует с неактивными металлами и металлами средней активности (в ряду электрохимической активности после алюминия). При этом образуется оксид азота (IV). С активными металлами (щелочными и щелочноземельными) концентрированная азотная кислота реагирует с образованием оксида азота (I). Разбавленная азотная кислота взаимодействует с неактивными металлами и металлами средней активности (в ряду электрохимической активности после алюминия). При этом образуется оксид азота (II). С активными металлами (щелочными и щелочноземельными), а также оловом и железом разбавленная азотная кислота реагирует с образованием молекулярного азота.
Опыт 4. Действие щелочи на металлы
Выполнение опыта
В две пробирки налейте по 2–3 мл концентрированного раствора щелочи. В одну из них насыпьте небольшое количество цинковых опилок, в другую – алюминиевого порошка. Если реакция не идет, слегка нагрейте. Когда начнется интенсивное выделение газа, поднесите к отверстиям пробирок зажженную лучинку. Что наблюдается?
При поднесении зажженной лучины к отверстию пробирки слышен характерный хлопок, следовательно, выделяется водород.
Запись результатов опыта
1.Составьте уравнения реакций взаимодействия цинка и алюминия с раствором щелочи, используя метод электронно-ионного баланса.
Полное ионное уравнение:
Na+ + HSiO3- + H2O ⇄ H2SiO3↓ + Na+ + OH-
Краткое ионное уравнение:
HSiO3- + H2O ⇄ H2SiO3↓ + OH-
Т.к. в результате гидролиза образовались гидроксид-ионы (OH-), то раствор имеет щелочную среду (pH > 7).
2) NH4Cl - соль слабого основания и сильной кислоты, поэтому гидролиз протекает по катиону.
Молекулярное уравнение:
NH4Cl + HOH ⇄ NH4OH + HCl
Полное ионное уравнение:
NH4+ + Cl- + HOH ⇄ NH4OH + H+ + Cl-
Краткое ионное уравнение:
NH4+ + HOH ⇄ NH4OH + H+
Т.к. в результате гидролиза образовались ионы водорода (H+), то раствор будет имееть кислую среду (pH < 7).
2.Напишите ионное и молекулярное уравнение совместного необратимого гидролиза силиката натрия и хлорида аммония.
Молекулярное уравнение:
2NH4Cl + Na2SiO3 + 2Н2О= 2NH4OH + H2SiO3↓ + 2NaCl
Полное ионное уравнение:
2NH4+ + 2Cl- + 2Na+ + SiO32- + 2Н2О = 2NH4+ + 2ОН- + H2SiO3↓ + 2Na+ + 2Cl-
Краткое ионное уравнение:
SiO32- + 2Н2О = 2ОН- + H2SiO3↓
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7. «ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С АГРЕССИВНЫМИ СРЕДАМИ»
Цель работы: изучить химические свойства металлов научиться составлять уравнения реакций взаимодействия металлов с водой, кислотами, щелочами.
Задание: провести реакции взаимодействия металлов с водой, щелочами, разбавленными и концентрированными растворами серной и азотной кислот. Выполнить требования к результатам опытов, оформить и защитить отчет.
Опыт 1. Взаимодействие металлов с водой
Выполнение опыта
В кристаллизатор с водой добавьте несколько капель фенолфталеина. Пинцетом достаньте кусочек натрия (или кальция) из склянки, где он хранится под слоем керосина, и высушите его фильтровальной бумагой. Ножом отрежьте небольшую часть (размером со спичечную головку) и пинцетом перенесите в кристаллизатор с водой. Что наблюдается?
Металл бурно взаимодействует с водой. Выделяется газообразный водород. Фенолфталеин становится малиновым: в растворе образовалась щелочь - едкий натр.
Запись результатов опыта
1.Составьте уравнение реакции взаимодействия натрия с водой, используя метод электронно-ионного баланса.
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
Na0 -1e → Na+1 |2 восстановитель, процесс окисления
2H+1 +2e → H20↑ |1 окислитель, процесс восстановления
2.Сделайте вывод, какие металлы взаимодействуют с водой.
Щелочные и щелочноземельные металлы реагируют с водой при любых условиях (даже при обычной температуре и на холоде), при этом реакция сопровождается выделением водорода и образованием гидроксида металла.
Опыт 2. Действие разбавленной и концентрированной серной кислоты на металлы
Выполнение опыта
а). В три пробирки налейте по 2–3 мл разбавленной серной кислоты и опустите в одну из них кусочек железа, во вторую – цинка, в третью – меди. Какие металлы реагируют с кислотами?
Железо и цинк взаимодействуют с разбавленной серной кислотой, а медь – нет, т. к. медь в ряду активности металлов стоит после водорода, а цинк и железо до водорода.
б). (Проводить в вытяжном шкафу!) В две пробирки налейте по 2–3 мл концентрированной серной кислоты. В одну из них опустите кусочек цинка, в другую – кусочек меди. Обе пробирки слегка нагрейте. Наблюдайте выделение серы и по запаху определите выделяющийся газ в первой пробирке. Какой газ выделяется во второй пробирке?
В первой пробирке выделяется газ с запахом тухлых яиц (сероводород H2S). Во второй пробирке выделяется газ – SO2 оксид серы (IV).
Запись результатов опыта
1.Составьте уравнения реакций взаимодействия металлов с разбавленной серной кислотой, используя метод электронно-ионного баланса.
Fe + H2SO4(разб) = FeSO4 + H2↑
Fe0 -2e → Fe2+ |1 восстановитель, процесс окисления
2H
+1 +2e → H20↑ |1 окислитель, процесс восстановления
Zn + H2SO4(разб) = ZnSO4 + H2↑
Zn0 -2e → Zn2+ |1 восстановитель, процесс окисления
2H+1 +2e → H20↑ |1 окислитель, процесс восстановления
2.Сделайте вывод, какие металлы взаимодействуют с разбавленной серной и соляной кислотами.
Соляная кислота и разбавленный раствор серной кислоты взаимодействует только с металлами активными и средней активности (расположенными в ряду активности до водорода).
3.Составьте уравнения реакций взаимодействия цинка и меди с концентрированной серной кислотой, используя метод электронно-ионного баланса.
1) 4Zn + 5H2SO4(конц) = 4ZnSO4 + H2S↑ + 4H2O
Zn0 -2e → Zn2+ |4 восстановитель, процесс окисления
SO42- + 8H+ +8e → S2- + 4H2O |1 окислитель, процесс восстановления
4Zn0 + SO42- + 8H+→ 4Zn2+ + S2- + 4H2O
2) 4Cu + 2H2SO4(конц) = CuSO4 + SO2 + 2H2O
Cu0 -2e → Cu2+ |1 восстановитель, процесс окисления
SO42- + 4H+ +2e → SO20 + 2H2O |1 окислитель, процесс восстановления
Cu0 + SO42- + 4H+ → Cu2+ + SO20 + 2H2O
4.Сформулируйте правило взаимодействия металлов с концентрированной серной кислотой.
В концентрированной серной кислоте окислителем является сульфат ион SO42-, в котором сера находится в степени окисления +6. При реакции с металлами серная кислота восстанавливается до сероводорода (H2S), серы (S) и оксида серы(IV) (SO2). Продукты восстановления серной кислоты зависит от активности металла. При взаимодействии концентрированной серной кислоты с активными металлами образуется соль, вода и преимущественно сероводород. Малоактивные металлы восстанавливают серную кислоту преимущественно до SO
2. Металлы средней активности восстанавливают серную кислоту преимущественно до S. Неактивные металлы с концентрированной серной кислотой не взаимодействуют.
Опыт 3. Действие разбавленной и концентрированной азотной кислоты на металлы
Выполнение опыта
а). (Проводить в вытяжном шкафу!) В две пробирки налейте по 2–3 мл разбавленной азотной кислоты и опустите в одну из них кусочек цинка, в другую – кусочек меди. Слегка нагрейте обе пробирки. Наблюдайте выделение газа.
Наблюдаем выделение газа.
б). (Проводить в вытяжном шкафу!) В две пробирки налейте по 2–3 мл концентрированной азотной кислоты и опустите в одну из них кусочек цинка, в другую – кусочек меди. Какой газ выделяется?
Выделяется бурый газ NO2.
Запись результатов опыта
1.Составьте уравнения реакций взаимодействия цинка и меди с разбавленной азотной кислотой, используя метод электронно-ионного баланса.
1) 4Zn + 10HNO3(разб) = 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O
Zn0 – 2e → Zn+2 |4 восстановитель, процесс окисления
2NO3- + 10H+ +8e → N2O0 + 5H2O |1 окислитель, процесс восстановления
4Zn0 + 2NO3- + 10H+ → 4Zn+2 + N2O0 + 5H2O
2) 3Cu + 8HNO3(разб) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Cu0 – 2e → Cu+2 |3 восстановитель, процесс окисления
NO3- + 4H+ +3e → NO0 + 2H2O |2 окислитель, процесс восстановления
3 Cu0 + 2NO3- + 8H+ → 3Cu+2 + 2NO0 + 4H2O
2.Составьте уравнения реакций взаимодействия цинка и меди с концентрированной азотной кислотой, используя метод электронно-ионного баланса.
1) Zn + 4HNO3(конц) = Zn(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Zn0 – 2e → Zn+2 |1 восстановитель, процесс окисления
NO3- + 2H+ +1e → NO20 + H
2O |2 окислитель, процесс восстановления
Zn0 + 2NO3- + 4H+ → Zn+2 + 2NO0 + 2H2O
2) Cu + 4HNO3(конц) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Cu0 – 2e → Cu+2 |1 восстановитель, процесс окисления
NO3- + 2H+ +1e → NO20 + H2O |2 окислитель, процесс восстановления
Cu0 + 2NO3- + 4H+ → Cu+2 + 2NO0 + 2H2O
3.Сформулируйте правило взаимодействия металлов с концентрированной и разбавленной HNO3.
Азотная кислота активно взаимодействует с металлами. При этом никогда не выделяется водород! При взаимодействии азотной кислоты с металлами окислителем всегда выступает азот +5. Азот в степени окисления +5 может восстанавливаться до степеней окисления -3, 0, +1, +2 или +4 в зависимости от концентрации кислоты и активности металла. Концентрированная азотная кислота взаимодействует с неактивными металлами и металлами средней активности (в ряду электрохимической активности после алюминия). При этом образуется оксид азота (IV). С активными металлами (щелочными и щелочноземельными) концентрированная азотная кислота реагирует с образованием оксида азота (I). Разбавленная азотная кислота взаимодействует с неактивными металлами и металлами средней активности (в ряду электрохимической активности после алюминия). При этом образуется оксид азота (II). С активными металлами (щелочными и щелочноземельными), а также оловом и железом разбавленная азотная кислота реагирует с образованием молекулярного азота.
Опыт 4. Действие щелочи на металлы
Выполнение опыта
В две пробирки налейте по 2–3 мл концентрированного раствора щелочи. В одну из них насыпьте небольшое количество цинковых опилок, в другую – алюминиевого порошка. Если реакция не идет, слегка нагрейте. Когда начнется интенсивное выделение газа, поднесите к отверстиям пробирок зажженную лучинку. Что наблюдается?
При поднесении зажженной лучины к отверстию пробирки слышен характерный хлопок, следовательно, выделяется водород.
Запись результатов опыта
1.Составьте уравнения реакций взаимодействия цинка и алюминия с раствором щелочи, используя метод электронно-ионного баланса.
