4.1. Водородные соединения (на примере аммиака)

У₁ (рис.5): хлорид аммония (тв, 2,00 г) + гидроксид кальция (тв, 3,00 г) тщательно перемешать, растирая в фарфоровой ступке, внести в колбу; + T = газ, собрать в колбу-приемник (Внимание! Колба-приемник должна быть совершенно сухой!); Контроль наполнения колбы-приемника газом: газ + Инд₁ = рН; газ + хлороводород (газ) = "дым"; после заполнения колбу-приемник закрыть пробкой с оттянутой трубкой и использовать в опыте У₂.

У₂ (рис.6): вода + Инд₂ + газ (см. У₂) (наружный конец трубки опустить в сосуд с водой; когда несколько капель воды войдет в трубку, закрыть ее под водой пальцем; затем, не отнимая пальца, вынуть колбу из воды, встряхнуть и снова опустить в воду) = окрашенный раствор, появление "фонтана".

Примеч.: Инд₁ - лакмусовая бумага, красная, + вода (1к). Хлороводород (газ) - хлороводородная кислота (конц, 1к), на стеклянной палочке. Инд₂ - фенолфталеин (10к).

Набл.: Состав выделяющегося газа (У₁), его действие на Инд₁, состав "дыма" при взаимодействии с хлороводородом, рН раствора и тип среды (У₂).

Комм.: Почему газообразный аммиак собирают в колбу, повернутую горлом вниз? В чем причина возникновения "фонтана"? Почему колба-приемник должна быть совершенно сухой? Приведите значение растворимости аммиака в воде.

4.1.2. Гидрат аммиака

П₁: гидрат аммиака (разб,5к) + Инд = рН.
П₂: катион магния (2к) + гидрат аммиака (разб, 4к) = осадок.
П₃: катион алюминия (2к) + гидрат аммиака (разб, 4к) = осадок.
П₄: катион железа(III) (2к) + гидрат аммиака (разб, 4к) = осадок (метагидроксид железа).
П₅: гидрат аммиака (разб,6к) + бромная вода (2к) + T = газ.
П₆: гидрат аммиака (разб,6к) + перманганат-ион (1к) + T = газ, осадок.

Примеч.: Инд - универсальный.

Набл.: рН раствора и тип среды (П₁). Продукты протолиза гидрата аммиака, значение K_о (рассчитать по справочным данным). Цвет веществ в осадках, условия осаждения с учетом ПР. Состав и цвет продуктов окислительно-восстановительных реакций (П₅ и П₆).

Комм.: Каковы протолитические свойства гидрата аммиака? Дайте оценку окислительно-восстановительным свойствам аммиака, используя значения E^o. Сравните протолитические и окислительно-восстановительные свойства аммиака и других известных Вам водородных соединений азота и фосфора.

4.2. Оксиды

У₁ (рис.7): нитрат аммония (тв, 1/3 объема пробирки) + T = расплав; + t (Осторожно! При сильном нагревании возможен взрыв!) = газ; газ собрать в цилиндре, наполненном водой; после заполнения цилиндра газом - оксидом диазота - удалить отводную трубку из сосуда с водой и только после этого прекратить нагревание; цилиндр закрыть под водой стеклом и после этого перевернуть; газ (в цилиндре) + углерод (тлеющая лучинка) = горение.

Набл.: Состав выделяющегося газа, его влияние на горение.

Комм.: Как построена молекула оксида диазота? Почему этот газ поддерживает горение? Каковы продукты термического разложения другого соединения - нитрита аммония? Как идет термическое разложение сульфата, гидрокарбоната, ортофосфатов аммония?

4.2.2. Оксиды азота(II), (III), (IV); азотная кислота

У₁ (рис.8): Внимание! Все части установки до опыта должны быть сухими! нитрат свинца(II) (тв, 1/10 объема пробирки-реактора) + T = расплав, газы; газы --T (охлаждающая смесь: лед + хлорид натрия технический, соотношение примерно 10:1 по объему) = жидкость в U-образной трубке, газ в пробирке-приемнике; + t (разложение вести до появления на стенках пробирки-приемника желтого налета оксида свинца(II); прекращая разложение, удалить отводную трубку из сосуда с водой и только после этого прекратить нагревание); газ (в пробирке-приемнике) + углерод (тлеющая лучинка) = горение; жидкость (в U-образной трубке) + вода (п/к) = изменение окраски после каждой капли; газ; жидкость + вода (10 мл) + Инд = рН.

Примеч.: Инд - метилоранж.

Набл.: Состав и цвет выделяющихся газообразных и твердого продуктов разложения нитрата свинца(II). Состав жидкости в U-образной трубке и газа в пробирке-приемнике. Изменения в окраске жидкости при добавлении воды. Чем обусловлена голубая окраска? Почему введение избытка воды обесцвечивает раствор? рН раствора и тип среды в итоге водной обработки.

Комм.: Какие свойства газообразных продуктов разложения позволяют их разделить? Каков характер взаимодействия изучаемых продуктов с водой? Как проходит протолиз азотной и азотистой кислоты в водном растворе? Приведите значение K_к для азотистой кислоты. Сравните кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства оксидов азота и отвечающих им кислот.

4.2.3. Оксид фосфора(V) и метафосфорные кислоты

Оп.: (Внимание! Тяга, защитные очки!) Сожгите на воздухе на металлической пластинке немного красного фосфора; горящий фосфор покройте стеклянной воронкой; когда пламя уменьшится, приподнимите воронку для увеличения доступа воздуха; полученный оксид фосфора(V) оставьте на воздухе, пока он не расплывется, поглощая из воздуха влагу; влажную массу метафосфорной кислоты смыть с воронки в П₁.

П₁: раствор (см. Оп.) + Инд = рН.

Примеч.: Инд - универсальный.

Набл.: Особенности горения фосфора на воздухе. Продукт горения в условиях недостатка и избытка кислорода. Склонность к взаимодействию с водой, рН раствора и тип среды.

Комм.: Какой состав имеют продукты взаимодействия оксида фосфора(V) с водой? Изобразите графические формулы триметафосфорной и тетраметафосфорной кислот.

4.3. Соли

4.3.1. Гидролиз

П₁: нитрат калия (тв) + вода (10к) + Инд = рН.
П₂: нитрит калия (тв) + вода (10к) + Инд = рН.
П₃: ортофосфат натрия (тв) + вода (10к) + Инд = рН.
П₄: гидроортофосфат натрия (тв) + вода (10к) + Инд = рН.
П₅: дигидроортофосфат натрия (тв) + вода (10к) + Инд = рН.

Примеч.: Инд - универсальный.

Набл.: рН растворов, тип среды.

Комм.: Объясните, какими причинами обусловлен тип среды в каждом из рассмотренных случаев. Приведите значения K_к или K_о (с расчетом).

4.3.2. Окислительно-восстановительные свойства

П₁: нитрат-ион (6к) + катион оксония (2к) + иодид-ион (2к) =/= ; + цинк (тв, пыль) = окраска или осадок.

П₂: катион висмута(III) (4к) + гидроксид-ион (10к) = осадок (цвет); + пероксодисульфат-ион (насыщенный раствор пероксодисульфата натрия) (3к) + T + t = изменение цвета осадка до коричневого; промыть осадок декантацией; осадок + азотная кислота (конц,3к) + сульфат марганца(II) (1к) = окраска раствора.

Набл.: Отсутствие реакции нитрат-иона с иодид-ионом в П₁, наличие окислительно-восстановительной реакции после введения цинка. Цвет веществ в осадке, состав продуктов реакции, цвет раствора в итоге опыта П₂.

Комм.: Почему после добавления в реакционную смесь цинка происходит окисление иодид-иона? Сравните окислительные свойства нитрат- и нитрит-ионов. Дайте оценку окислительных свойств висмутата(V) натрия, используя справочные данные и результаты опыта по окислению катиона марганца(II) до перманганат-иона (розово-фиолетовая окраска). Сравните окислительно-восстановительные свойства кислородных соединений элементов в степенях окисления (+III) и (+V) по ряду азот - фосфор - мышьяк - сурьма - висмут.

4.4. Бинарные соединения

Оп₂: Откройте банку с твердым пентахлоридом фосфора; наблюдайте появление белого "дыма" при контакте с атмосферным воздухом; + Инд = рН.

Примеч.: Инд - лакмусовая бумага, синяя + вода (1к); подносить к краю горловины сосудов с реагентами.

Набл.: Состав дыма, рН. Продукты реакций.

Комм.: Как протекает гидролиз трихлорида фосфора и пентахлорида фосфора? Чем обусловлена кислотность продуктов реакций? Как идет протолиз ортофосфорной кислоты и фосфоновой кислоты (триоксогидрофосфата(III) водорода)? Приведите значения K_к. Сравните протолитические свойства кислородных кислот азота и фосфора при различных степенях окисления элемента VA-группы. Каков состав и кислотно-основные свойства кислородных соединений мышьяка, сурьмы, висмута?

4.5. Сульфиды и тиосоединения (Внимание, тяга!)

П₁: катион дигидроксосурьмы(III) (водный раствор хлорида сурьмы(III), 3к) + катион оксония (1к) + сероводородная вода (п/к) + T + t = осадок; раствор отделить, осадок промыть водой (декантацией); осадок + сульфид-ион (п/к) = раствор; раствор + катион оксония (п/к) = осадок (цвет).

П₂: катион висмута(III) + катион оксония (1к) + сероводородная вода (п/к) + T + t = осадок; раствор отделить, осадок промыть водой (декантацией); осадок + сульфид-ион (п/к) =/= .

Набл.: Цвет веществ в осадках. Условия осаждения и растворения осадков с учетом значений ПР. Состав растворимого тиосоединения сурьмы(III) в П₁ (при обработке осадка сульфида сурьмы(III) избытком сульфид-ионов). Состав продуктов разложения тиосоединения сурьмы(III) в кислой среде.

Комм.: К какому типу сульфидов (в соответствии с их растворимостью) относятся Sb₂S₃ и Bi₂S₃? Почему сульфид сурьмы(III), взаимодействуя с избытком сульфид-ионов, образует тиосоединение, а сульфид висмута(III) - нет? В какой среде устойчиво тиосоединение сурьмы(III)? Как разделить производные сурьмы(III) и висмута(III) при их совместном присутствии в растворе? Составьте алгоритм опыта.

<<< Предыдущая работа || Оглавление || Следующая работа >>>

©2011 Copyright by ALHIMIK