Методические указания к лабораторному практикуму по курсу «Химия» (стр. 2 )

Опыт 5. Изучение химической активности кислот

В зависимости от степени диссоциации кислоты делятся на сильные (α>0,3), средней силы (0,03<α<0,3) и слабые (α<0,03). Они по разному окрашивают индикаторы (в растворах сильных кислот окраска индикатора более интенсивная), с различной скоростью реагируют с веществами, что можно определить по скорости выделения газообразных веществ.

В таблице приведены примеры сильных, средней силы и слабых кислот

	Кислоты
сильные	средней силы	слабые
HCl	H3PO4	HCN
HBr	H2SO3	HNO2
HI	HF	H2CO3
HNO3		H2S
H2SO4		CH3COOH
HMnO4		HClO
HClO4

Выполнение опыта. В две пробирки поместить по 5 капель 1н растворов серной и уксусной кислот, добавить по 1-2 капли метилоранжа. Сравнить окраску индикатора в обеих пробирках.

Поместить в обе пробирки по кусочку магния. Отметить происходящие процессы и интенсивность их протекания. Сделать вывод об относительной силе кислот. Написать молекулярные и ионные уравнения реакций.

Опыт повторить, заменив магний на мрамор (карбонат кальция).

Опыт 6. Получение малорастворимых кислот и оснований

Выполнение опыта. В две пробирки поместить по 0,5 мл 0.1н растворов силиката натрия и хлорида железа(III). Затем в первую пробирку добавить 0,5мл 2н раствора соляной кислоты, а во вторую – столько же 2н раствора гидроксида натрия. Отметить выпадение осадков в обоих случаях. Написать уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.

Опыт 7. Получение слабодиссоциирующих оснований и кислот

В таблице приведены примеры сильных и слабых оснований.

Примеры сильных и слабых оснований

Основания
сильные	слабые
Гидроксиды щелочных металлов	NH4OH и нерастворимые
KOH, NaOH, LiOH, Ва(ОН)2 и др.	в воде основания: Cd(OH)2,
	Zn(OH)2, Al(OH)3 и др

Выполнение опыта. В две пробирки поместить по 5 капель 0.1н растворов карбоната натрия и хлорида аммония. Затем в первую пробирку добавить 2-3 капли 2н раствора соляной кислоты, а во вторую – столько же раствора гидроксида натрия. Отметить выделение газов в обоих случаях. По запаху определить какой газ выделяется во второй пробирке. Написать уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.

Опыт 8. Реакция нейтрализации

Реакциями нейтрализации называются реакции взаимодействия оснований с кислотами, сопровождающиеся образованием соли и воды.

Выполнение опыта. В пробирку с полученным в опыте 3б гидроксидом меди добавить 5-6 капель 2н раствора соляной кислоты. Наблюдать растворение осадка и изменение цвета раствора. Написать уравнение реакции в молекулярном и ионном виде.

Опыт 9. Свойства солей

Соли взаимодействуют со следующими соединениями и простыми веществами:

1) с кислотами – с образованием новой кислоты и новой соли:

AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3; Ag+ + Сl– = AgCl

2) со щелочами – с образованием нового основания и новой соли:

CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4; Cu2++2OH– = Cu(OH)2

3) друг с другом – с образованием новых солей:

CaCl2 + Na2CO3 = СаСО3↓ + 2NaCl; Ca2+ +  = СаСО3↓

4) с металлами – более активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей:

Zn + Hg(NO3)2 = Zn(NO3)2 + Hg; Zn + Hg2+ = Zn2+ + Hg

Реакции 2 – 4 являются реакциями обмена. Они идут до конца только в том случае, если продуктом реакции является мало диссоциирующее, трудно растворимое или газообразное (летучее) вещество.

5) многие соли взаимодействуют с водой, образуя кристаллогидраты, т. е. соединения с определенным количеством молекул воды, например: CuSO4·5Н2O, FeSO4·7Н2О, CaSO4·2Н2О, Na2СО3·10Н2О.

Опыт 9а) Взаимодействие солей с кислотами

Выполнение опыта. В три пробирки поместить по 5 капель растворов: в первую – карбоната натрия, во вторую – хлорида бария, в третью – хлорида меди. Добавить во все пробирки по 2-3 капли 2н раствора серной кислоты. Отметить признаки реакций, написать уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.

Опыт 9б) Взаимодействие солей со щелочами

Выполнение опыта. В пробирку поместить 3-4 капли раствора сульфата никеля, добавить к нему столько же раствора гидроксида натрия. Отметить образование осадка, написать уравнение реакции.

Опыт 9в) Взаимодействие двух различных солей

Выполнение опыта. В три пробирки поместить по 2-3 капли растворов солей: в первую – нитрата свинца, во вторую – сульфата марганца, в третью – сульфата кобальта. В каждую пробирку добавить по 1-2 капли раствора сульфида аммония. Отметить цвета образовавшихся осадков. Написать уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионной форме.

Опыт 9г) Взаимодействие солей с металлами

Выполнение опыта. В пробирку поместить 5-6 капель раствора сульфата меди и опустить в нее железный гвоздь. Через некоторое время наблюдать покраснение железного гвоздя и изменение цвета раствора. Написать соответствующее уравнение реакции.

Опыт 10. Получение солей

Соли могут быть получены при взаимодействии:

1) кислоты с основанием (реакция нейтрализации):

КОН + НNО3 = КNО3 + Н2О; ОН– + H+ = Н2О

2) основного оксида и кислоты:

CuO + H2SO4 = CuSO4 + Н2О; СuО + 2H+ = Сu2+ + Н2О

3) кислотного оксида и основания:

SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + Н2О; SO2 + 2ОН– =  + Н2О

4) кислотного оксида с основным: SiO2 + CaO = СаSiO3

5) соли и кислоты:

CaCl2 + H2SO4 = CaSO4↓ + 2НСl; Са2+ +  = CaSO4↓

6) соли и основания:

FеСl3 + 3NaOH = Fe(ОН)3↓ + 3NaCl; Fe3+ + 3ОН– = Fе(ОН)3↓

7) двух солей:

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2NaCl;  + Ва2+ = BaSO4↓

8) кислоты и металла:

H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2↑; 2H+ + Fe = Fe2+ + H2↑

9) соли и металла:

Рb(NO3)2 + Zn = Zn(NO3)2 + Pb; Pb2+ +Zn = Zn2+ + Pb

10) металла с неметаллом: Fe + S = FeS

Во всех случаях реакции протекают только при условии, если продуктами реакции являются или трудно растворимое, или легко летучее вещество, или слабый электролит.

Опыт 10а). Получение солей методом нейтрализации и их взаимодействия

Выполнение опыта. В две пробирки поместить по 5 капель 0.1н растворов серной кислоты и по 2-3 капли метилоранжа. Наблюдать изменение окраски индикатора до красной. В первую пробирку добавить по каплям раствор гидроксида натрия до перехода окраски в оранжевую. Затем в обе пробирки добавить по 2-3 капли раствора нитрата свинца до выпадения осадков сульфата свинца PbSO4. Написать уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде. Назвать полученные соединения.

Опыт 10б). Получение малорастворимых солей

Выполнение опыта. В пробирку поместить 3-4 капли раствора карбоната натрия, добавить столько же раствора соли бария. Отметить образование осадка. Написать уравнение в молекулярной и ионной форме.

Опыт 11. Качественные реакции на хлорид-, сульфат - и фосфат-ионы

Выполнение опыта. В три пробирки поместить по 5 капель 0.1н растворов хлорида, фосфата и сульфата натрия. В первую и вторую пробирки добавить по каплям раствор нитрата серебра, в третью – хлорида бария до выпадения осадков. Отметить цвета осадков. Результаты наблюдений внести в таблицу:

Исходные вещества	Окраска	Реагенты	Продукты реакции	Окраска
NaCl		AgNO3
Na3PO4		AgNO3
Na2SO4		BaCl2

Написать уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде. Назвать полученные соединения.

Опыт 12. Исследование окраски некоторых катионов и анионов

Выполнение опыта. Найти в штативах пробирки с растворами солей никеля, кобальта, меди, марганца (II), железа (III), хрома (III), хромата калия K2CrO4, бихромата калия K2Cr2O7, перманганата калия KMnO4. Записать формулы солей и соответствующую им окраску.

Опыт 13. Качественное определение катионов
Zn2+, Cd2+, Fe3+, Pb2+, Hg2+, Cr3+, Cu2+

Выполнение опыта. В cемь пробирок поместить по 5 капель 0.1н растворов растворимых солей цинка, кадмия, железа (III), свинца, ртути, хрома(III), меди. Отметить окраску исходных растворов. В первую и вторую пробирки добавить по каплям раствор сульфида натрия до выпадения осадков, в третью – роданида калия, в четвертую и пятую раствор иодида калия до выпадения осадков, в шестую и седьмую – избыток раствора щелочи. Отметить цвета осадков и изменение цвета растворов. Написать уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде. Назвать полученные соединения. Результаты опыта внести в таблицу:

Ион соли	Окраска	Реагент	Признаки реакции	Уравнения реакций
окраска
осадка	раствора
Zn 2+		Na2S
Cd2+		Na2S
Fe3+		KCNS
Pb2+		KI
Hg2+		KI
Cr3+		NaOH
Cu2+		NaOH

Контрольные задания

Задание 1. Получить у преподавателя две пробирки с растворами солей цинка и кадмия. Имея в своем распоряжении только раствор щелочи, определить, в какой из пробирок находится соль цинка. Написать соответствующие уравнения реакций.

Задание 2. Получить у преподавателя две пробирки с растворами солей хрома и цинка. Имея в своем распоряжении только раствор щелочи, определить, в какой из пробирок находится соль цинка. Написать соответствующие уравнения реакций.

Задание 3. Получить у преподавателя две пробирки с растворами солей хрома и кадмия. Имея в своем распоряжении только раствор щелочи, определить, в какой из пробирок находится соль хрома. Написать соответствующие уравнения реакций.

Задание 4. Получить у преподавателя две пробирки с растворами солей хрома и железа. Имея в своем распоряжении только раствор щелочи, определить, в какой из пробирок находится соль железа. Написать соответствующие уравнения реакций.

Задание 5. Получить у преподавателя две пробирки с растворами солей меди и свинца. Имея в своем распоряжении только раствор щелочи, определить, в какой из пробирок находится соль меди. Написать соответствующие уравнения реакций.

Задание 6. Получить у преподавателя две пробирки с растворами солей ртути и цинка. Имея в своем распоряжении только раствор иодида калия, определить, в какой из пробирок находится соль ртути. Написать соответствующие уравнения реакций.

Задание 7. Получить у преподавателя три пробирки с растворами солей кадмия, железа и цинка. Определить, в какой из пробирок находится соль цинка. Написать соответствующие уравнения реакций.

Задание 8. Получить у преподавателя две пробирки с растворами солей хрома и ртути. Имея в своем распоряжении только раствор щелочи определить, в какой из пробирок находится соль хрома. Написать соответствующие уравнения реакций.

Задание 9. Получить у преподавателя две пробирки с растворами солей кадмия и свинца. Определить, в какой из пробирок находится соль кадмия. Написать соответствующие уравнения реакций.

Задание 10. Получить у преподавателя две пробирки с растворами хлорида и сульфата натрия. Определить, в какой из пробирок находится сульфат натрия. Написать соответствующие уравнения реакций.

Задание 11. Получить у преподавателя две пробирки с растворами сульфата и фосфата натрия. Определить, в какой из пробирок находится фосфат натрия. Написать соответствующие уравнения реакций.

При сдаче лабораторной работы ответить на следующие вопросы

1. Назовите основные классы неорганических веществ.

2. Как классифицируются оксиды? Дайте характеристику оксидов неметаллов и металлов в различных степенях окисления.

3. Напишите уравнения следующих реакций:

а) SiO2 + CaO	г) ZnO + SiO2
б) Al2O3 + P2O5	д) ZnO + NaOH
в) Al2O3 + KOH	е) CaO + CO2 →

4. Напишите формулы и названия кислот, соответствующих следующим оксидам:

SO2, CO2, SiO2, B2O3, P2O3, N2O5, P2O5, SO3, Cl2O7, NO2, Mn2O7, GeO2.

5. Напишите уравнения диссоциации следующих оснований:

NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2, Fe(OH)3, Ni(OH)2.

Назовите основания и соответствующие им основные остатки.

6. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность следующих оксидов и гидроксидов:

1) Zn(OH)2, 2) Al2O3, 3) GeO, 4) Sn(OH)4, 5) GeO2.

7. Напишите в молекулярном и ионном видах уравнения следующих реакций:

8. Укажите, какие из следующих реакций невозможны:

Напишите уравнения возможных реакций в ионном и молекулярном видах. Назовите образующиеся соединения.

9. Укажите, какие из приведенных солей относятся к: а) средним;

б) основным; в) кислым:

Назовите эти соли, напишите уравнения их диссоциации и соответствующие им условно-структурные формулы.

10. Укажите, какие типы солей можно получить при взаимодействии следующих гидроксидов:

Напишите уравнения реакций и назовите соли.

11. Назовите следующие соли и напишите уравнения их диссоциации:

12. Назовите следующие соединения и напишите их условно–структурные формулы:

13. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения:

РАБОТА № 2

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ.

Химическая кинетика изучает факторы, влияющие на скорость химических реакций и механизм их протекания.