Олово и свинец (стр. 6 )

Все плюмбиты уже при обычной температуре разрушаются под действием кислот:

Плюмбаты. Четырехвалентный свинец может входить в состав солей не только в виде катиона, но и являясь частью кислотного остатка. Различают три типа таких солей: метаплюмбаты с общей формулой Me2PbO3 (где Me – одновалентный металл), ортоплюмбаты Me4PbO4 и гидроксоплюмбаты Me2[Pb(OH)6]. Первые два вида солей нередко объединяют под общим названием оксоплюмбаты или безводные плюмбаты. Следует отметить, что рассмотренный ранее промежуточный оксид Pb3O4 можно представить как соль, содержащую один и тот же металл одновременно и в виде катиона (двухвалентный свинец), и в составе кислотного остатка (четырехвалентный свинец), – ортоплюмбат двухвалентного свинца Pb2PbO4.

Основной способ получения плюмбатов – обработка оксида четырехвалентного свинца щелочами. Если использовать концентрированные водные растворы сильных оснований, то образуются комплексные соли; если применять расплавы – безводные плюмбаты, как правило, метасоли:

Ортоплюмбаты чаще всего получаются в результате нагревания диоксида свинца с избыточным количеством оксидов активных металлов или прокаливанием смеси оксида свинца (II) и оксида другого металла при обильном доступе кислорода:

При комнатной температуре плюмбаты – вполне устойчивые вещества, но при нагревании они разлагаются. Вначале комплексные гидроксоплюмбаты теряют воду и переходят в безводные соли, которые при дальнейшем повышении температуры выделяют кислород, превращаясь в плюмбиты:

Плюмбаты аналогично большинству соединений четырехвалентного свинца проявляют сильные окислительные свойства, особенно это выражено у безводных солей:

Поскольку соответствующие плюмбатам свинцовые кислоты не существуют ни в растворенном состоянии, ни в виде индивидуальных веществ, все плюмбаты легко разлагаются сильными кислотами с выделением осадка диоксида свинца или образованием соли, содержащей катион Pb4+:

Если использовать окисляющуюся кислоту (например, соляную), то разложение плюмбатов будет сопровождаться восстановлением свинца до двухвалентного состояния:

Лабораторная работа

ОЛОВО И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

Опыт 1. Получение металлического олова. Наберите в пробирку 3-4 мл раствора хлорида двухвалентного олова. Выберите по электрохимическому ряду металл, более активный, чем олово. Очистите его поверхность при помощи наждачной бумаги и опустите в раствор хлорида олова. Что наблюдаете? Напишите уравнение протекающей реакции.

Опыт 2. Взаимодействие олова с разбавленными кислотами. В три пробирки поместите по кусочку олова. В первую пробирку прилейте 3-4 мл раствора разбавленной соляной кислоты; во вторую – такой же объем разбавленной серной кислоты; в третью – разбавленной азотной кислоты. Какова скорость взаимодействия олова с кислотами? Осторожно нагрейте содержимое всех пробирок. Как изменилась скорость реакции? Напишите уравнения протекающих реакций.

Опыт 3. Взаимодействие олова с концентрированными кислотами. Проведите опыт аналогично предыдущему, используя вместо разбавленных растворов концентрированные кислоты. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Опыт 4. Взаимодействие олова с щелочами. Наберите в пробирку 3-4 мл концентрированного раствора гидроксида калия или гидроксида натрия и добавьте небольшое количество порошка олова. Содержимое пробирки нагрейте до кипения. Напишите уравнение протекающей реакции.

Опыт 5. Взаимодействие олова с неметаллами (опыт проводить под тягой). В пробирку наберите небольшое количество порошкообразного олова и внесите 3-4 мл бромной воды. Содержимое пробирки нагрейте до кипения. Как изменился цвет раствора? Составьте уравнение реакции.

Опыт 6. Гидроксид олова (II) и его свойства. В две пробирки наберите по 4-5 капель раствора хлорида олова (II). Затем в каждую пробирку добавьте по каплям разбавленный раствор щелочи до выпадения осадка. В первую пробирку к полученному осадку прилейте 3-4 мл 2 н. раствора соляной кислоты; во вторую – 3-4 мл концентрированного раствора щелочи. Что происходит в обеих пробирках? Напишите уравнения соответствующих реакций. На какие свойства гидроксида двухвалентного олова они указывают?

Опыт 7. Гидролиз солей олова (II). В сухую пробирку поместите несколько кристалликов хлорида олова (II) и прилейте по каплям небольшое количество дистиллированной воды. Что наблюдается? Напишите уравнение гидролиза, учитывая, что одним из продуктов реакции является основная соль.

Опыт 8. Восстановительные свойства олова (II). В одну пробирку наберите 4-5 капель бромной воды; во вторую – 3-4 капли раствора перманганата калия и 4-5 капель 2 н. раствора серной кислоты; в третью – 3-4 капли дихромата калия и 4-5 капель 2 н. раствора серной кислоты. Во все три пробирки добавьте небольшое количество кристаллического хлорида олова (II). Содержимое пробирок тщательно перемешайте. Что наблюдается? Напишите уравнения протекающих реакций.

Опыт 9. Нерастворимые соли олова(II). В две пробирки наберите по 3-4 капли раствора хлорида олова(II). Затем в первую пробирку прилейте несколько капель раствора сульфида натрия; во вторую – раствора иодида калия. Обратите внимание на цвет полученных соединений. Составьте уравнение реакции в молекулярной и ионной формах.

Опыт 10. Изучение свойств оловянной кислоты. Наберите в пробирку 5-6 капель раствора хлорида олова (IV) и добавьте к нему раствор аммиака. Полученный осадок разделите на две пробирки и установите его амфотерность. Для этого в первую пробирку прилейте концентрированную соляную кислоту до исчезновения осадка, во вторую – концентрированный раствор щелочи. Напишите уравнения реакций, учитывая, что в солянокислой среде четырехвалентное олово находится в виде комплексного иона [SnCl6]2–, а в щелочной среде образует [Sn(OH)6]2–.

Опыт 11. Нерастворимые соединения олова(IV). Наберите в пробирку 3-4 капли раствора хлорида олова(IV) и добавьте к нему свежеприготовленной сероводородной воды до образования осадка. Обратите внимание на цвет осадка. Напишите уравнение реакции. К полученному осадку прилейте раствор сульфида натрия. Что наблюдается? Составьте уравнение реакции.

Лабораторная работа

СВИНЕЦ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

Опыт 1. Получение металлического свинца. Наберите в пробирку 3-4 мл раствора нитрата или ацетата свинца. Выберите по электрохимическому ряду металл, более активный, чем свинец. Очистите его поверхность при помощи наждачной бумаги и опустите в раствор. Что наблюдаете? Напишите уравнение протекающей реакции.

Опыт 2. Взаимодействие свинца с разбавленными кислотами. В четыре пробирки поместите по кусочку свинца. В первую пробирку прилейте 3-4 мл раствора разбавленной соляной кислоты; во вторую – такой же объем разбавленной серной кислоты; в третью – разбавленной азотной кислоты; в четвертую – разбавленной уксусной кислоты. Какова скорость взаимодействия свинца с кислотами? Осторожно нагрейте содержимое всех пробирок. Как изменилась скорость реакции? Напишите уравнения реакций. Объясните малую растворимость свинца в соляной и серной кислотах.

Опыт 3. Взаимодействие свинца с концентрированными кислотами. Проведите опыт аналогично предыдущему, используя вместо разбавленных растворов концентрированные растворы соляной, серной и азотной кислот. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Опыт 4. Взаимодействие свинца с щелочами. Наберите в пробирку 3-4 мл концентрированного раствора гидроксида калия или гидроксида натрия и добавьте небольшой кусочек металлического свинца. Содержимое пробирки нагрейте до кипения. Напишите уравнение протекающей реакции.

Опыт 5. Гидроксид свинца (II) и его свойства. В две пробирки наберите по 4-5 капель раствора нитрата или ацетата свинца (II). Затем в каждую пробирку добавьте по каплям разбавленный раствор щелочи до выпадения осадка. В первую пробирку к полученному осадку прилейте 3-4 мл 2 н. раствора азотной или уксусной кислоты; во вторую – 3-4 мл концентрированного раствора гидроксида натрия или гидроксида калия. Что происходит в обеих пробирках? Напишите уравнения соответствующих реакций. На какие свойства гидроксида двухвалентного свинца они указывают? Щелочной раствор гидроксида свинца разбавьте дистиллированной водой и прокипятите. Какое вещество выпадает в осадок? Напишите уравнение реакции разложения.

Опыт 6. Нерастворимые соли свинца (II). В шесть пробирок наберите по 2-3 капли раствора нитрата или ацетата свинца. В первую пробирку добавьте 2-3 капли раствора сульфида натрия; во вторую – такой же объем раствора хлорида натрия; в третью – сульфата натрия; в четвертую – хромата калия: в пятую – карбоната натрия; в шестую – иодида калия. Обратите внимание на цвет полученных соединений свинца. Составьте уравнения реакций образования плохо растворимых солей свинца.

Опыт 7. Окисление соединений свинца (II). В пробирку наберите 4-5 капель раствора нитрата свинца и добавьте такой же объем профильтрованного раствора хлорной извести. Содержимое пробирки прокипятите. Что наблюдается? Составьте уравнение реакции, учитывая, что образуется оксид свинца (IV).

Опыт 8. Разложение свинцового сурика под действием кислот. В пробирку поместите небольшое количество порошка свинцового сурика и прилейте 5-6 мл разбавленной азотной кислоты. Содержимое пробирки прокипятите в течение нескольких минут. Что наблюдается? Составьте уравнение реакции.

Опыт 9. Окислительные свойства оксида свинца (IV):

А) в пробирку поместите небольшое количество оксида свинца (IV) и прилейте к нему 5-6 капель концентрированной соляной кислоты. Что происходит? Составьте уравнение реакции;

Б) в пробирку наберите 5-6 капель раствора сульфата трехвалентного хрома и добавьте к нему такой же объем концентрированной щелочи. Затем внесите в пробирку небольшое количество оксида свинца (IV) и прокипятите содержимое пробирки. Дайте осадку отстояться и обратите внимание на цвет раствора над осадком. Напишите уравнение реакции;

В) в пробирку поместите небольшое количество оксида свинца (IV), прилейте 3-4 капли раствора сульфата или нитрата марганца (II) и 6-7 капель концентрированной серной или азотной кислоты. Содержимое пробирки прокипятите. Дайте осадку отстояться и обратите внимание на цвет раствора над осадком. Напишите уравнение реакции.

* Комплексные станниты – устаревшее название. Более правильным считается называть их гидроксостаннаты(II).