Химия (стр. 5 )

(ZnOH)2CO3 на его поверхности. В растворах щелочей пленка растворяется.

Благодаря небольшому радиусу и наличию свободных электронных уровней ион цинка Zn2+ является хорошим комплексообразователем. Кислоты интенсивно взаимодействуют с цинком.

6.3 Экспериментальная часть

6.3.1 Опыт 1. Действие кислот на цинк (опыт проводится под тягой).

В три пробирки поместите немного гранулированного цинка и налейте в одну из них разбавленную серную кислоту, во вторую - концентрированную серную кислоту, в третью - разбавленную азотную кислоту. Пробирку с концентрированной серной кислотой осторожно нагрейте, наблюдайте изменения, происходящие в пробирках. Напишите уравнения окислительно-восстановительных реакций, учитывая, что восстановление серы и азота во 2 и 3 реакциях идет до конца.

6.3.2 Опыт 2. Действие щёлочи на цинк.

Поместите в пробирку немного цинковой пыли и налейте в нее 2-3 мл 30% раствора гидроксида натрия и калия. Пробирку нагрейте. Наблюдайте выделение газа (какого?). Напишите уравнение реакции.

6.3.3 Опыт 3. Свойства гидроксида цинка.

Налейте в пробирку 1-2 мл раствора соли цинка и добавьте по каплям раствора гидроксида натрия или калия. Полученный осадок распределите в 2 пробирки и подействуйте на него в одной пробирке раствором соляной кислоты, в другой – 10% раствором гидроксида натрия или калия. Что происходит? Напишите уравнения реакций, сделайте вывод о характере гидроксида.

6.3.4 Опыт 4. Комплексное соединение цинка.

Налейте в пробирку 1-2 мл раствора соли цинка, добавьте немного раствора гидроксида аммония до образования осадка, а затем до его растворения. Напишите уравнения реакций, зная, что образуется аммиакат цинка и что координационное число цинка равно 4.

6.3.5 Опыт 5. Сульфид цинка (опыт проводится под тягой).

На кусочек асбеста поместите немного смеси серы и цинка (пыли), взятых в весовых отношениях 1:2, и в вытяжном шкафу осторожно подожгите горящей лучиной.

Растворите образовавшийся порошок в растворе серной кислоты. Пробирку слегка нагрейте и поднесите к ее отверстию «свинцовую» бумажку. О чем свидетельствует почернение бумажки? Напишите уравнение реакции.

6.3.6 Опыт 6. Цинк в ряду напряжений металлов.

Опустите кусочки цинка в растворы солей алюминия, магния, железа, меди. Что наблюдается? Какие металлы имеют больший потенциал, чем у цинка? Какие меньший?

6.4 Контрольные вопросы и задачи

6.4.1 Положение цинка в периодической системе.

6.4.2 Степень окисления цинка в соединениях.

6.4.3 Оксид и гидроксид цинка.

6.4.4 Комплексные соединения цинка.

6.4.5 Составьте уравнения реакций:

ZnS + O2

Zn + HNO3 NH4NO3 +…

Zn + H2SO4 H2S +…

7 ОЛОВО, СВИНЕЦ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

Лабораторная работа № 23

7.1 Цель лабораторной работы

Изучение свойств олова, свинца и некоторых их соединений.

7.2 Теоретическая часть

Олово и свинец вместе с углеродом, кремнием и германием образуют главную подгруппу четвертой группы периодической системы элементов. Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня этих элементов описывается формулой ns2np2, следовательно, для элементов рассматриваемой группы характерны степени окисления +2 и +4.

При переходе от углерода к свинцу размеры атомов возрастают, при этом неметаллические свойства будут ослабевать, а легкость отдачи электронов, т. е. металлические свойства, возрастать. Действительно, у олова и свинца металлические свойства преобладают над неметаллическими.

На воздухе при комнатной температуре олово покрывается тонкой защитной пленкой, поэтому оно является химически стойким металлом. При нагревании выше температуры кипения олово постепенно превращается в диоксид олова SnO2.

Вода на олово не действует. Разбавленные соляная и серная кислоты действуют на него очень медленно, что объясняется большим перенапряжением выделения водорода на этом металле. Концентрированные растворы этих кислот, особенно при нагревании, растворяют олово с образованием, соответственно, хлорида олова (II), и сульфата олова (IV).

С азотной кислотой олово взаимодействует тем интенсивнее, чем выше концентрация кислоты и температура. В разбавленной кислоте образуются растворимый нитрат олова (II), а в концентрированной – оловянная кислота H2SnO3.

Концентрированные щелочи также растворяют олово с образованием станнитов Na2SnO2. В растворах станниты существуют в гидратированных формах, образуя гидростанниты Na.

Свинец на воздухе быстро покрывается тонким слоем оксида, защищающего его от дальнейшего окисления. Вода сама по себе не взаимодействует со свинцом, но в присутствии воздуха свинец постепенно разрушается водой с образованием гидроксида свинца (II) Pb(OH)2.

При соприкосновении с жесткой водой свинец покрывается защитной пленкой нерастворимых солей (сульфата и гидроксокарбоната свинца), препятствующей дальнейшему разрушению металла.

Разбавленные соляная и серная кислоты почти не действуют на свинец из-за значительного перенапряжения выделения водорода на свинце, а также в связи с малой растворимостью хлорида и сульфата свинца, закрывающих поверхность металла. В концентрированной серной кислоте, особенно при нагревании свинец интенсивно растворяется с образованием растворимой кислой соли Pb(HSO4)2.

В азотной и уксусной кислотах свинец легко растворяется.

В щелочах свинец растворяется, хотя и с небольшой скоростью; более интенсивно растворение идет в горячих разбавленных растворах с образованием гидроксоплюмбатов .

Все растворимые соединения свинца ядовиты!

7.3 Экспериментальная часть

7.3.1 Опыт 1. Свойства гидроксида олова.

К 2-3 мл раствора хлорида олова (II) прилейте такое же количество раствора гидроксида аммония. Получившийся осадок разделите на две части. К одной прибавьте избыток раствора гидроксида натрия, к другой – соляной кислоты. Сделайте вывод о характере гидроксида олова. Составьте уравнения реакций.

7.3.2 Опыт 2. Свойства гидроксида свинца.

Из имеющихся на столе реактивов получите гидроксид свинца и докажите его амфотерный характер. Составьте уравнения реакций.

7.3.3 Опыт 3. Получение малорастворимых солей свинца.

а) В отдельные пробирки к 1-2 мл раствора соли свинца (II) прибавьте такой же объем хлорида натрия, иодида калия, серной кислоты. Каков цвет осадков? Составьте уравнения реакций.

б)Налейте в пробирку 1-2 мл раствора ацетата свинца, добавьте равный объем карбоната натрия и нагрейте. Составьте уравнения реакций, считая, что образуется гидроксокарбонат свинца. В какой кислоте можно растворить этот осадок? Проверьте свои предположение на опыте. Составьте уравнения реакций.

7.4 Контрольные вопросы и задачи

7.4.1 Составьте электронные формулы олова и свинца. Какую степень окисления проявляют эти металлы в соединениях?

7.4.2 Охарактеризуйте отношение олова и свинца к кислороду, воде, соляной и разбавленной серной кислоте.

7.4.3 Как действует на олово концентрированная соляная кислота? Напишите уравнение реакции.

7.4.4 Напишите уравнения реакций между оловом и концентрированной серной кислотой.

7.4.5 Как олово взаимодействует с азотной кислотой различной концентрации. Напишите соответствующие уравнения реакций.

7.4.6 Охарактеризуйте действие щелочей на олово, подтвердите соответствующими уравнениями реакций.

7.4.7 Как действует на свинец концентрированная серная кислота? Какие вещества образуются при реакции?

7.4.8 В каких кислотах свинец растворяется? Ответ подтвердите соответствующими уравнениями реакций.

7.4.9 Охарактеризуйте действие щелочей на свинец. Напишите уравнения реакций.

7.4.10 Напишите уравнения гидролиза хлорида олова(II). Почему эта соль будет подвергаться гидролизу? Какая будет при этом реакция среды?

7.4.11 Напишите уравнения реакций получения нерастворимых солей свинца.

8 УГЛЕРОД И КРЕМНИЙ

Лабораторная работа № 24

8.1 Цель лабораторной работы

Изучение свойств углерода и некоторых соединений углерода и кремния.

8.2 Теоретическая часть

Углерод и кремний – элементы главной подгруппы четвертой группы. Их электронные формулы:

6C 1s22s22p2 ; 14Si 1s22s22p63s23p2.

Спинвалентность углерода и кремния в нормальном состоянии равна 2 (т. к. имеются два неспаренных электрона на внешнем уроне):

n=2 p

s

При подведении дополнительной энергии один из s-электронов может занять свободную р-орбиталь:

n=2

И тогда все четыре электрона внешнего энергетического уровня будут непарными и спинвалентнасть будет равна 4.

Поскольку электронная конфигурация, соответствующая полному или половинному заполнению подуровня, является устойчивой, то соединения углерода и кремния, содержащие их в четырехвалентном состоянии, более устойчивы, и именно они встречаются в природе.