Контрольные вопросы
Написать уравнения реакций, используя метод электронного или
протонно-кислородного баланса:
Al2O3 + C(т) = Al4C3 + CO^
C(т) + HNО3(умер.к) = ?^ + NO^ + ?
C + 2HNO3(k) = CO2^ + ?^ + ?
C + 18HNO3(k, гор) = C6(COOH)6 + NO2 + ?
C + H2SO4(к) = ?^ + SO2^ + ?
CO(г) + [Ag(NH3)2]OH (р) = Agv + NH3 + (NH4)2CO3
CO(г)+ KMnO4(р)+ H2SO4(p) = ? + ? + CO2^+ ?
CO(г)+ K2Cr2O7(р)+ H2SO4(p) = ?+ ? + CO2^+ ?
HCN(р) + O2(г) = CO2^ + N2^ + ?
KSCN(р) + H2O2 (р) = KHSO4 + HCN + ?
НSCN(р) + KMnO4(р) + KOH = НCN + KHSO4 + ? + ?
НSCN(р)+ KMnO4(р) = HCN + ? + MnO2v
Лабораторная работа 21. Бор и его соединения. Получение и свойства
молекулярный катализ углерод
Получение аморфного бора из буры. Взвесить 15 г буры Na2B4O7 .10H2O. Третью часть ее перенести в железный тигель и нагревать до полного удаления влаги. После того как масса перестанет вспучиваться, всыпать в тот же тигель небольшими порциями остальную буру и снова прокалить.
Раскаленный тигель охладить снаружи в холодной воде, извлечь стекловидную массу и быстро растереть ее в порошок. Приготовить 8 г смеси из обезвоженной буры и порошка магния в отношениях 2:1. Тщательно перемешав, внести смесь в тигель и засыпать сверху порошком сплавленной буры. Тигель закрыть крышкой и сильно прокалить на газовой горелке.
Написать уравнения реакций.
Свойства бора. Поместить в тигель небольшое количество бора. Опустить тигель в раскаленную тигельную печь. Что происходит? Написать уравнения реакций. Испытать бор к действию кислот и щелочей.
Борная (ортоборная) кислота Н3ВО3(т) или Н[Н2ВО3]
Получение борной кислоты из буры. Растворить при нагревании в стакане 12 г буры в 25 мл воды. Какова реакция раствора на лакмус и чем она обусловлена? Написать уравнение реакции гидролиза буры в молекуляр-ной и ионной формах. Как можно усилить гидролиз буры?
Рассчитать, какое количество 25%-ного раствора соляной кислоты необходимо взять для получения борной кислоты из 12 г буры. Отмерить объем кислоты, взяв небольшой избыток (10%), и прилить к горячему раствору буры. Дать раствору медленно остыть. Выделившиеся кристаллы отфильтровать на воронке Бюхнера, отжать между листами фильтровальной бумаги и перекристаллизовать из горячей воды, руководствуясь таблицей растворимости. Определить выход продукта в процентах.
Свойства борной кислоты Н[Н2ВО3]. 1. Рассмотреть под микроскопом и зарисовать форму кристаллов борной кислоты.
2. Приготовить 2-3 мл насыщенного раствора борной кислоты, определить рН раствора, пользуясь универсальным индикатором.
3. Поместить раствор борной кислоты в фарфоровую чашку, упарить на водяной бане почти досуха, добавить немного метилового спирта и поджечь выделяющиеся пары. Чем обусловлена окраска пламени?
4. На часовое стекло налить каплю концентрированного раствора серной кислоты, каплю глицерина и присыпать немного буры. Осторожно перемешать смесь ушком платиновой проволоки и внести в пламя горелки. Как окрашивается пламя? Написать уравнение реакции.
5. Небольшое количество борной кислоты поместить на железную пластину и нагреть пламенем горелки. Что происходит при нагревании борной кислоты? Написать уравнение реакции. Когда масса начнет вспучиваться, прикоснуться к ней стеклянной палочкой и потянуть. Что происходит?
Контрольные вопросы
Написать уравнения реакций, используя метод электронного или
протонно-кислородного баланса:
В(т) + H3РO4(к,гор) = В2О3 + Р + ?
В(т) + HNO3(к, гор) = Н3ВО3 + ?^
В(т) + HNO3(к, гор) + HF(к, гор) = Н[BF4]3ВО3 + NО2^ + ?
В(т) + H2SO4(к,гор) = Н3ВО3 + ?^
В(т) + HCl(к)+ HNO3(к) = Н3ВО3 + Cl2^+ NO^+ ?
В(т)+ NaOH(расплав)+ NaClO3(т) = NaBO2 + NaCl + ?
В(т)+ КOH(расплав) + O2 (г) = КBO2 + ?
Лабораторная работа 22. Свойства щелочных металлов
Внимание! При работе с щелочными металлами необходимо остерегаться воды. Из керосина металлы вынимать только пинцетом, ни в коем случае не брать руками! Не бросать обрезки металлов в банки с мусором и в раковины!
Взаимодействие щелочных металлов с водой (под тягой!). Наполнить кристаллизатор водой и поставить его под тягу. В коробочку из фильтровальной бумаги положить кусочек сухого лития. При полуспущенном окне тяги осторожно поместить коробочку с литием в кристаллизатор с водой. Наблюдать происходящее явление. Испытать действие образовавшегося раствора на фенолфталеин.
Аналогичные опыты проделать с натрием и калием. Написать уравнения реакций.
Сопоставить химическую активность изученных щелочных металлов. От чего она зависит? Почему литий возглавляет ряд напряжений металлов?
Указать положение щелочных металлов в периодической системе элементов Менделеева, электронные конфигурации и размеры их атомов, проявляемые степени окисления. Какой из щелочных металлов образует более прочные двухатомные молекулы в парах? В виде каких соединений встречаются щелочные металлы в природе? Как их получают в свободном состоянии?
Соединения щелочных металлов
Оксиды щелочных металлов
Получение оксидов лития, натрия и калия ( под тягой). На крышку тигля положить маленький кусочек натрия или калия, нагреть крышку снизу и, когда металл расплавится, поджечь его сверху пламенем горелки. Когда весь металл сгорит, охладить полученное вещество и растворить его в 2-3 мл дистиллированной воды. К полученному раствору прилить раствор йодида калия, подкисленный разбавленным раствором серной кислоты, и 2-3 капли крахмального клейстера. Что наблюдается? Какие вещества образуются при горении натрия на воздухе? Как получить оксиды этих элементов?
Проделать аналогичный опыт с металлическим литием. Что образуется в этом случае? Как получить перекись лития? Какие продукты образуются при взаимодействии рубидия и цезия с кислородом воздуха?
Почему при горении щелочных металлов на воздухе одни образуют оксиды, а другие пероксиды? Как изменяется устойчивость оксидов и пероксидов щелочных металлов при нагревании? Почему образование пероксидов, а также озонидов наиболее характерно для щелочных металлов?
Гидроксиды щелочных металлов. Как изменяется растворимость гидроксидов щелочных металлов в ряду литий--цезий? Каким образом получают гидроксиды щелочных металлов в промышленности?
Соли щелочных металлов
Получение карбоната натрия. На дно фарфорового тигля поместит 0,5 г гидрокарбоната натрия и прокалить его на газовой горелке в течение 20-30 мин. Полученное после прокаливания вещество (каков его состав?), растворить в воде и испытать отношение этого раствора к индикаторам. Что наблюдается? Какая соль сильнее гидролизуется: карбонат или гидрокарбонат натрия? Почему? Написать формулы веществ, известных под названиями: сода кристаллическая, сода кальцинированная, сода двууглекислая, сода каустическая.
Карбонат лития. К 2-З мл насыщенного раствора сульфата или хлорида лития прилить насыщенный раствор карбоната натрия. Что наблюдается? Написать уравнение реакции. Ознакомиться с растворимостью в воде карбонатов щелочных металлов.
Малорастворимые соли натрия и калия. 1. К 1 мл насыщенного нейтрального раствора какой-либо соли калия прилить раствор гидротартрата натрия NaHC4H4O6 или перхлората натрия. Написать уравнение реакции.
Окраска пламени солями лития, натрия и калия. В бесцветное пламя горелки внести платиновую или нихромовую проволоку. Если пламя при этом окрашивается, то следует промыть проволоку соляной кислотой и прокалить в пламени горелки до получения бесцветного пламени. Опустить платиновую проволоку в раствор хлорида калия и внести в бесцветное пламя горелки. Что наблюдается?
Проделать аналогичные опыты с растворами хлоридов натрия и лития. Окрашивание пламени солями калия наблюдать через индиговую призму.
Контрольные вопросы
Написать уравнения реакций, используя метод электронного или
протонно-кислородного баланса:
Na(т) + H2SO4(безвод) = ? + H2^
Na(т) + HNO3(к) = ? + N2^ + ?
Na(т) + HNO3(р) = ? + NH4NO3 + ?
Me2O2 (т) + H2SO4 (pр) = ? + ? + O2
Me2O2(т)+ KMnO4 + H2SO4 (p) = ? + ? + ? + ? + O2
Me2O2 (т) + CO2(г) = ? + O2(г)
Na2O2 (т) + Mn (т) = MnO + Na2O
Na2O2 (т) + NaI(p) + H2SO4 (p) = ? + ? + ?
КО2 (т) + H2O = ? + H2O2 + О2^
KOH(т) + О3(г) = КО3 + ? + O2^
MeO3(т) + HCl(pр) = ? + ? + O2^ ( Me = K, Rb, Cs)
MeO3(т) + HCl(pр) = ? + ? + O2^+ Cl2 ( Me = K, Rb, Cs)
MeOH(т) + NO(г) = MeNO2 + N2O + ?
MeOH(т) + NO(г) = MeNO2 + N2 + ?
MeOH (p) + NO(г) + NO2(г) = MeNO2 + ?
Лабораторная работа 23. Бериллий, магний, кальций, стронций и барий
Получение и свойства гидроксида бериллия. К 4-5 мл 2%-ной раствора сульфата бериллия прилить по каплям."10%-ный раствор аммиака до полного выпадения осадка. Испытать отношение гидроксида бериллия к 10.%.-ным растворам щелочей и кислот. Прокипятить полученный щелочной раствор гидроксида бериллия. Что при этом выпадает в осадок? Почему при охлаждении осадок не исчезает?
Как можно объяснить, что при нагревании водного раствора бериллата щелочного металла выпадает гидроксид бериллия, а при нагревании водного раствора хлорида или сульфата бериллия осадка гидроксида бериллия не образуется? Написать уравнения реакций и объяснить происходящие пpoцессы. Чему равно координационное число бериллия в бериллате. Получение и свойства гидроксида магния. Получить в пробирке гидроксид магния действием раствора щелочи на раствор какой -либо соли магния. Разлить содержимое пробирки на три части и испытать отношение гидроксида магния к 10%-ным растворам кислот, щелочи и хлорида аммония. Написать уравнения реакций. Можно ли полностью осадить гидроксид магния, если вместо щелочи использовать раствор аммиака? К какому типу гидроксидов относятся гидроксиды бериллия и магния?Написать уравнения реакций диссоциации гидроксидов бериллия имагния.
Карбонаты бериллия и магния
Основной карбонат магния (белая магнезия). К нагретому до 50° С раствору сульфата или хлорида магния прилить раствор карбоната натрия до полного осаждения. Каков состав полученного вещества? Отфильтровать выпавший осадок, промыть водой и высушить в сушильном шкафу при температуре 100-150°.
Нагреть фильтрат до кипения. Что наблюдается? Написать уравнения реакций.
Какие реакции последовательно протекают в растворах солей бериллия и магния при действии на них карбонат-ионов? В результате каких процессов образуются гидроксо-ионы бериллия и магния? Как можно получить нормальный карбонат магния?
Магнийаммонийфосфат. К 3-4 мл раствора хлорида магния прилить раствор аммиака. Что наблюдается? Затем прилить по каплям насыщенный раствор хлорида аммония до растворения осадка. Как это объяснить? Затем внести в пробирку 1 мл раствора фосфата натрия. Что наблюдается? Прилить к образовавшимся кристаллам соляную кислоту. Объяснить растворение осадка. Написать уравнения реакций.
Определение общей жесткости воды. За единицу жесткости принята величина, показывающая суммарное содержание кальция и магния в количестве 1 мг-экв на 1 л воды. Вода с жесткостью менее 4 мг-экв/л называют мягкой, от 4 до 8 - средней, от 8 до 12 - жесткой
Используют комплексонометрический метод определения жесткости воды с помощью «трилона-Б». Метод основан на способности двузамещенной натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (технические названия- «трилон-Б», комплексон») образовывать с ионами магния и кальция малодиссоциированные комплексы.
В качестве индикатора используются оксинитрокрасители, например, хромоген-черный.
Ход определения. В коническую колбу емкостью 200 мл отмеривают необходимый объем исследуемой воды, добавляют мензуркой дистиллированную воду до общего объема в 100 мл, 5 мл буферного раствора (20 г NH4Cl растворить в воде, добавить 100 мл 25% раствора аммиака и, добавляя дистиллированную воду, довести объем раствора до 1 л, для поддержания рН~ 10) и 4-7 капель индикатора хромоген-черного.
Жидкость перемешивают, после чего титруют 0,02 н. раствором трилона до перехода окраски из фиолетово-красной в голубую. Конец титрования
становится наиболее заметным, если рядом поставить оттитрованную пробу, до цвета которой следует титровать исследуемую пробу. При дальнейшем добавлении трилона цвет и его интенсивность не изменяются.
Обоаботка результатов. Вычисление содержания суммы ионов кальция и магния х (в мг-экв на 1 л исследуемой воды) производится по следующей формуле:
х = (Vтр .Nтр .1000) / VH2O
Пример. При титровании 50 мл исследуемой воды (плюс 50 мл дистиллированной) израсходовано 12,55 мл раствора трилона с нормальностью 0,0203. Отсюда суммарное содержание ионов кальция и магния будет соответствовать: