Экспериментальная часть Лабораторная работа № 14

Опыт 1. Изучение свойств металлов.

а) В пробирку с раствором соли менее активного металла (кадмия, ртути) вносят кусочек цинка. Что наблюдается? Дать объяснение с помощью ряда стандартных электродных потенциалов.

б) В три пробирки поместить по кусочку гранулированного цинка и налить небольшое количество: в одну - разбавленную серную кислоту, в другую - концентрированную серную кислоту, в третью - разбавленную азотную кислоту. Вторую пробирку (с концентрированной H₂SO₄) нагреть на водяной бане. Что наблюдается? Написать уравнения реакций.

в) В пробирку внести небольшое количество цинковой пыли и добавить 30%-ного раствора щелочи. Пробирку нагреть на водяной бане. Что происходит? Написать уравнение реакции.

Опыт 2. Получение и свойства гидроксидов.

В три пробирки налить соответственно растворы нитрата цинка, нитрата кадмия и нитрата ртути (II). В каждую из них добавить раствор щелочи. Что происходит? Отметить цвет образующихся осадков. Докажите амфотерность гидроксида цинка. Напишите все необходимые уравнения реакций.

Опыт 3. Получение и свойства сульфидов (ТЯГА!).

Поместить в три пробирки отдельно растворы солей цинка, кадмия и ртути (II) и подействовать на них раствором сульфида аммония или натрия. Отметить цвет осадков. Осадки промыть дистиллированной водой, отцентрифугировать их и испытать на растворимость в 2н. растворе H₂SO₄. Какой из осадков растворяется? Сопоставить величины произведений растворимости и объяснить растворение осадка в одной из пробирок. Написать уравнения реакций.

Опыт 4. Комплексные соединения цинка, кадмия и ртути.

а) В одну коническую пробирку налить раствор соли цинка, в другую - раствор соли кадмия. В каждую пробирку добавить по каплям раствор аммиака до растворения первоначально образовавшегося осадка. Объяснить причину растворения осадков. Написать уравнения реакций.

б) В пробирку с раствором нитрата ртути (II) прилить раствор йодида калия до образования осадка. Отметить его цвет. Затем продолжать приливать раствор KJ до полного растворения осадка. К полученному раствору добавить концентрированный раствор щелочи. К полученному реактиву Несслера добавить концентрированного раствора аммиака. Наблюдают осаждение йодида основания Миллона. Написать уравнения реакций

Опыт 5. Получение основных карбонатов.

К растворам солей цинка, кадмия и ртути приливают концентрированный раствор карбоната натрия. Что происходит? Написать уравнения реакций. Какой осадок образуется в опыте с солью ртути, почему? Испытать отношение полученных осадков к действию разбавленных кислот.

Опыт 6. Получение цинкаммонийфосфата и изучение его свойств.

Цинкаммонийфосфат выпадает в осадок при взаимодействии сульфата цинка и гидрофосфата аммония (или натрия) в аммиачной среде в присутствии хлорида аммония:

ZnSO₄ + Na₂HPO₄ + NH₄Cl  ZnNH₄PO₄ + Na₂SO₄ + HCl

Взвешивают 5г кристаллогидрата сульфата цинка. Навеску переносят в стакан емкостью 200 мл и растворяют в 50 мл дистиллированной воды. Рассчитанные по уравнению реакции навески Na₂HPO₄12H₂O и NH₄Cl (в полуторакратном избытке) растворяют в 40 мл дистиллированной воды, добавляют несколько капель концентрированного водного раствора аммиака и при постоянном перемешивании сливают полученные растворы. Выпавший осадок отфильтровывают, сушат в сушильном шкафу при температуре, не превышающей 150^оС, и после охлаждения взвешивают. Рассчитывают выход продукта (в %). Небольшое количество (около 0,5 г) полученного цинкаммонийфосфата помещают в небольшой фарфоровый тигель и прокаливают в пламени горелки. Что происходит? Написать уравнения реакций.

Опыт 7. Получение карбоната цинка.

При действии на растворы солей цинка водных растворов карбонатов щелочных металлов осаждается основной карбонат цинка. Средний карбонат цинка ZnCO₃ может быть получен при обработке растворов солей цинка раствором KHCO₃, насыщенным при 3^оС диоксидом углерода:

ZnCl₂ + 2KHCO₃  ZnCO₃ + 2KCl + CO₂ + H₂O

Взвешивают 5г кристаллогидрата хлорида цинка и навеску растворяют в 50 мл дистиллированной воды. Рассчитанную по уравнению реакции навеску гидрокарбоната калия растворяют в 50 мл воды, раствор переливают в коническую колбу и помещают ее в кристаллизатор со льдом. Через раствор KHCO₃ пропускают 15 мин диоксид углерода из аппарата Киппа. Не прекращая подачу газа, в коническую колбу при постоянном перемешивании приливают раствор хлорида цинка. Выпавший осадок ZnCO₃ отфильтровывают, сушат в сушильном шкафу при температуре, не выше 110^оС, и после охлаждения взвешивают. Рассчитывают выход продукта (в %).

Небольшое количество ZnCO₃ вносят в пробирку и нагревают. Наблюдают выделение СО₂ (проба - тлеющей лучинкой). Написать уравнение реакции.

Опыт 8. Изучение гидролиза хлорида цинка.

Концентрированные растворы хлорида цинка устойчивы, а при их разбавлении наблюдается выпадение осадка в результате протекания гидролиза соли.

Задачей опыта является определение концентрации раствора хлорида цинка, при которой наблюдается выделение осадка, и изучение влияния на гидролиз ZnCl₂ хлорида калия. Концентрацию, при которой начинает выпадать осадок, определяют визуально по помутнению раствора при титровании водой или раствором, содержащем хлорид калия.

В мерную колбу емкостью 50 мл вносят навеску кристаллогидрата хлорида цинка, необходимую для приготовления 10М раствора и приливают дистиллированную воду до метки, раствор тщательно перемешивают.

С помощью пипетки отбирают 2 мл полученного раствора хлорида цинка и переносят в коническую колбу для титрования. Из бюретки небольшими порциями приливают дистиллированную воду и фиксируют момент выпадения осадка (помутнение раствора). Исходя из объема прилитой дистиллированной воды, рассчитывают концентрацию ZnCl₂, при которой образуется осадок.

Для выяснения влияния хлорида калия на гидролиз хлорида цинка готовят 50 мл 10М раствора хлорида цинка в 1М растворе хлорида калия, 2 мл этого раствора переносят в колбу для титрования и титруют 1М раствором КСl. Рассчитывают концентрацию ZnCl₂, при которой образуется осадок в 1М растворе KCl. Как влияет присутствие хлорида калия на гидролиз ZnCl₂?