Опыт 7. Восстановительные свойства галогеноводородов и галид- ионов.

а) Восстановление серной кислоты.

В три пробирки положить по 2-3 кристаллика: в первую – хлориды какого-либо металла, во вторую – бромида и в третью – иодида. В каждую пробирку добавить по 2-4 капли концентрированной серной кислоты (пл. 1,84 г/см³). Наблюдать появление белого дыма галогеноводородов в первый момент во всех трех пробирках.

Отметить во второй пробирке выделение бурых паров брома и диоксида серы SO₂, в третьей – фиолетовых паров иода, серы и сероводорода, образующихся вследствие окислительно-восстановительных реакций между получившимися HBr и HI и избытком концентрированной серной кислоты. Протекла ли вторичная реакция в опыте получения хлороводорода?

Написать уравнение реакции взаимодействия хлорида, бромида и иодида калия или натрия с серной кислотой в начале опыта и уравнения вторичных процессов. Расположить галогеноводороды в порядке возрастания их восстановительной активности. В чем проявилось различие восстановительных свойств галогеноводородов и чем это объясняется?

б) Восстановление трихлорида железа.

В две пробирки внести по 3-4 капли растворов: в одну – бромида калия, в другую- иодида. В обе пробирки добавить по 3-4 капли бензола или бензина и по 1-2 капли раствора трихлорида железа. Наблюдается ли изменение окраски органического растворителя? В каком случае произошло восстановление трихлорида железа? Написать соответствующее уравнение реакции. Пойдет ли аналогичная реакция с хлоридом калия? Объяснить причину изменения восстановительных свойств галид-ионов исходя из электронной структуры.

Могут ли отрицательные ионы галогенов являться окислителями? Ответ обосновать.

Опыт 8. Взаимодействие брома с алюминием.

В демонстрационную пробирку, закрепленную в штативе над поддоном с песком, налить бром. Опустить в него алюминиевый шарик (фольга). Описать наблюдения, записать уравнение реакции. Для чего нужен поддон с песком? Сделать соответствующий вывод.

Соединение азота. Свойства

Опыт 1. Получение аммиака и исследование его свойств

В фарфоровой ступке приготовить небольшое количество смеси хлорида аммония и гашеной извести (по 1/8 объёма пробирки каждого вещества) и тщательно растереть пестиком. Обратить внимание на запах. Наблюдается ли взаимодействие между взятыми веществами при обычных условиях? В пробирку до ¼ её объёма насыпать приготовленную смесь, закрыть пробкой с газоотводной трубкой и укрепить в штативе. Капилляр и газоотводную трубку соединить резиновой трубкой. Приготовить фарфоровую чашку (или маленький кристаллизатор) с водой, куда добавить 3-4 капли фенолфталеина. Слегка подогреть пробирку со смесью и к отверстию капилляра поднести влажную красную лакмусовую бумажку. По её посинению и по запаху убедиться в выделении аммиака. Смочить стеклянную палочку концентрированной соляной кислотой. И поднести к концу капиллярной трубки. Как объяснить образование белого дыма? Нагревать смесь в течении 3-4 мин., пока пробирка наполнится аммиаком. Наполнение определить по посинению влажной лакмусовой бумажки, которую поднести к отверстию пробирки. Наполненную аммиаком пробирку плотно закрыть пробиркой и разъединить пробирку с капилляром от газоотводной трубки. Быстро закрыть капилляр пальцем и, перевернув пробирку верх дном, опустить капилляр в кристаллизатор с водой. Под водой капилляр открыть и наблюдать быстрое заполнение пробирки водой (фонтан). Обратить внимание на краску раствора. На присутствие каких ионов она указывает? Описать наблюдаемые явления и объяснить их. Написать уравнения реакций: получения аммиака, взаимодействие аммиака с хлористым водородом, взаимодействие аммиака с водой на влажной лакмусовой бумаге и причины посинения последней. На какие свойства аммиака указывает образование фонтана?

Опыт 2. Получение оксидов азота и азотной кислоты

Оксид азота (II) мало растворим в воде, поэтому его можно собирать над водой. Приготовить кристаллизатор или фарфоровую чашку с водой. Коническую пробирку, наполненную водой, закрыть пальцем, перевернуть верх дном и опустить в приготовленный кристаллизатор с водой. Следить, чтобы в пробирку не проник воздух и чтобы на неё не вылилась вода. В микроколбу прибора поместить 2-4 маленьких кусочка медной стружки и 4-8 капель разбавленной азотной кислоты. Закрыть колбу пробкой с газоотводной трубкой. Трубку опустить в чашку с водой. После того, как воздух из прибора будет вытеснен (1-2 мин.), конец газоотводной трубки подвести под пробирку с водой. Если реакция идёт недостаточно энергично, пробирку слегка подогреть. Наполнить пробирку газом на ¾ объёма, оставив в неё немного воды. Какой газ собран в пробирке? Почему вначале опыта в колбе был газ бурого цвета? Какой это газ и как образуется? Почему исчезла бурая краска? Закрыть пробирку под водой пальцем, вынуть из воды и перевернуть отверстием вверх. Открыть пробирку на 1-2 сек. И снова, закрыв пальцем, наблюдать образование бурого цвета. Объяснить это явление. Чтобы лучше видеть побурение газа, держать пробирку на белом фоне. Не открывая пробирки, встряхнуть её несколько раз до полного растворения диоксида азота в воде, находящийся в пробирке. Снова открыть пробирку, наблюдать образование бурого газа, и, встряхивая её, растворить газ в воде. К полученному раствору, добавить 2-3 капли нейтрального раствора лакмуса. Какова реакция среды на лакмус? Как это объяснить? Написать уравнения реакции:

а) получения оксида азота (II) взаимодействием разбавленной азотной кислоты с медью;

б) окисления оксида азота (II) до оксида азота (IV) и полимеризации оксида азота (IV);

в) взаимодействия диоксида азота с водой, протекающего с образованием азотной и азотистой кислот;

г) диспропорционирования (самоокисления – самовосстановления) азотной кислоты.

В чём различие физических и химических свойств оксида азота (II) до оксида азота (IV) (окраска, растворение в воде, окислительно-восстановительные свойства)?

Опыт 3. Получение азотистой кислоты и ее распад

К 4-6 каплям насыщенного раствора нитрита калия или натрия добавить 1-3 капли 2н раствора серной кислоты. Отметить появление голубой окраски азотистого ангидрида и объяснить образование бурого газа над раствором. Написать уравнения реакций:

а) взаимодействие нитрита калия с серной кислотой;

б) разложения азотистой кислоты;

в) распад азотистого ангидрида.

Почему разложение азотистой кислоты называют самоокислением – самовосстановлением? Какой элемент здесь окисляется и восстанавливается?

Опыт 4. Окислительно-восстановительные свойства нитритов

Окисление нитритом иодида калия.

1. Внести в пробирку 2-4 капли раствора иодида калия и столько же 2н серной кислоты. Добавить 2-4 капли раствора нитрита калия или натрия. Чем вызвано сильное побурение раствора? Написать соответствующее уравнение реакции, учитывая, что нитрит восстанавливается до оксида азота, а иодид калия окисляется до свободного йода.

2. Взаимодействие нитрита калия с перманганатом. В пробирку внести 2-3 капли 2н раствора нитрита калия. Отметить изменения окраски раствора и указать причину этого изменения. В какое соединение переходит при этом нитрит калия? Написать уравнение реакции, учитывая, что степень окисления марганца изменяется от +7 до +2. Окислителем или восстановителем является нитрит калия в этой реакции?

Опыт 5. Окислительные свойства азотной кислоты

1. Взаимодействие разбавленной азотной кислоты с медью и оловом

В 2 пробирки внести по 3-4 капли разбавленной азотной кислоты. В одну из пробирок опустить кусочек медной стружки, в другую – кусочек олова. Отметить, что на холоде в обоих случаях реакция идёт с образованием, главным образом, бесцветного газа NO и нитратов олова (II) и меди (II). Лёгкое побурение газа вначале реакции объясняется частичным окислением оксида азота (II) кислородом воздух, находящегося в пробирке. Написать уравнение реакций взаимодействия разбавленной азотной кислоты с оловом и медью на холоде.

2. Взаимодействие концентрированной азотной кислотой с медью и оловом.

В 2 пробирки поместить по маленькому кусочку меди и олова. Прибавить к ним по 3-5 капель концентрированной азотной кислоты. Как протекает реакция на холоде? Осторожно подогреть обе пробирки. Отметить свои наблюдения и написать соответствующие уравнения реакций, считая, что при нагревании в обоих случаях азотная кислота восстанавливается, главным образом, до NO₂. Олово окисляется до Sn (IV), образуя осадок оловянных кислот сложного состава: x SnO₂ · y H₂O. При составлении уравнения применять простейшие формулы метаоловянной кислоты H₂SnO₃. Медь окисляется до нитрата меди (III).

Опыт 6 . Соли азотной кислоты

1. Разложение нитрата калия.

2-3 микрошпателя сухого нитрата калия поместить в цилиндрическую пробирку. Укрепив её наклонно в штативе, нагреть до расплавления соли. Внести тлеющую лучинку в отверстие пробирки и установить, какой газ выделяется. Нагревание продолжать до прекращения выделения пузырьков газа. Добавив в охлаждённую пробирку 5-7 капель воды, растворить твёрдый осадок. Убедиться, что полученный раствор содержит нитрит калия. Как изменилась окраска растворов? Написать соответствующие уравнения реакций.