Лабораторная работа №4 определение качественного состава веществ
Цель работы
Изучение качественных методов определения состава веществ.
Оборудование и реактивы
Нихромовая проволока, пипетка, пробирки, пробка с газоотводной трубкой, пробиркодержатель, спиртовка, спички, штатив, фильтровальная бумага, вата.
Медь (стружки и пластинка), оксид меди (II) CuO (к), сульфат меди (II) CuSO4 (к/безводный), сахароза С12Н22О11 (к); растворы: соляная кислота HCl, серная кислота H2SO4 (разб. и конц.), азотная кислота HNO3 (разб.), фосфорная кислота Н3РО4 (разб.), уксусная кислота СН3СООН (2 н.), гидроксид натрия NaОН, гидроксид кальция Са(ОН)2 (известковая вода), аммиак NH3, хлорид аммония NH4Cl, нитрат серебра AgNO3, хлорид алюминия AlCl3, хлорид бария BaCl2, хлорид кальция CaCl2, хлорид хрома (III) CrCl3, сульфат меди (II) CuSO4, хлорид железа (III) FeCl3, сульфат железа (II) FeSO4, нитрат ртути (I) Hg2(NO3)2, тиоционат калия KNCS (или NH4NCS), бромид калия KBr, хлорид калия KCl, иодид калия КI, хромат калия K2CrO4, хлорид натрия NaCl, нитрат натрия NаNO3, сульфат натрия Na2SO4, карбонат натрия Na2СО3, нитрат свинца (II) Pb(NО3)2, сульфат цинка ZnSO4, гексацианоферрат (III) калия К3[Fе(СN)6], гексацианоферрат (II) калия К4[Fе(СN)6], гексанитритокобальтат (III) натрия Na3[Co(NO2)6], дистиллированная вода; универсальная индикаторная и фенолфталеиновая бумага.
Экспериментальная часть8
Опыт 1. Окрашивание пламени солями щелочных и щелочноземельных металлов
Нихромовую (платиновую) проволоку тщательно очистите от следов солей, для этого смочите ее в растворе HCl и прокалите в пламени (до полного исчезновения окраски пламени). Петлю проволоки смочите исследуемым раствором и внесите в несветящееся пламя горелки. Поочередно, пользуясь разными проволоками, испытайте соединения калия, натрия, кальция и бария. Отметьте окраску пламени.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Опыт 2. Открытие иона NH4+
К раствору соли аммония (NH4Cl) добавьте равный объем раствора NaOH и осторожно нагрейте. Обратите внимание на запах выделяющегося газа ______________. Закройте отверстие пробирки влажной универсальной индикаторной или фенолфталеиновой бумагой.
NH4Cl
+ NaOH
= NaCl
+ NH3↑
+ H2О
NH3
+ H2О
NH4+
+ OH–
________________________________________________________________________________
Опыт 3. Открытие катиона К+
К нескольким каплям раствора КСl прибавьте равный объем свежеприготовленного раствора Na3[Co(NO2)6]. Образующийся ярко-желтый осадок гексанитритокобальтата (III) калия-натрия К2Na[Co(NO2)6] растворим в сильных кислотах (примечание: катион NH4+ образует такой же осадок; присутствии щелочей разлагает реактив).
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Опыт 4. Открытие катиона Ag+
К 2–3 каплям раствора AgNO3 добавьте 3–4 капли воды и 3–4 капли раствора K2CrO4. Обратите внимание на цвет осадка (кирпично-красный) и проверьте его растворимость в кислотах и щелочах.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Опыт 5. Открытие катиона Pb2+
5.1. К раствору K2CrO4 добавьте несколько капель раствора Pb(NО3)2. Полученный желтый осадок PbCrO4 разделите на четыре части и прилейте растворы разб. NaОН, HNO3, NH4OH и СН3СООН соответственно.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
5.2. К раствору Pb(NО3)2 прилейте раствор КI. Получив желтый осадок ________, прибавьте в пробирку немного воды и 2 н. раствор СН3СООН, пробирку нагрейте, а затем охладите в струе холодной воды. Наблюдайте растворение осадка при нагревании и снова образование при охлаждении в виде блестящих золотистых кристаллов.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Опыт 6. Открытие катиона Hg22+
6.1. К раствору K2CrO4 добавьте несколько капель раствора Hg2(NO3)2, при этом образуется красный осадок Hg2CrO4. Разделите полученную смесь на две части и налейте растворы разбавленных NаОН и НNО3 соответственно.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
6.2. На медную пластинку (или монету) поместите каплю раствора Hg2(NO3)2 и дайте постоять 2–3 мин. Смойте раствор водой и протрите пятно фильтровальной бумагой, оно становится блестящим.
________________________________________________________________________________
Опыт 7. Открытие катиона Cr3+
В первую пробирку налейте раствор CrCl3, во вторую раствор AlCl3, затем в каждую добавьте 2 н. раствор NaOH и нагрейте.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Опыт 8. Открытие катиона Fe3+
4.1. К раствору FeCl3 прилейте по каплям раствор К4[Fе(СN)6], при этом образуется ______________ осадок Fe4[Fе(СN)6]3 («берлинская лазурь»). Разделите содержимое пробирки на две части и исследуйте отношение осадка к кислоте и щелочи.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Проведите опыт взаимодействия раствора К4[Fе(СN)6] с катионами Zn2+ и Cu2+.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
4.1. К раствору FeCl3 прилейте по каплям раствор KNCS (или NH4NCS).
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Проведите опыт взаимодействия раствора KNCS (NH4NCS) с катионом Со2+.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Опыт 9. Открытие катиона Fe2+
К раствору соли железа (II) прилейте по каплям раствор К3[Fе(СN)6], при этом образуется __________ осадок Fe3[Fе(СN)6]2 («турнбулева синь»). Разделите содержимое пробирки на две части и исследуйте отношение осадка к кислоте и щелочи.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Опыт 10. Открытие катиона Cu2+
10.1. К раствору CuSO4 прилейте по каплям раствор аммиака до растворения образовавшегося осадка. Затем добавьте в пробирку по каплям раствор разб. H2SO4. Объясните причину наблюдаемых изменений цвета.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Опыт 11. Открытие сульфат-иона SO42–
К раствору Na2SO4 добавьте по каплям раствор BaCl2. Исследуйте отношение осадка к кислоте и щелочи.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Опыт 13. Открытие карбонат-иона CО32–
В пробирку налейте раствор Na2СО3 и столько же раствора HCl. Пробирку быстро закройте пробкой со вставленной в нее пипеткой, капилляр пипетки заполните раствором известковой воды Са(ОН)2. Объясните помутнение раствора в пипетке (помутнение может быстро исчезнуть вследствие образования кислой соли).
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Опыт 14. Открытие анионов Cl–, Br–, I–
В три пробирки налейте растворы KCl, KBr, KI (подкисленным разб. HNO3) и по каплям прилейте раствор AgNO3. Наблюдайте выпадение осадков, нерастворимых в HNO3. Исследуйте растворимость осадков в растворе аммиака. Другие анионы с раствором AgNO3 в присутствии HNO3 осадка не образуют.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Проведите опыт взаимодействия раствора AgNO3 с фосфат-ионом РО43– (в присутствии и отсутствии HNO3).
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Опыт 15. Открытие нитрат-иона NО3–
К раствору NaNO3 прибавьте конц. H2SO4 и кусочек меди, смесь нагрейте.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Вывод: ___________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Контрольные задания
1. Сколько хлороводородной кислоты (пл. 1,19 г/мл) потребуется для получения 1,5 л 0,2 н. раствора?
2. Можно ли определить в какой из пробирок находятся растворы нитрата алюминия и гидроксида калия, не пользуясь другими реактивами? Написать уравнения?
3. С помощью какого одного реактива можно определить следующие соли: Na2CO3, Na2SO3, NaNO3. Составьте уравнения реакций в молекулярной и ионной форме.
4. Можно ли ион Cr3+ окислить в ион Cr2O72–, действуя ионом NO3–, что последний перешел в NO?
5. Вычислить произведение растворимости хромата серебра, зная, что в 100 мл насыщенного раствора содержится 0,002156 г хромата серебра.
6. Осуществить превращения по схеме и назвать вещества:
Ni → Ni(NO3)2 → Ni(OH)2 → (NiOH)2SO4 → Ni2SO4 → NiHSO4
7. Рассчитать объем воды и массу MgSO4∙7H2O для приготовления 440 г раствора с массовой долей растворенного вещества MgSO4 8%.
8. Закончить уравнения реакций: a) B + HNO3(конц.) →
б) KI + H2O2 + H2SO4 →
в) KOH + P2O5 →
9. Составить уравнения химических реакций термического разложения NH4NO2 и NH4NO3, NH4Cl.
10. Осуществить превращения по схеме и назвать вещества:
Al(OH)3 → Na3[Al(OH)6] → Al(OH)3 → Al2O3 → Al2(SO4)3
11. При сгорании технической серы массой 10 г выделился газ, который поглотили 300 г раствора NaOH массовой долей 8%. Рассчитать массовую долю серы в исходном образце.
12. Закончить уравнения реакций: a) Al + NaOH + H2O →
б) Fe(OH)2 + H2O2 →
в) FeSO4 + O2 + H2O →
13. Чем объясняется факт, что нерастворимые в воде PbCl2 и Pb(OH)2 растворяются соответственно в избытке конц. хлороводородной кислоты и щелочи? Написать соответствующие уравнения реакций.
14. Осуществить превращения по схеме и назвать вещества:
Al(OH)3 → Na3[Al(OH)6] → AlCl3 → Al → NaAlO2
15. Через раствор, содержащий 80 г NaOH, было пропущено 160 г оксида серы (IV). Какая соль и какой массы образовалась?
16. Закончить уравнения реакций: a) P + HNO3(конц.) →
б) PbO2 + H2O2 →
в) NO2 + Ba(OH)2 →
17. Осуществить превращения по схеме и назвать вещества:
Fe → FeCl2 → Fe(OH)2 → Fe(OH)3 → Fe(OH)SO4 → Fe2(SO4)3
18. К раствору массой 250 г с массовой долей растворенного вещества 32% прилили 250 мл воды. Рассчитать массовую долю растворенного вещества в растворе.
19. Закончить уравнения реакций: a) KMnO4 + HCl →
б) FeS2 + O2 →
в) P + Mg →
20. С помощью уравнений реакций описать следующие процессы. На сплав Pd–Pt подействовали азотной кислотой. Образовавшийся раствор отфильтровали, а нерастворившийся осадок растворили в царской водке.
Пример. При нагревании смеси нитратов натрия и свинца образовался оксид свинца (II) массой 22,3 г и выделились газы объемом 6,72 л (н.у.). Рассчитайте массу смеси исходных веществ.
Решение
Дано: m(PbO) = 22.3 г V(газов) = 6,72 л
m(смеси) – ?
|
Решение: t 1) 2NaNO3 = 2NaNO2 + O2↑ 2) 2Pb(NO3)2 = 2PbO + 4NO2↑ + O2↑ M(NaNO3) = 85 г/моль, M(Pb(NO3)2) = 332 г/моль M(PbO) = 223 г/моль υ (PbO) =22,3 / 223 =0,1 моль, υ (газов) = 6,72 / 22,4 = 0,3 моль, υ(Pb(NO3)2) = 0,1 моль или 0,1 • 332 = 33,2 г, υ(NO2 и O2) = 0,20 + 0,05 = 0,25 моль, υ (O2) = 0,30 – 0,25 = 0,05 моль, υ(O2) = 6,72/22,4 = 0,30 моль Следовательно, в состав смеси входит 2 • 0,05 = 0,1 моль NaNO3 или 0,1 • 85 = 8,5 г Общая масса смеси составит 33,2 + 8,5 = 41,7 г Ответ: m(смеси) = 41,7 г |
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________