Лабораторная работа №6 медь

Приборы и реактивы. (Полумикрометод.) Наждачная бумага. Цинк (гранулированный). Медь (проволока и стружка). Сульфит натрия. Лакмусовая бумага (синяя и красная). Крахмальный клейстер. Растворы: азотной кислоты (2 н., пл. 1,4 г/см³), серной кислоты (2 н., пл. 1,84 г/см³), соляной кислоты (2 н., пл. 1,19 г/см³), гидроксида натрия или калия (2 н.), гидроксида аммония (2 н.), хлорида меди (0,5 н.), нитрата серебра (0,1 н.), сульфата меди (II) (0,5 н., 69,4 г в 1 л воды), нитрата ртути Hg(NO₃)₂ (2 н.), гексациано-(II)феррата калия (0,5 н.), роданида калия (0,5 н.), хлорида меди (II) (0,5 н.), карбоната натрия (0,5 н.), иодида калия (0,5 н.), тиосульфата натрия (0,5 н.).

Опыт 1.Получение меди.

Вытеснение меди из растворов ее солей активными металлами

Поместите в пробирку 5 – 6 капель раствора сульфата меди и бросьте в нее кусочек цинка, железа или алюминия. Через несколько минут наблюдайте появление на кусочке металла красного налета. Что представляет собой этот налет?

Напишите в ионном виде уравнение реакции вытеснения меди из раствора ее соли более активным металлом.

Опыт 2. Восстановительные свойства меди

а) Взаимодействие меди с кислотами. В три пробирки внесите по кусочку меди и по 5 – 6 капель 2 н. растворов кислот: в первую – соляной, во вторую – серной, в третью – азотной. Во всех ли пробирках появилось сине-голубое окрашивание, характерное для ионов меди Cu²⁺? Почему медь не взаимодействует с разбавленными растворами соляной и серной кислот? Напишите уравнение взаимодействия меди с азотной кислотой, принимая во внимание, что азотная кислота восстановилась преимущественно до оксида азота NO.

Слейте разбавленные кислоты, ополосните пробирки, оставив в них кусочки меди, и внесите в пробирки по 5 – 6 капель концентрированных растворов тех же кислот. Проследите сначала при комнатной температуре, потом при осторожном нагревании во всех ли пробирках протекает реакция. Обратите внимание на резкий запах двуокиси серы SO₂, выделяющейся при взаимодействии меди с серной кислотой, и на бурую окраску двуокиси азота, выделяющейся в пробирке с азотной кислотой. Напишите уравнения протекающих реакций, объясните подбор коэффициентов.

б) Вытеснение медью менее активных металлов из растворов их солей. Внесите в пробирку 5 – 6 капель раствора нитрата серебра AgNO₃ и опустите в него зачищенную наждачной бумагой медную проволоку. Что представляет собой блестящий налет и отдельные кристаллы, появившиеся в той части медной проволоки, которая погружена в раствор?

Положите медную монету на кусочек фильтровальной бумаги и нанесите каплю раствора Hg(NO₃)₂ на поверхность монеты, через 1-2 минуты промойте поверхность проточной водой и вытрите фильтровальной бумагой. Почему поверхность монеты «посеребрилась»?

Напишите ионные уравнения вытеснения серебра и ртути из их солей медью. Окислителем или восстановителем являлась медь в этих реакциях?

Опыт 3. Получение дигидроксида меди и исследование его свойств

а) Термическая неустойчивость дигидроксида меди. Получите в пробирке малорастворимый дигидроксид меди взаимодействием 3 – 4 капель раствора сульфата меди с таким же объемом раствора щелочи. Каков цвет выпавшего осадка Cu(OH)₂? Закрепите пробирку в лапке штатива в слегка наклонном положении и осторожно нагрейте. Как изменится цвет осадка при превращении дигидроксида в оксид меди?

Напишите уравнения реакций получения дигидроксида меди и его разложения при нагревании.

б) Химические свойства дигидроксида меди. Получите дигидроксид меди в двух пробирках взаимодействием нескольких капель сульфата меди и щелочи. В одну пробирку прибавьте дополнительно 5 – 6 капель 2 н. раствора щелочи, в другую – такой же объем 2 н. раствора серной кислоты. В каком случае растворился осадок Cu(OH)₂? Напишите уравнения реакций. Какой вывод можно сделать на основании наблюдений о химических свойствах дигидроксида меди?

*Примечание. В избытке концентрированного раствора щелочи дигидроксид меди медленно растворяется с образованием купритов типа Na₂CuO₂. Однако кислотные свойства дигидроксида выражены настолько слабо, что при разбавлении раствора водой куприты подвергаются полному гидролизу с выпадением в осадок Cu(OH)₂.

Опыт 4. Образование карбоната гидроксомеди (малахита) при совместном гидролизе солей меди (II) и соды.

Возьмите в пробирку 2 – 3 капли раствора сульфата меди и прибавьте такой же объем раствора соды Na₂CO₃. Выпавший зеленый осадок представляет собой карбонат гидроксомеди (CuOH)₂CO₃, являющийся продуктом коррозии медных предметов на воздухе в присутствии CO₂.

Почему при взаимодействии солей меди в водных растворах с содой или диоксидом углерода не получается средний карбонат меди? Напишите уравнение совместного гидролиза сульфата меди и соды.

Опыт 5. Получение малорастворимых солей меди (II)

Получение гексацианоферрата (II) меди. К раствору сульфата меди (2 – 3 капли) прибавьте столько же капель раствора гексацианоферрата (II) калия K₄[Fe(CN)₆]. Наблюдайте выпадение красно-бурого осадка гексациано-(II)феррата меди (II). Напишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде.

Опыт 6. Получение солей меди (I)

Получение иодида меди (I). К двум каплям раствора медного купороса добавьте столько же раствора иодида калия. Наблюдайте выпадение осадка и появление свободного иода, окрашивающего содержимое пробирки в желтый цвет. Докажите наличие свободного иода, для чего возьмите в чистую пробирку 6-8 капель раствора крахмала, коснитесь чистой палочкой исследуемого раствора и опустите палочку в раствор крахмала. Появилось ли синее окрашивание? Напишите уравнение восстановления сульфата меди (1) и свободного иода.

Для определения цвета осадка CuI необходимо удалить свободный иод, маскирующий цвет осадка. Добавьте в пробирку несколько капель раствора сульфита натрия Na₂SO₃ до исчезновения желтой окраски иода. Каков цвет иодида меди (1)? Напишите уравнение реакции взаимодействия иода с сульфитом натрия, учитывая, что в реакции принимает участие вода. Осадок сохраните для опыта 8 б.

Опыт 7. Комплексные соединения меди

а) Получение амминокомплекса меди (II). В пробирку с раствором медного купороса (2 – 3 капли) прибавьте несколько капель 2 н. раствора аммиака. Наблюдайте выпадение основной соли (CuOH)₂SO₄. Напишите уравнение реакции ее образования.

Продолжайте прибавление раствора гидроксида аммония по каплям до полного растворения основной соли. Напишите уравнение реакции, учитывая, что в избытке раствора аммиака образуются одновременно комплексное основание и комплексная соль меди (II), содержащие медноаммиачный комплексный ион при координационном числе 4.

Отметьте окраску исходного раствора медного купороса и раствора, содержащего комплексные соединения меди. Какие ионы обусловливают окраску раствора в первом и во втором случае? Напишите уравнения диссоциации гидроксида меди (II) и гидроксида тетраммин меди (II). Какое основание сильнее? Почему?

б) Получение комплексного тиосульфата меди (1). Удалите пипеткой отстоявшийся раствор с осадка иодида меди (II), полученного в опыте 6 п. 2. Прибавьте в пробирку с осадком несколько капель тиосульфата натрия Na₂S₂O₃. Что происходит с осадком?

Напишите уравнение реакции, сопровождающейся образованием хорошо растворимого комплексного дитиосульфатокупрата (II) натрия Na₃[Cu(S₂O₃)₂].