Лабы ОБХ

К растворам солей Zn(II) и Ag(I) добавить по каплям раствор аммиака. Объ-

яснить образование осадков и их растворение в избытке аммиака. Сравнить от-

ношение полученных растворов и растворов солей Zn (II) и Ag (I) к действию щелочи. Дать объяснение. Рассчитать константы равновесия проведенных реак-

ций.

Задание 3. Изучить образование комплекса K2[HgI4].

К раствору Hg(NO3)2 по каплям прибавить концентрированный раствор KI.

Объяснить наблюдаемое. Проверить, образуется ли осадок при действии на по-

лученный раствор щелочи. Для сравнения проверить взаимодействие Hg(NO3)2

со щелочью. Дать объяснения. Рассчитать константы равновесия проведенных реакций.

Задание 4. Изучить влияние природы лиганда на окраску комплексов.

Растворить в воде безводный сульфат меди. К полученному раствору доба-

вить раствор аммиака. Объяснить наблюдаемое. Рассчитать константу равнове-

сия реакции образования аммиаката меди (II).

Задание 5. Получение комплексов и сравнение их устойчивости.

В двух пробирках получить роданидный и фторидный комплексы железа

(III). К растворам полученных комплексов и раствору гексацианоферрата (III)

калия прилить по каплям раствор гидроксида натрия. Отдельно к раствору ро-

данидного комплекса железа (III) прилить раствор фторида натрия. Объяснить наблюдаемое. Сделать вывод об устойчивости различных комплексов железа

(III). Подтвердить ваши выводы расчетом констант равновесия проведенных реакций.

Задание 6. Растворение осадков за счет комплексообразования и разруше-

ние комплекса.

Осадок гидроксида меди (II), полученный по обменной реакции, обработать концентрированным раствором аммиака. К полученному раствору прилить рас-

твор сульфида натрия. Объяснить наблюдаемое, рассчитав константы равнове-

сия проведенных реакций.

51

Написать уравнения всех проведенных реакций в ионном и молекулярном виде.

Пример тестового задания

1. Комплексное соединение [NiBr(NH3)5]Br2 имеет заряд внутренней сферы

_________, поэтому по заряду внутренней сферы относится к

_______________________________ комплексам, название его следующее:

___________________________________________.

2.Координационная формула комплекса хлорида пентаамминнитроникеля

(III)такова ______________________________, центральный атом - комплек-

сообразователь в нем находится в степени окисления ___________ с координа-

ционным числом __________.

3. В водном растворе комплекс состава Fe(CN)3×3KCN диссоциирует полно-

стью по схеме:

___________________________________________________________________.

Комплексный ион диссоциирует по схеме, уравнение которой

____________________________________________________. Равновесие этой реакции описывается выражением ________________________, которое назы-

вается _________________________________.

4. При взаимодействии осадка оксида серебра (I) и концентрированного раствора аммиака происходит следующая реакция комплексообразования, ко-

торая складывается из двух равновесных стадий: с одной стороны,

___________________________________, ее константа равновесия следующая:

__________________________, с другой стороны, ________________________,

ееконстанта равновесия ___________________.

5.В водном растворе константа равновесия реакции, уравнение которой

[Cd(ONO)4]2– + 4NH3 ® [Cd(NH3)4]2+ + 4ONO– ,

К1,2,3,4 = 1,1×103 К1,2,3,4 = 5,1×106

вычисленная по соотношению _____________________, равна ___________,

следовательно, преобладает ____________________ направление реакции.

52

6. При сливании водных растворов комплекса [Ag(SCN)4]3– и раствора суль-

фида натрия при 25оС осадок ________________ образоваться по реакции,

уравнение которой __________________________________________, т.к.

______________________________.

Работа 10

Окислительно-восстановительные реакции. Гальванические элементы.

Электролиз

Теоретические основы: законы, понятия, определения

Степень окисления. Расчет степени окисления элементов в молекулах и ио-

нах. Окислитель. Восстановитель. Процессы окисления и восстановления. Со-

пряженная окислительно-восстановительная пара (окисленная и восстановлен-

ные формы).

Типы окислительно-восстановительных реакций (реакции межмолекуляр-

ные и внутримолекулярные, диспропорционирования и конпропорционирова-

ния).

Электрод. Стандартный электродный и окислительно-восстановительный потенциал, ряд напряжений. Гальванический элемент. ЭДС гальванического элемента.

Электролиз. Анод, катод. Процессы, происходящие на аноде и катоде.

Экспериментальный этап

Задание 1. Изучить окислительно-восстановительные реакции в растворах.

Опыт 1. Провести реакцию взаимодействия водного раствора KMnO4 (кон-

центрацию раствора подобрать так, чтобы окраска его была бледно-розовой) с

водным раствором Na2SO3 в кислой, нейтральной и щелочной средах. Как ме-

няется окраска раствора? С чем это связано? Составить уравнения окислитель-

но-восстановительных реакций в ионной и молекулярной формах, используя

53

метод полуреакций. Обосновать результаты опытов, рассчитав ЭДС реакций с помощью табличных значений стандартных электродных потенциалов соответ-

ствующих окислительно-восстановительных систем (используйте Приложение

2).

Опыт 2. Сделать прогноз возможности восстановления иона Fe3+ галогенид-

ионами (Cl– , B– ,I– ). Провести термодинамический расчет возможности проте-

кания окислительно-восстановительных реакций между Fe3+ и Г– . Подтвердить расчет экспериментально, осуществив реакции в растворе между солями Fe3+ и

Г- и доказав наличие продуктов.

Задание 2. Изучить окислительно-восстановительные реакции в твердой фа-

зе на примере разложения хлората калия в присутствии катализатора MnO2 и

без него. Используя взаимосвязь между строением атома и возможными степе-

нями окисления, сделать прогноз о составе продуктов реакции. Провести реак-

цию разложения хлората калия в присутствии MnO2 и без него, доказав наличие продуктов. Написать уравнения термического разложения хлората калия и тер-

модинамически обосновать их возможность.

Задание 3. Изучить влияние на химический процесс образования гальвани-

ческих пар.

Провести реакцию взаимодействия цинка с 2н раствором серной кислоты.

Затем обмотать гранулу цинка медной проволочкой и провести реакцию взаи-

модействия образованной гальванической пары с тем же раствором кислоты.

Описать и объяснить происходящие явления. Составить уравнения реакций.

Задание 4. Изучить электролиз водных растворов солей.

Опыт 1. Изучить процесс электролиза иодида калия, хлорида олова (II),

нитрата свинца с инертными электродами. Доказать образование в катодном и анодном пространстве предполагаемых продуктов. Описать наблюдаемые явле-

54

ния, составить уравнения реакций, протекающих на электродах, суммарное уравнение реакции.

Опыт 2. Провести электролиз сульфата меди в том же электролизере. Опи-

сать наблюдаемые явления. Затем, не отключая электролизер от батарейки, по-

менять местами электроды в коленах прибора. Что происходит? Описать и объ-

яснить наблюдаемое. Составить уравнение катодного и анодного процессов,

протекающих при электролизе сульфата меди в обоих случаях.

Пример тестового задания

1. При протекании окислительно-восстановительной реакции происходит

______________ степени окисления окислителя.

2. Простое вещество Cu в окислительно-восстановительных процессах про-

являет свойства только ________________ т.к. элемент Cu находится в

____________________________ степени окисления.

3. Если реакция проводится в щелочной среде, и реагент содержит меньше атомов кислорода, чем продукт реакции, то недостаток их восполняется введе-

нием из ____________ по схеме ________________________________________. 4. Окислительно-восстановительная реакция, схема которой в ионной форме

3SO32– + BrO3– → 3SO42– + Br– , протекает в ______________________ среде, т.к.

полуреакции окисления и восстановления таковы:

____________________________ и ___________________________________.

Молекулярная форма уравнения данной реакции следующая:

___________________________________________________________.

5. Скачок потенциала в системе Fe2+ – е → Fe3+ характеризует ____________

способность иона Fe2+.

6. Активность окисленной формы окислительно-восстановительной систе-

мы: H2O2+2H++ 2e → 2H2O ________________, чем о/в системы: Fe3+ + e →Fe2+,

т.к. ___________________________________________. Поэтому кислый раствор пероксида водорода можно использовать в качестве _______________________

в реакции, уравнение которой __________________________________________.

55

7. При электролизе водного раствора нитрата серебра на угольном аноде происходит следующая реакция (уравнение в ионной форме):

____________________________, т.к. ____________________________________.

На угольном катоде происходит следующая реакция (уравнение в ионной фор-

ме) __________________________, т.к. __________________________________. 8. Электрод, на котором происходит процесс окисления, называется

_______________, и он заряжается __________________.

56

Список рекомендуемой литературы

1.Угай Я. А. Общая и неорганическая химия / Я. А. Угай. М., 2002.

2.Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия / Н. С. Ахметова М., 1988.

3.Ахметов Н. С. Лабораторные и семинарские занятия по общей и неорга-

нической химии / Н. С. Ахметов. М., 2003.

4. Практикум по общей и неорганической химии / под ред. А. Ф. Воробьева,

С. И. Дракина. М., 2004.

5.Практикум по неорганической химии / под ред. В. П. Зломанова М., 1994.

6.Практикум по общей и неорганической химии / Л. Ю. Аликберова и др.

М., 2004.

7. Тестовые задания по общей и неорганической химии / Р. А. Лидин и др.

М., 2004.

8.Глинка Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии / Н. Л. Глинка Л., 1988.

9.Гаршин А. П. Общая и неорганическая химия в схемах, рисунках, табли-

цах, химических реакциях / А. П. Гаршин. СПб., 2011.

10. Фролов В. И., Курохтина Т. М., Дымова З. Н. Практикум по общей и не-

органической химии / В. И. Фролов и др. М., 2002.

11. Лидин Р. А., Аликберова Л. Ю., Логинова Г. П. Общая и неорганическая химия в вопросах / Р. А. Лидин и др. М., 2005.

57

Приложение 1

Плотности и концентрации растворов кислот

						Таблица 1
Плотности и концентрации растворов азотной кислоты
Плотность	Масс.%,	Моль/л	Плотность	Масс.%,		Моль/л
при 200С,	г/100г р-ра		при 200С,	г/100г р-ра
г/мл			г/мл
1,000	0,333	0,052	1,230	37,48		7,315
1,005	1,255	0,200	1,235	38,25		7,497
1,010	2,164	0,347	1,240	39,02		7,679
1,015	3,073	0,495	1,245	39,80		7,863
1,020	3,982	0,645	1,250	40,58		8,049
1,025	4,883	0,794	1,255	41,36		8,237
1,030	5,784	0,945	1,260	42,14		8,426
1,035	6,661	1,094	1,265	42,92		8,616
1,040	7,530	1,243	1,270	43,70		8,808
1,045	8,398	1,393	1,275	44,48		9,001
1,050	9,259	1,543	1,280	45,27		9,195
1,055	10,12	1,694	1,285	46,06		9,394
1,060	10,97	1,845	1,290	46,85		9,590
1,065	11,81	1,997	1,295	47,63		9,789
1,070	12,65	2,148	1,300	48,42		9,990
1,075	13,48	2,301	1,305	49,21		10,19
1,080	14,31	2,453	1,310	50,00		10,39
1,085	15,13	2,605	1,315	50,85		10,61
1,090	15,95	2,759	1,320	51,71		10,83
1,095	16,76	2,913	1,325	52,56		11,05
1,100	17,58	3,068	1,330	53,41		11,27

58

1,105	18,39	3,224	1,335	54,27	11,49
1,110	19,19	3,381	1,340	55,13	11,72
1,115	20,00	3,539	1,345	56,04	11,96
1,120	20,79	3,696	1,350	56,95	12,20
1,125	21,59	3,854	1,355	57,87	12,44
1,130	22,38	4,012	1,360	58,78	12,68
1,135	23,16	4,171	1,365	59,69	12,93
1,140	23,94	4,330	1,370	60,67	13,19
1,145	24,71	4,489	1,375	61,69	13,46
1,150	25,48	4,649	1,380	62,70	13,73
1,155	26,24	4,810	1,385	63,72	14,01
1,160	27,00	4,970	1,390	64,74	14,29
1,165	27,76	5,132	1,395	65,84	14,57
1,170	28,51	5,293	1,400	66,97	14,88
1,175	29,25	5,455	1,405	68,10	15,18
1,180	30,00	5,618	1,410	69,23	15,49
1,185	30,74	5,780	1,415	70,39	15,81
1,190	31,47	5,943	1,420	71,63	16,14
1,195	32,21	6,107	1,425	72,86	16,47
1,200	32,94	6,273	1,430	74,09	16,81
1,205	33,68	6,440	1,435	75,35	17,16
1,210	34,41	6,607	1,440	76,71	17,53
1,215	35,16	6,778	1,445	78,07	17,90
1,220	35,93	6,956	1,450	79,43	18,28
1,225	36,70	7,135	1,455	80,88	18,68
1,460	82,39	19,09	1,503	97,49	23,25
1,465	83,91	19,51	1,504	97,74	23,33
1,470	85,50	19,95	1,505	97,99	23,40
1,475	87,29	20,43	1,506	98,25	23,48

59

1,480	89,07	20,92	1,507	98,50		23,56
1,485	91,13	21,48	1,508	98,76		23,63
1,490	93,49	22,11	1.509	99,01		23,71
1,495	95,46	22,65	1,510	99.26		23,79
1,500	96,73	23,02	1,511	99.52		23,86
1,501	96,98	23,10	1,512	99,77		23,94
1,502	97,23	23,18	1,513	100,0		24,01
						Таблица 2
Плотности и концентрации растворов серной кислоты
Плотность	Масс.%,	Моль/л	Плотность	Масс.%,		Моль/л
при 200С,	г/100г р-ра		при 200С,	г/100г р-ра
г/мл			г/мл
1,000	0,261	0,027	1,140	20,08		2,334
1,005	0,986	0,101	1,145	20,73		2,420
1,010	1,731	0,173	1,150	21,38		2,507
1,015	2,485	0,260	1,155	22,03		2,594
1,020	3,242	0,337	1,160	22,67		2,681
1,025	4,000	0,418	1,165	23,31		2,768
1,030	4,746	0,498	1,170	23,95		2,857
1,035	5,493	0,579	1,175	24,58		2,945
1,040	6,237	0,661	1,180	25,21		3,033
1,045	6,956	0,741	1,185	25,84		3,122
1,050	7,704	0,825	1,190	26,47		3,211
1,055	8,415	0,905	1,195	27,10		3,302
1,060	9,129	0,987	1,200	27,72		3,391
1,065	9,843	1,066	1,205	28,83		3,481
1,070	10,56	1,152	1,210	28,95		3,572
1,075	11,26	1,235	1,215	29,57		3,663

60