1Лаб-углерод-бак-хим

Лабораторная работа «УГЛЕРОД и ЕГО СОЕДИНЕНИЯ»

Дайте общую характеристику углерода. Опишите способы его получения, строение, физические и химические свойства аллотропных модификаций углерода.

Опыт 1. Свойства угля а) Испытайте отношение углерода к кислотам и щелочам. б) Смешайте на листе фильтровальной бумаги по 2 г оксида меди (II) и порошка угля. Смесь поместите в сухую пробирку, закрепленную в лапке штатива горизонтально (рис. 1) и нагревайте в течение 10 мин. После охлаждения пробирки высыпьте содержимое на лист белой бумаги и отметьте цвет полученного вещества. Какие металлы могут быть восстановлены углем из их оксидов? Напишите уравнения реакций.

Рис. 1

Опыт 2. Свойства карбидов (Опыт проводить под тягой!)

В сухую колбу Вюрца положить 1-2 кусочка карбида кальция, в капельную воронку налить воды (ее можно подкислить соляной кислотой). Приливая к карбиду кальция по каплям воду, наблюдать выделение газа (какого?). Изучить его восстановительные свойства в газовой фазе и в растворе (для этого предложить свои варианты реакций; продумать, каковы признаки их протекания и способы обнаружения продуктов?).

Опыт 3. Получение оксида углерода (II) и его свойства. Оксид углерода (II) - сильнейший яд (объясните, почему?)! Опыты проводить только под тягой в присутствии преподавателя/ лаборанта, стекло опустить! Опишите строение и свойства. 

3.1 Получение оксида углерода (II). Соберите прибор по рисунку 2 (элементы 1-3). В колбу Вюрца поместите 15 г щавелевой кислоты и 20 мл концентрированного раствора серной кислоты. В первую промывалку налейте 10%-ный раствор щёлочи (зачем?), а во вторую – концентрированный раствор серной кислоты. Нагрейте колбу до начала интенсивного выделения газа, после чего прекратите нагревание. Что наблюдается? Каковы цвет, запах, плотность газа относительно плотности воздуха?

Напишите уравнения реакций.

Рис. 2. Установка для получения СО и изучения его свойств.

3.2 Восстановительные свойства оксида углерода (II).

а) Налейте в пробирки по 3-4 мл подкисленного раствора перманганата калия (пробирка 1), аммиачного раствора нитрата серебра (пробирка 2). Пропустите ток оксида углерода (II) через эти растворы. Отметьте наблюдаемые явления и приведите уравнения реакций. Аммиачный раствор соли серебра получается при добавлении раствора аммиака к раствору нитрата серебра до исчезновения осадка окиси серебра.

б) К установке из опыта 3.1 подсоедините тугоплавкую стеклянную трубку с небольшим количеством оксида меди (II) – элемент 4. Нагрейте оксид на пламени спиртовки. Что наблюдается? Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод о свойствах СО.

Опыт 4. Получение оксида углерода (IV) и его свойства 

Опишите строение и свойства оксид углерода (IV). Как получают СО₂ в промышленности и в лаборатории? Как еще называют оксид углерода (IV)?

Зарядите аппарат Киппа мрамором и соляной кислотой для получения СО₂ и наполните им 3 сухие банки. Как убедиться, что банки полные? Каковы цвет, запах, плотность газа относительно плотности воздуха?

Вылейте содержимое одной банки на пламя спиртовки. Объясните наблюдаемое.

Возьмите пинцетом магниевую ленту, зажгите её и быстро внесите во вторую банку с СО₂. Что происходит? Напишите уравнение реакции.

В третью банку (опыт делать под тягой) внесите ложечку с зажжённым красным фосфором. Напишите уравнение реакции. Объясните наблюдаемые явления.

Пропустите ток СО₂ через пробирку с дистиллированной водой. Определите рН раствора. Какое равновесие устанавливается в системе? Какие ионы присутствуют в растворе? Укажите константы диссоциации угольной кислоты?

Опыт 5. Взаимодействие оксида углерода (IV) с гидроксидом натрия

В пробирку налейте 2-3 мл раствора гидроксида натрия, к которому добавлен универсальный индикатор и сравните окраску с эталонной шкалой рН. Затем пропустите через раствор с умеренной скоростью ток газообразного диоксида углерода. При этом цвет универсального индикатора постепенно меняется, что указывает на изменение рН. Приведите реакции, объясняющие причину изменения рН.

Опыт 6. Соли угольной кислоты.

6.1 Гидролиз карбоната натрия и гидрокарбоната натрия

С помощью раствора универсального индикатора определите значение рН растворов карбоната натрия и гидрокарбоната натрия. Почему рН этих растворов различны? Какая соль сильнее гидролизуется: карбонат или гидрокарбонат натрия? Карбонаты каких металлов не могут существовать в водных растворах и почему?

Опишите совокупность химических процессов, лежащих в основе получения соды по Сольве и Леблану.

6.2. Термическое разложение карбонатов

Прокалите в пробирках по 1-2 г карбонатов натрия, кальция, магния, гидрокарбоната натрия, карбоната гидроксомеди (CuOН)₂СО₃. Какой газ выделяется при разложении некоторых солей? Как это доказать? Напишите уравнения реакций разложения карбонатов. Объясните различия в термической устойчивости карбонатов.

3