2 Экспериментальная часть

Опыт 1 Химические свойства пероксида натрия

1.1 Взаимодействие пероксида натрия с водой

В пробирку внести один микрошпатель порошка пероксида натрия, добавить 8-10 капель дистиллированной воды и размешать стеклянной палочкой. Доказать присутствие в полученном растворе щелочи, добавив к нему одну каплю фенолфталеина.

Написать уравнение реакции взаимодействия пероксида натрия с водой.

После добавлении в раствор фенолфталеина он приобрёл малиновую окраску, что свидетельствует о присутствии щёлочи в растворе.

Взаимодействие пероксида натрия с водой.

Na₂O₂+2H₂O=2NaOH+H₂O₂

1.2 Окислительные свойства пероксида натрия

Внести в тигель три микрошпателя порошка пероксида натрия, 2 микрошпателя порошка карбоната натрия и немного (на кончике микрошпателя) растертого в порошок сульфата хрома (III). Смесь тщательно перемешать стеклянной палочкой, поставить тигель в треугольник и нагреть пламенем спиртовки до сплавления смеси. Охладить тигель на воздухе, добавить в него 8-10 капель дистиллированной воды, перемешать стеклянной палочкой содержимое тигля, дать смеси отстояться и перелить раствор в пробирку. Отметить цвет образовавшегося хромата натрия.

Написать уравнение реакции взаимодействия пероксида натрия с сульфатом хрома (III) в присутствии карбоната натрия, учитывая, что при этом выделяется оксид углерода (II).

Цвет образовавшегося хромата натрия –темно-зелёный.

Na₂O₂+Cr₂(SO₄)₃+Na₂CO₃+H₂O=Na₂CrO₄+CO₂+Na₂SO₄+H₂O

H₂O₂+2e=2OH^- 3

Cr³⁺+8OH^--3e=CrO₄^2-+4H₂O 2

3H₂O₂+2Cr³⁺+10OH^-=2CrO₄^2-+8H₂O

3H₂O₂+10NaOH+Cr₂(SO₄)₃+ Na₂CO₃+H₂O=2Na₂CrO₄+CO₂+Na₂SO₄+8H₂O

в) Восстановительные свойства пероксида натрия.

Внести в пробирку 4-5 капель раствора перманганата калия, добавить 1 микрошпатель порошка пероксида натрия и все перемешать. Отметить появление газа и бурого осадка. Написать уравнение реакции.

KMnO₄+Na₂O₂+H₂O=MnO₂+KOH+NaOH+O₂

H₂O₂+2OH^--2e=O₂+H₂O 3

MnO₄^-+2H₂O+3e=MnO₂+4OH^- 2

3H₂O₂+2MnO₄^-+4H₂O=3O₂+2MnO₂+2OH^-+3H₂O

2KMnO₄+3Na₂O₂+4H₂O=2MnO₂+2KOH+6NaOH+3O₂

Опыт 2 Реакция среды в растворах карбоната и бикарбоната натрия

Внести в три пробирки по 6-7 капель дистиллированной воды. В каждую из них прибавить 2-3 капли раствора фенолфталеина. В одну пробирку внести один микрошпатель кристаллического карбоната натрия, в другую - такое же количество кристаллического гидрокарбоната натрия, третью пробирку оставить для сравнения. Перемешать растворы стеклянной палочкой. Сравнить окраску фенолфталеина в растворах солей с его окраской в третьей пробирке. Все три пробирки сохранить в качестве контрольных для следующего опыта.

Ответить на вопросы.

1) Какая среда и почему в растворах карбоната натрия и гидрокарбоната натрия? Написать молекулярные, ионные и сокращенные ионные уравнения реакций?

2) Почему оттенок окраски фенолфталеина в растворах различен? Ответ мотивировать?

а) NaHCO₃+HOH=NaOH+H₂CO₃;

Na⁺+HCO₃^-+H⁺+OH^-=Na⁺+OH^-+H₂CO₃;

HCO₃^-+H⁺=H₂CO₃+OH^-;

Раствор в присутствии фенолфталеина приобрёл малиновую окраску, что соответствует щелочной среде.

б) Na₂CO₃+HOH=NaOH+NaHCO₃

2Na⁺+CO₃^-2+H⁺+OH^-=Na⁺+OH^-+Na⁺+HCO₃^-

2Na⁺+CO₃^-+H⁺=2NaHCO₃+OH;

NaHCO₃+HOH=NaOH+H₂CO₃;

Na⁺+HCO₃^-+H⁺+OH^-=Na⁺+OH^-+H₂CO₃;

HCO₃^-+H⁺=H₂CO₃+OH^-;

Раствор в присутствии фенолфталеина приобрёл малиновую окраску, но с меньшей интенсивностью. Это связано со средой раствора - она менее щелочная чем в случае с карбонатом натрия

Опыт 4 Некоторые малорастворимые соли магния. Получение гидроксокарбоната магния

В пробирку к 2-3 каплям соли магния добавить карбонат натрия до образования осадка основного карбоната магния. Отметить выделение газа. Испытать отношение осадка основной соли магния к 2н раствору соляной кислоты.

Написать в молекулярной и ионной форме уравнение реакции образования основного карбоната магния, предполагая, что состав основной соли магния выражается формулой (MgOН)₂CО₃. Почему не выпадает нормальный карбонат? Написать молекулярное и ионное уравнения реакций взаимодействия гидроксокарбоната магния с кислотой.

2MgSO₄+2Na₂CO₃+2H₂O= (MgOН)₂CО₃+2Na₂SO₄+H₂CO₃

2Mg⁺²+SO₄^-2+4Na⁺+CO₃^-2+2H⁺+OH^-=(MgOH)₂CO₃+4Na⁺+SO₄^-2+2H⁺+CO₃^-2;

2Mg⁺²+2CO₃^-2+H₂O= (MgOН)₂CО₃+CO₂

Не выпадает нормальный карбонат из-за наличии воды. Выпадает (MgOН)₂CО₃.

(MgOН)₂CО₃+4HCl = 2MgCl₂+3H₂O+CO₂

(MgOН)₂CО₃+4H⁺ = 2Mg⁺²+3H₂O+CO₂

Опыт 5 Сравнительная растворимость сульфата и карбоната кальция

Получить сульфат кальция, добавив к 3-4 каплям раствора хлорида кальция 5-6 капель раствора сульфата натрия. Перемешать содержимое пробирки палочкой и дать постоять, чтобы осадить осадок на дно пробирки. Затем осторожно перенести пипеткой полученный прозрачный раствор над осадком в чистую пробирку и убедиться в полноте осаждения сульфата кальция, добавив еще одну каплю раствора сульфата натрия. Внести в эту же пробирку несколько капель раствора карбоната натрия. Что наблюдается?

Описать проделанную работу. Пользуясь правилом произведения растворимости и таблицей величин ПР, объяснить, почему раствор, после того как из него выпал осадок CaSO₄, снова образует осадок при добавлении карбоната натрия?

Опыт 6 Получение оксида магния и взаимодействие его с водой

Взять пинцетом 2–3 см магниевой ленты и зажечь ее в пламени спиртовки. Как только магний загорится, вынуть его из пламени и положить в тигель, прибавить несколько капель дистиллированной воды, размешать стеклянной палочкой и перелить содержимое в пробирку. Почему жидкость мутная? Добавить одну каплю фенолфталеина. Под действием каких ионов изменил свою окраску фенолфталеин?

Описать наблюдаемые явления. Ответить на вопросы. Написать уравнения реакций:

а) образования оксида магния при его горении;

б) взаимодействия оксида магния с водой.

Опыт 9 Взаимодействие магния с кислотами

Положить в 3 пробирки по небольшому кусочку магниевой ленты и прилить по 1-2 мл разбавленных растворов соляной, серной и азотной кислот. Что наблюдаете? Какое положение занимает магний в ряду напряжений металлов? Какой газ выделяется при взаимодействии с соляной и серной кислотами?

Составить уравнения реакций, учитывая, что при взаимодействии металлов с азотной кислотой газообразными продуктами являются оксиды азота, азот, аммиак и соли аммония.

Опыт 11 Получение оксалатов щелочноземельных металлов

Получить осадки оксалатов кальция, стронция и бария, добавив к 3–4 каплям раствора соли каждого из металлов такое же количество оксалата аммония (NH₄)С₂О₄. Испытать действие 2н раствора соляной кислоты на осадки оксалатов.

Написать молекулярные и ионные уравнения реакций:

а) образования оксалатов щелочноземельных металлов;

б) растворения оксалатов щелочноземельных металлов в соляной кислоте.

Опыт 12 Окрашивание пламени солями щелочноземельных металлов

Стальную проволоку с петелькой на конце внести в концентрированную соляную кислоту, а затем прокалить в пламени спиртовки. При этом проволока не должна окрашивать пламя. Охладить проволочку на воздухе, опустить в насыщенный раствор хлорида бария и ввести в пламя спиртовки. Отметить цвет пламени. Опыт повторить с насыщенными растворами хлоридов стронция и кальция. Перед каждым опытом проволочку промыть концентрированным раствором соляной кислоты и прокалить. Описать наблюдаемые явления.