Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра прикладной химии и физики

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

по химии для студентов нехимических специальностей

(Часть 2)

Уфа 2008

В пособии изложены лабораторные работы по общей химии для студентов нехимических специальностей архитектурно-строительного факультета Уфимского государственного технического университета, составленные согласно действующим программам.

При подготовке к лабораторным работам рекомендуется использование следующих учебников:

1. Глинка Н.Л. Общая химия: Учеб. пособие для вузов // Под ред. А.И. Ермакова. – изд. 28-е, перераб. и дополн. – М.: Интеграл-Пресс, 2000. – 728 с.

2. Коровин Н.В. Общая химия: Учеб. для техн. направ. и спец. вузов. – М.: ВШ, 2002 – 558 с.

3. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: Учеб. пособие для вузов // Под ред. В.А. Рабиновича и Х.М. Рубинной. – М.: Интеграл-Пресс, 2001. – 240 с.

Составители: Шаймарданов Н.М., доц., к.т.н.

Аминова Г.К., доц., д.т.н.

Буйлова е.А., ассистент

Рецензент Горелов В.С., доц., к.т.н.

© Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2008.

Содержание

1. Лабораторная работа № 1. Элементы I В группы. Медь ……………4

2. Лабораторная работа № 2. Элементы II В группы. Цинк …………...6

3. Лабораторная работа № 3. Элементы VI В группы. Хром ………...10

4. Лабораторная работа № 4. Элементы VII В группы. Марганец …..14

5. Лабораторная работа № 5. Железо. Комплексные соединения …...17

6. Лабораторная работа № 6. Элементы III А группы. Алюминий ….21

7. Лабораторная работа № 7. Элементы VI A группы. Сера ………....24

8. Лабораторная работа № 8. Элементы II А группы ……………...….28

9. Лабораторная работа № 9. Жесткость воды ………………………..32

10. Лабораторная работа № 10. Элементы IV А группы. Углерод. Кремний…………………..…………………………………………………………36

11. Лабораторная работа № 11. Элементы V А группы. Азот. Фосфор………………………………………………………………………………40

Лабораторная рабoта №1 элементы I b группы. Мeдь Теоретическая часть.

Элементами I В группы периодической системы Д.И. Менделеева являются металлы Сu, Ag и Аu.

Все элементы подгруппы меди имеют положительный электродный потенциал, т.е. являются неактивными (благородными), а их ионы - окислителями. Так, эти металлы растворяются в кислотах лишь в присутствии окислителей, не вытесняя водорода; а их соли окисляют многие соединения:

а) Сu + 4HNО₃ (конц.) Cu(NO₃)₂ + 2NО₂ + 2Н₂О;

б) 2CuSO₄ + 4KI Cu₂I₂ + 2K₂SO₄ + I₂

Соли этих элементов, в состав которых входят анионы сильных кис­лот, склонны к гидролизу, в результате чего реакция среды растворов таких солей кислая:

CuSO₄ + Н₂О Cu(OH)⁺ + Н⁺ + SO₄^2-

Это позволяет судить о слабости оснований MeOH, и особенно Ме(ОН)₂ и Ме(ОН)₃. Гидроксид меди (II) Сu(ОН)₂ – амфотерное соединение, растворяющееся в концентрированных щелочах с образованием со­лей-купритов:

Cu(OH)₂ + 2NaOH Na₂[Cu(OH)₄]

Связи металл-кислород легко поляризируются и рвутся, поэтому при нагревании происходит разложение гидроксидов, оксидов, а также солей:

Cu(OH)₂ CuO + H₂O;

Cu₂(OH)₂CO₃ CuO + CO₂ + H₂O.

Однако осадки оксидов, гидроксидов и не растворимые в воде соли можно перевести в раствор, действуя комплексообразователями:

Cu₂Cl₂ +2HCl 2HCuCl₂

Экспериментальная часть.

Опыт 1. Восстановительные свойства меди (опыт проводится под тя­гой!)

Испытать действие разбавленной и концентрированной серной кислот на металлическую медь при нагревании.

Испытать действие разбавленной и концентрированной азотной кислот при нагревании на металлическую медь. Написать уравнения ре­акций.

Опыт 2. Действие щелочей на соли меди

Прилить раствор гидроксида натрия к соли двухвалентной меди. Написать уравнение реакции образования гидроксида меди (II).

Взболтать раствор с осадком и разделить его в 4 пробирки. Одну из пробирок нагреть и наблюдать изменения. Осадок другой пробирки обработать раствором кислоты. Составить уравнение реакции. В третью пробирку налить 2...3 мл концентрированного раствора гидроксида натрия и энергично взболтать. Дать осадку отстояться. В какой цвет окрашивается раствор? Составить уравнение реакции. Какими свойства­ми обладает гидроксид меди? Четвертую пробирку с осадком оставить для следующего опыта.

Опыт 3. Комплексные соединения меди

К осадку гидроксида меди добавить раствор гидроксида аммония. Что происходит с осадком? Отметить цвет полученного раствора и соста­вить уравнение реакции, если конечный продукт имеет формулу [Сu(NH₃)]₄](OH)₂.

Опыт 4. Гидролиз солей меди

Испытать универсальной индикаторной бумагой растворы солей двухвалентной меди. Сравнить окраску мокрой полоски со шкалой цве­тов, имеющейся на каждом рабочем столе, найти приближенное значение водородного показателя (рН) раствора. Написать уравнения реакций гидролиза, учитывая то, что соли двухвалентной меди гидролизуются ступенчато.

Опыт 5. Окислительные свойства двухвалентной меди

К раствору меди добавить раствор йодида калия, произойдет обра­зование белого осадка Cu₂J₂ и выделение свободного йода (проба с раствором крахмала или обесцвечивание раствора сульфитом натрия Na₂SO₃). Написать уравнение реакции.

Контрольные вопросы.

1. В чем заключается и чем объясняется сходство и отличие металлов ряда меди от щелочных металлов?

2. Составить уравнение реакции растворения металлической меди в кон­центрированной H₂SO₄ при нагревании.

3. На медных предметах нередко можно видеть зеленый налет гидрокси-карбоната меди Cu₂(OH)₂CO₃. Составить уравнение реакции образования соли.

4. Сколько литров оксида азота (при 18 0С и 750 мм рт. ст.) получится при растворении 1 кг меди в избытке разбавленной кислоты?

5. Определить процентную и молярную концентрации раствора, если 18л 4 %-ного раствора СuCl₂ с плотностью 1,036 смешано с 4 л 22 %-ного раствора CuСl₂, плотностью 1,23 г/мл.