Лабораторные работы «Химические свойства s-элементов и их соединений»

Работа № 1. Щелочные и щелочноземельные металлы.

Приборы и реактивы: тигель, фильтровальная бумага, треугольник фарфоровый, микрошпатель, стеклянная палочка, пинцет, наждачная бумага, пероксид натрия, карбонат натрия, сульфат натрия, сульфат хрома, дистиллированная вода, лакмус (нейтральный), фенолфталеин.

Металлы: натрий, магний (лента), кальций.

Растворы: соляной кислоты (2 н.); азотной кислоты (2 н.); едкого натра (2 и.); хлорида бериллия (0,5 н.); карбоната натрия (0,5 и.); хлорида кальция (0,5 н.); хлорида бария (0,5 н.); хлорида стронция (0,5 н.); сульфата натрия (0,5 н.), перманганата калия КМп0₄ (0,5 н).

Опыт 1. Взаимодействие натрия с водой Налить в тигель до ¼ объема дистиллированной воды. Получить у лаборанта на фильтровальную бумагу маленький кусочек натрия и осторожно пинцетом (незащищенными руками не брать!) внести его в тигель с водой. Наблюдать интенсивное протекание реакции и выделение газообразного вещества. Какой газ выделяется? После окончания реакции в раствор добавить 1—2 капли фенолфталеина. Отметить изменение окраски и сделать вывод о реакции среды полученного раствора.

Написать уравнение реакции. Какой из металлов, натрий или калий, более энергично реагирует с водой? Ответ мотивировать.

Опыт 2. Окислительно-восстановительные свойства пероксида натрия.

а) Взаимодействие пероксида натрия с водой.

В пробирку микрошпателем осторожно внести немного порошка пероксида натрия, добавить -10 капель дистиллированной воды и содержимое пробирки размешать стеклянной палочкой. В полученный раствор добавить 1—2 капли фенолфталеина. Отметить изменение окраски и сделать вывод о реакции среды полученного раствора.

Написать уравнение реакции взаимодействия пероксида натрия с водой. Какую роль выполняет пероксид натрия в данной реакции?

б) Окислительные свойства пероксида натрия.

Внести в тигель 3 микрошпателя пероксида натрия, 2 микрошпателя карбоната натрия и на кончике микрошпателя порошок сульфата хрома (Ш). Смесь тщательно перемешать стеклянной палочкой, поставить тигель в треугольник и нагреть его пламенем горелки до сплавления смеси. Охладить тигель на воздухе, добавить в него -10 капель дистиллированной воды, перемешать содержимое тигля стеклянной палочкой, дать смеси отстояться и слить раствор в пробирку. Отметить цвет образовавшегося в растворе хромата натрия Na₂Cr0₄.

Написать уравнение реакции взаимодействия пероксида натрия с сульфатом хрома в присутствии Na₂C0₃, учитывая, что при этом выделяется со₂.

в) Восстановительные свойства пероксида натрия.

Внести в пробирку -5 капель раствора КМп0₄, добавить один микрошпатель порошка пероксида натрия и все перемешать. Отметить выделение газа и появление бурого осадка. Какой газ выделяется?

Написать уравнение реакции, учитывая, что перманганат калия КМп0₄ восстанавливается пероксидом натрия до Мп0₂.

Опыт 3. Гидролиз карбоната и сульфата натрия Внести в 3 пробирки по 6—7 капель дистиллированной воды, в каждую добавить такое же количество раствора лакмуса. В одну пробирку внести один микрошпатель кристаллов карбоната натрия, в другую — такое же количество сульфата натрия. Третью пробирку оставить для сравнения. Перемешать растворы стеклянной палочкой. Сравнить окраску лакмуса в растворах солей с его окраской в воде. Какую реакцию среды имеют растворы каждой из исследуемых солей? Почему? Написать уравнение соответствующей реакции.

Опыт 4. Получение гидроксида бериллия и исследование его свойств В две пробирки внести по -5 капель раствора хлорида бериллия. В каждую пробирку добавить по каплям раствор едкого натра до образования осадка Ве (ОН)₂. Испытать полученный осадок гидроксида на растворимость в кислоте и щелочи. Для этого в одну из пробирок добавить 3—5 капель 2 н. раствора соляной кислоты, а в другую — столько же 2 и. раствора щелочи. Наблюдать растворение осадка в обеих пробирках. Каким характером обладает гидроксид бериллия?

Написать уравнения реакций: а) получения Ве (ОН)₂, б) взаимодействия Ве (ОН)₂ с кислотой и в) с избытком щелочи.

Составить схему диссоциации Вс (ОН)₂.

Опыт 5. Гидролиз хлорида бериллия В пробирку внести 5 капель раствора ВеС1₂ и добавить столько же нейтрального раствора лакмуса. Отметить окраску исходных и полученного растворов. Какую реакцию среды имеет раствор хлорида бериллия?

Написать молекулярное и ионное уравнения гидролиза соли.

Опыт 6. Взаимодействие магния с водой Взять кусочек магниевой ленты (1×1 см²), очистить ее поверхность наждачной бумагой. В пробирку внести -10 капель дистиллированной воды и опустить туда подготовленный магний. Содержимое пробирки нагреть. Что наблюдается при нагревании? Прибавить к полученному раствору 1—2 капли фенолфталеина, отметить изменение окраски раствора. Какую реакцию среды имеет раствор?

Написать уравнение реакции взаимодействия Mg с водой и ответить на поставленные вопросы.

Опыт 7. Взаимодействие магния с кислотами В две пробирки опустить по небольшому кусочку магниевой ленты. В одну пробирку добавить 5—6 капель 2 н. раствора НС1, в другую — такое же количество 2 н. раствора HN0₃.

Отметить, как протекают реакции (медленно, бурно) в обеих пробирках. Какой газ выделяется в каждом конкретном случае? Написать уравнения соответствующих реакций.

Опыт 8. Взаимодействие кальция с водой Налить в пробирку до 1 /3 ее объема дистиллированной воды и внести туда пинцетом кусочек кальция. Наблюдать выделение газа и помутнение раствора. Какой газ выделяется? Почему раствор становится мутным? Добавить в пробирку 1—2 капли фенолфталеина, отметить изменение окраски раствора. Какую реакцию среды имеет раствор?

Написать уравнение реакции.

Опыт 9. Карбонаты щелочноземельных металлов В три пробирки поместить по к 3—4 капли растворов хлоридов Са, Sr и Ва и по 2—3 капли раствора соды. Наблюдать образование осадков в каждой пробирке. Отметить цвет осадков. Затем в каждую пробирку добавить по каплям (3—5 капель) 2 и. раствор HCI (кислоту добавлять осторожно по каплям). Наблюдать растворение осадков и интенсивное выделение газа. Какой газ выделяется?

Написать молекулярные и ионные уравнения получения карбонатов и растворения их в НС1.

Опыт 10. Сульфаты стронция и бария В двух пробирках получить осадки сульфатов Sr и Ва, для чего в одну пробирку внести -4 капли раствора хлорида стронция, в другую столько же раствора хлорида бария, и добавить в каждую из них по 3—4 капли раствора Na₂S0₄. Наблюдать образование осадков в обеих пробирках. Затем в каждую пробирку добавить, но каплям (3—5 капель) 2 н. раствор НС1 (кислоту добавлять осторожно по каплям). Отметить, в какой из пробирок произошло растворение осадка.

Написать молекулярные и ионные уравнения реакций получения SrS0₄ и BaS0₄. Объяснить, почему ВаС0₃ растворяется в разбавленной НС1 (см. опыт 9), a BaS0₄ — нет (см. табл. П. 6 в приложении к ч. 1 учебника).