Опыт 1. Получение и свойства гидроксида цинка

В три пробирки внести по 2 капли раствора сульфата цинка и 2 н раствора гидроксида натрия до образования осадка. В первую пробирку к образовавшемуся осадку гидроксида цинка добавить избыток раствора соляной кислоты, во вторую пробирку – избыток раствора гидроксида натрия, в третью пробирку – избыток раствора аммиака.

- Охарактеризовать внешний вид осадка гидроксида цинка;

- составить уравнение реакции образования гидроксида цинка в молекулярной и ионной форме

ZnSO₄ + NaOH →

недост.

 

- отметить растворение осадка гидроксида цинка в избытке раствора соляной кислоты……………………; раствора гидроксида натрия……………………….

- составить уравнения реакций взаимодействия гидроксида цинка с соляной кислотой в молекулярной и ионной форме:

Zn(OH)₂ + HCl → …

 

 

- составить уравнение реакции взаимодействия гидроксида цинка с избытком гидроксида натрия, учитывая, что образуется тетрагидроксоцинкат натрия

Zn(OH)₂ + NaOH _(изб.) →

 

- ответить, какие кислотно-основные свойства проявляет гидроксид цинка

 

- объяснить значение терминов «амфотерный оксид», «амфотерный гидроксид».

 

- объяснить растворение гидроксида цинка в избытке аммиака

 

- составить уравнение реакции, учитывая, что происходит образование гидроксида тетрааминцинка

Zn(OH)₂ + NH₃ → …

 

- вывод

 

 

Опыт 2. Получение и свойства гидроксида меди (II)

В четыре пробирки внести по 2 капли раствора сульфата меди (II) и 2 н раствора гидроксида натрия до образования осадка. В первую пробирку к образовавшемуся осадку гидроксида меди (II) добавить избыток раствора соляной кислоты; во вторую пробирку – избыток раствора гидроксида натрия; в третью пробирку – избыток концентрированного раствора аммиака; четвертую пробирку нагреть в пламени спиртовки.

- Охарактеризовать внешний вид осадка гидроксида меди (II);

 

- составить уравнение реакции образования гидроксида меди (II) в молекулярной и ионной форме

CuSO₄ + NaOH → …

 

 

- отметить, в избытке какого раствора - соляной кислоты или гидроксида натрия- осадок гидроксида меди (II) растворился полностью….

составить уравнение реакции взаимодействия гидроксида меди (II) с соляной кислотой в молекулярной и ионной форме:

Cu(OH)₂ + HCl → …

 

 

- отметить, как изменился цвет раствора во второй пробирке при добавлении избытка гидроксида натрия; объяснить, учитывая возможность образования в незначительной степени гидроксокомплекса, составить уравнение реакции

Cu(OH)₂ + NaOH …

 

- ответить, какие свойства - кислотные или основные - преобладают у гидроксида меди (II)…………..

- отметить изменения в третьей пробирке в избытке раствора аммиака;

- составить уравнение реакции учитывая, что растворение гидроксида меди (II) в избытке раствора аммиака происходит в результате образования гидроксида тетрааминмеди (II)

Cu(OH)₂ + NH₃ → …

 

- отметить, какие изменения происходят при нагревании осадка гидроксида меди (II) в четвертой пробирке;

- составить уравнение термического разложения гидроксида меди (II), учитывая, что образуются оксид меди (II) и вода.

t^o

Cu(OH)₂ → … + …

- вывод

 

 

Опыт 3. Гидролиз солей меди (II)

Налить в пробирку 1-2 капли раствора соли меди (II) и 2-3 капли раствора карбоната натрия.

- Отметить изменения в пробирке….

 

- Составить молекулярное и ионное уравнения реакций, учитывая, что образуется осадок карбоната гидроксомеди (II):

СuSO₄ + Na₂CO₃ + H₂O → (CuOH)₂CO₃ + NaHCO₃ + Na₂SO₄

 

-вывод

Опыт 4. Окислительные свойства солей меди (II)

а). Внести в пробирку по 1-2 капли сульфата меди (II) и иодида калия.

- Отметить изменения в пробирке.

 

- Написать уравнение реакции сульфата меди (II) с иодидом калия, учитывая, что образуются иодид меди (I) и йод:

СuSO₄ + KI →

 

Для определения цвета выпавшего осадка иодида меди (I) необходимо свободный йод, маскирующий своей окраской цвет осадка, перевести в бесцветный ион.

Для этого прибавить в пробирку несколько капель раствора тиосульфата натрия до исчезновения бурой окраски.

- Взаимодействие йода с тиосульфатом натрия протекает в соответствии с уравнением:

2Na₂S₂O₃ + I₂ → 2NaI + Na₂S₄O₆

 

Цвет иодида меди (I)………….

К осадку иодида меди (I) прибавить несколько капель раствора тиосульфата натрия до растворения осадка вследствие образования хорошо растворимого комплексного соединения меди (I), Na₃[Cu(S₂O₃)₂].

- Составить уравнение реакции:

CuI + Na₂S₂O₃ → Na₃[Cu(S₂O₃)₂] + NaI

б). В пробирку внести 1-2 капли раствора соли меди (II) и 1-2 капли раствора тиосульфата натрия - Na₂S₂О₃. Обесцвечивание раствора обусловлено превращением ионов меди (II) в тиосульфат меди (I):

2 Cu²⁺ + 3S₂O₃^2- ® Cu₂S₂O₃ + S₄O₆^2-

Раствор прокипятить, отметить цвет осадка сульфида меди (I), образующегося при кипячении по реакции

Cu₂S₂O₃ + H₂O ® Cu₂S¯ + SO₄^2- + 2H⁺.

 

Реакция может быть использована для отделения ионов Cu²⁺ от ионов Cd²⁺.

- вывод

 

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

 

Уфимский государственный нефтяной технический университет

 

Кафедра «Общая и аналитическая химия»

 

Дисциплина «Общая и неорганическая химия»

 

 

ОТЧЕТ

По лабораторной работе №9, 10

На тему: «Химические свойства металлов VIIIБ – подгруппы и их соединений.

Железо, кобальт, никель»

 

Выполнил

студент группы__________ ______________ Фамилия И.О.

(Подпись, дата)

 

 

Принял

доцент кафедры ОАХ ______________

(Подпись, дата)

Цель работы:

- Изучить свойства металлов VIIIБ – подгруппы;

- Изучить свойства характеристичных соединений металлов VIIIБ – подгруппы.

Краткая теория.

1. Положение элементов в периодической системе, свойства атомов

Электронные конфигурации атомов, валентные электроны металлов VIIIБ- подгруппы:

 

Степени окисления металлов VIIIБ - подгруппы …………..……..…….

 

2. Свойства простых веществ – металлов:

- положение в «ряду стандартных окислительно-восстановительных (электродных) потенциалов металлов»

φ_(Men+/Me) =

- активность металлов:

- пассивирование металлов……..

Составьте уравнения реакций:

- взаимодействие с кислородом:

а) Fe б) Co

 

- взаимодействие с галогенами (хлором):

а) Fe б) Ni

- взаимодействие с серой:

а) Fe б) Co

- взаимодействие с водой термодинамически невозможно для металлов………..

- взаимодействие с водой для металла………….. термодинамически возможно, в воде …………………….

- взаимодействие с водными растворами кислот, окисляющими H⁺ (HF, HCl, HBr, HI, разбавленной H₂SO₄, H₃PO₄, RCOOH и другими):

а) Fe + HBr → б) Co + H₂SO_4(разб) →

б) Fe + H₂SO_4(разб) → б) Ni + H₂SO_4(разб) →

- взаимодействие с концентрированной H₂SO₄:

а) Ni + H₂SO_4(конц) → ………….+ SO₂ + H₂O

 

б) Co + H₂SO_4(конц) → ………….+ S + H₂O

- взаимодействие с разбавленной и концентрированной HNO₃:

а) Co + HNO_3(разб) → ………….+ N₂O + H₂O

 

б) Ni + HNO_3(конц) → ………….+ NO₂ + H₂O

 

3. Свойства оксидов и гидроксисоединений металлов VIIIБ - подгруппы:

- формулы оксидов металлов VIIIБ - подгруппы ……………………………………….

 

- формулы гидроксидов металлов VIIIБ - подгруппы ……………………………

 

- растворимость, взаимодействие с водой оксидов и гидроксидов металлов VIIIБ – подгруппы……

- диссоциация в водном растворе гидроксида железа(II):

 

Основные свойства проявляют оксид и гидроксид железа ………….

При сплавлении амфотерные свойства проявляют оксид и гидроксид железа ………….

- взаимодействие оксидов и гидроксидов металлов VIIIБ - подгруппы с кислотами и кислотными оксидами.

а) Fe₂O₃ + H₂SO₄ →

 

б) Fe(OH)₂ + H₂SO₄ →

 

в) Ni(OH)₂ + H₂SO₄ →

- взаимодействие оксида и гидроксида железа (III) с основаниями при сплавлении происходит с образованием простых солей (назовите их) и воды

Fe₂O₃ + NaOH → ….. + H₂O

 

4. Растворимость солей, гидролиз солей

Плохо растворимы соли железа(II)……………………….. железа (III)…………….,

 

кобальта(II) …………………………, никеля(II)…………………………………

Растворимые сульфат железа(II) и сульфат железа(III)подвергается гидролизу по …………….., среда в растворе …………………….

 

5. Окислительно-восстановительные свойства соединений металлов VIIIБ - подгруппы

- Используя значения ОВП, приведенных на диаграмме Латимера, охарактеризовать окислительно-восстановительные свойства соединений железа.

Укажите соединения, проявляющие

а) только окислительные свойства………

б) только восстановительные свойства…….

в) двойственные окислительно-восстановительные свойства…….

г) в ряду Fe²⁺ Co²⁺ Ni²⁺ восстановительные свойства ионов Me²⁺………………...

д) в ряду Fe³⁺ Co³⁺ Ni³⁺ окислительные свойства ионов Me³⁺………………...

 

Диаграмма Латимера для триады Fe - Co – Ni:

 

+2,20 +0,771 - 0,4402

FeO₄^2- Fe³⁺ Fe²⁺ Fe

+0,36 -1,5

[Fe(CN)₆]^3- [Fe(CN)₆]^4-

 

+1,808 -0,277

Co³⁺ Co²⁺ Co

+ 0,178

[Co(NH₃)₆]³⁺ [Co (NH₃)₆]²⁺

 

+2,25 -0,250

NiO(OH) Ni²⁺ Ni

-0,49

[Ni(NH₃)₆]³⁺

 

Окислительные свойства соединений………………более выражены в …………………. среде

 

Восстановительные свойства соединений……………более выражены в …………………. Среде.

 

В присутствии аммиака восстановительные свойства металлов Co и Ni………………..

6. Комплексные соединения металлов VIIIБ - подгруппы

Катионы металлов VIIIБ - подгруппы образуют устойчивые комплексные соединения с аммиаком, цианид- и другими ионами. Поэтому оксиды, гидроксиды кобальта и никеля растворяются, например, в избытке аммиака.

CoO + 6 NH₄OH → [Co(NH₃)₆](OH)₂ + 5H₂O

гидроксид гекса аминкобальта(II)

Ni(OH)₂ + 6 NH₄OH → [Ni(NH₃)₆](OH)₂ + 6H₂O

гидроксид гекса аминникеля(II)