Химические свойства водорода

Приготовление гремучей смеси. (Опыт проводится в присутст­вии преподавателя). Измерьте емкость цилиндра и отметьте резиновым кольцом 1/3 часть общего объема. Налейте в цилиндр воды и оп­рокиньте его в ванну с водой. Одну треть цилиндра заполните кислородом из газометра и 2/3 водородом из аппарата Киппа. Закройте ци­линдр под водой круглым стеклом, выньте из ванны, заверните полотенцем и, открыв отверстие цилиндра, подожгите газовую смесь горящей лучиной. Что происходит?

Перекись водорода

В практикуме обычно используются водные растворы перекиси водорода (1-30%-ные). Работа с безводной перекисью водорода и с растворами концентрацией выше 30% в практикуме запрещается. Растворы пероксида водорода запрещается хранить на свету и в склянках с притертыми пробками.

Кислотные свойства перекиси водорода. В пробирку налейте 4‑5 мл воды, прибавьте 5-7 капель раствора лакмуса и разделите поровну на две пробирки. В одну пробирку прибавьте несколько капель раствора перекиси водорода и сравните окраски растворов.

Получите раствор алюмината натрия прибавлением к раствору соли алюминия раствора едкого натра до исчезновения осадка. К полученному раствору прибавьте по каплям перекись водорода. Выпадает гидроксид алюминия. Напишите уравнения реакций по стадиям.

Каталитическое разложение перeкиси водорода. Налейте в пробирку 1-2 мл 3%-ного раствора перекиси водорода и всыпьте немного двуокиси марганца. Испытайте выделяющийся газ лучинкой.

Окислительные свойства перекиси водорода. К 2-3 мл раствора иодида калия прилейте столько же 20%-ного раствора серной кислоты. Затем добавьте по каплям раствор перекиси водорода. Что наблюдается? Разбавьте раствор водой и внесите в него 1-2 капли раствора крахмала. Что происходит?

Отбеливающие свойства перекиси водорода. Положите в пробирку небольшой кусочек окрашенной ткани, прилейте 1 мл 50%-го раствора аммиака и 2 мл раствора перекиси водорода. Наблюдайте через некоторое время изменение цвета ткани.

Восстановительные свойства перекиси водорода. Налейте в пробирку 2 мл раствора перманганата калия и подкислите его 2-3 каплями 20%-ного раствора серной кислоты. Полученный раствор по каплям прилейте к раствору перекиси водорода. Какой газ выделяется?

 

ГАЛОГЕНЫ

Домашнее задание

1. Приведите формулы и названия минералов, содержащих в своем составе галогены.

2. Приведите уравнения реакций получения галогенов в свободном состоянии.

3. Приведите примеры реакций, показывающих, что окислительные свойства галогенов уменьшаются в ряду F₂Cl₂Br₂I₂.

4. Почему фтор не может проявлять степень окисления +7, а хлор может? Ответ объясните с учетом электронного строения атомов элементов и значений их электроотрицательности.

5. Напишите уравнения химических реакций, схемы которых даны ниже:

HCl + …→MgCl₂ + H₂

HCl + Fe₂O₃→… + H₂O

HCl + Ca(OH)₂→… + …

6. Напишите уравнения реакций, показывающих хорошую растворимость хлора и брома в щелочах.

7. Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в схемах окислительно-восстановительных реакций с участием хлора:

А)Fe + Cl₂→ Б)P + Cl₂→

В)Cl₂ + H₂O→HCl + HClO Г)Cl₂ + NaOH →

8. Почему растворимость иода в водном растворе иодида калия значительно выше, чем в воде? Напишите уравнение реакции.

9. Сравните величины степеней диссоциации галогенводородных кислот. Почему сила этих кислот в ряду от HF к HI увеличивается? Почему фтороводородная кислота является слабой кислотой?

10. Как изменяется устойчивость в ряду кислот HClOHClO₂HClO₃HClO₄? Почему? Как в этом ряду изменяются окислительные и кислотные свойства?

11. Какой объем хлора (н.у.) потребуется для вытеснения всего брома из раствора, содержащего 10.3 г бромида натрия?

12. В 100 г воды растворили хлороводород объемом при нормальных условиях 6.72 л. Чему равна массовая доля HCl (в процентах) в полученном растворе?

13. К 60 мл раствора соляной кислоты с массовой долей кислоты 20% и плотностью 1.1 г/мл добавили избыток цинка. Рассчитайте, какую массу хлорида цинка можно будет выделить из полученного раствора.

14. Смесь, состоящую из 2 л водорода и 3 л хлора, взорвали в закрытом сосуде. Какие газы и в каком количестве будут находиться после взрыва?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Галогены токсичны, а многие их соединения склонны к воспламенению и взрывоопасны. Работа со фтором и фосгеном в практикуме запрещается. Опыты с галогенами следует проводить только под тягой.

При получении хлора взаимодействием перманганата калия с соляной кислотой необходимо в приборе после колбы с реакционной смесью помещать пустую или заполненную водой промывалку и лишь за нею - склянки с осушителями (H₂SO₄, CaCl₂, P₂O₅). Следует помнить, что при взаимодействии конц. H₂SO₄ с KMnO₄ может произойти взрыв!

Остатки KMnO₄ (или MnO₂) после получения хлора следует вылить в "склянки для слива".

Получение и свойства галогенов

Получение хлора

Получение хлора из соляной кислоты действием окислителей:

а) Насыпьте в пробирку щепотку оксида марганца (IV), прилейте 1‑3 мл концентрированной соляной кислоты. Осторожно, движением руки, понюхайте хлор. Пробирку поднесите к белому экрану, обратите внимание на цвет газа.

б) Насыпьте в пробирку несколько кристалликов перманганата калия, поставьте ее в штатив и прилейте 1-2 мл концентрированной соляной кислоты. Что наблюдается?

в) Разотрите в фарфоровой ступке бихромат калия, насыпьте нем­ного в пробирку и прилейте 2-3 мл концентрированной соляной кислоты. Содержимое пробирки слегка нагрейте. Что наблюдается?

Свойства хлора

Рис. 1. Прибор для получения хлора

Для получения хлора соберите прибор (рис. 1). Рассчитайте и отве­сьте на весах количество перман­ганата калия, необходимое для получения 2 л газообразного хлора. Перманганат калия всыпьте в колбу Вюрца (1), в капельную воронку (2) налейте концентрированную со­ля­ную кислоту. Образующий­ся хлор пропустите через склян­ку с во­дой (зачем?), затем - через склянку с концентрированной серной кис­лотой (зачем?) и соберите в банки емкостью 50 мл. Покройте банки стеклянными пластинами. Для лучшего контроля за наполнением банок хлором поставьте белый экран. Какие примеси будут у хлора, выходящего из прибора?

1. Взаимодействие хлора с металлами

а) В наполненную хлором банку внесите предварительно нагретую железную проволоку (или пучок медной фольги). Что наблюдается?

б) В банку с хлором всыпьте мелкоизмельченную сурьму. Что наблюдается?

2. Получение и свойства хлорной воды

Дистиллированную воду в пробирке насытьте хлором, обратите внимание на цвет и запах воды. Какие вещества образовались при взаимодействии хлора с водой? Испытайте действие хлорной воды на раствор индиго и окрашенную ткань. Какое вещество производит белящее действие?

Налейте в пробирку 2-3 мл хлорной воды и прибавьте по каплям раствор гидроксида натрия. Объясните исчезновение окраски и запаха хлорной воды. Какое влияние оказывает щелочь на сдвиг равновесия в реакции между хлором и водой?

Свойства иода

а) Налейте в две пробирки воды и опустите в них по одному кри­сталлику иода. Содержимое пробирок сильно взболтайте. Какова раст­воримость иода в воде? В одну пробирку налейте немного четыреххло­ристого углерода, взболтайте, другую оставьте для сравнения. Объясните происходящие процессы.

б) К 5 мл иодной воды прилейте раствор щелочи до исчезновения окраски раствора. Полученный раствор подкислите раствором серной кислоты. Объясните происходящие явления.

в) Насыпьте в пробирку немного порошка магния, затем прилейте 5-6 мл иодной воды и встряхните. Объясните исчезновение окраски.

Гидриды галогенов

1. Получение хлороводорода и соляной кислоты

Насыпьте в пробирку слой хлорида натрия (около 1 см высотой), смочите его водой и прилейте не более четверти пробирки концентрированной серной кислоты. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, нагрейте и наполните выделяющимся хлороводородом сухую пробирку, опустив конец газоотводной трубки на дно пробирки. Когда над отверстием пробирки появится обильный дым, быстро закройте отверстие пробирки пальцем и, перевернув, погрузите ее отверстием в сосуд с водой, а затем отнимите палец. Наблюдайте поглощение хлороводорода водой и поднятие воды в пробирке. Исследуйте на лакмус реакцию полученного раствора и действие его на порошок магния.