Опыт 1. Взаимодействие натрия с водой.

Выполнение опыта. Налить в тигель до ¼ объема дистиллированной воды. Получить у лаборанта на фильтровальную бумагу маленький кусочек натрия и пинцетом (незащищенными руками не брать!) внести его в тигель с водой.

Какой газ выделяется? После окончания реакции в раствор добавить 1-2 капли фенолфталеина. Написать уравнение реакции. Какой из металлов – натрий или калий более энергично реагирует с водой? Ответ мотивировать.

 

Опыт 2. Свойства пероксида натрия.

а) взаимодействие пероксида натрия с водой

Выполнение опыта. В пробирку микрошпателем внести немного порошка пероксида натрия, добавить ~10 капель дистиллированной воды и размешать все стеклянной палочкой. Доказать присутствие в полученном растворе щелочи, добавить в него одну каплю раствора фенолфталеина.

Написать уравнение реакции взаимодействия пероксида натрия с водой.

б) окислительные свойства пероксида натрия

Выполнение опыта. Внести в тигель 3 микрошпателя пероксида натрия, 2 микрошпателя карбоната натрия и на кончике микрошпателя порошок сульфата хрома. 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 Na₂CrO₄.

Написать уравнение реакции взаимодействия пероксида натрия с сульфатом хрома в присутствии Na₂CO₃, учитывая, что при этом выделяется CO₂.

в) восстановительные свойства пероксида натрия

Выполнение опыта. Внести в пробирку ~5 капель раствора KMnO₄, добавить один микрошпатель порошка пероксида натрия и все перемешать. Отметить выделение газа и появление бурого осадка.

Написать уравнение реакции, учитывая, что перманганат калия KMnO₄ восстанавливается пероксидом натрия до MnO₂.

 

Опыт 3. Гидролиз карбоната и гидрокарбоната натрия.

Выполнение опыта. 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 гидрокарбоната натрия. Третью пробирку оставить для сравнения. Перемешать растворы стеклянной палочкой. Сравнить окраску лакмуса в растворах солей с его окраской в третьей пробирке.

Написать уравнение реакций гидролиза солей и ответить на вопросы, какая среда и почему:

а) в растворе карбоната натрия;

б) в растворе гидрокарбоната?

 

Контрольные вопросы и задания

1. Напишите электронные паспорта калия и цезия. Какой из них более сильный восстановитель? Почему?

2. Определите реакцию среды в растворах солей: K₂S; KNO₃; K₂CO₃. Напишите уравнения соответствующих реакций.

3. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Na → NaOH → Na₂CO₃ → NaCH₃COO.

4. Закончите следующие уравнения реакций методом ионно-электронного баланса:

Na₂O₂ + KI + H₂SO₄ → Na₂O₂ + Fe(OH)₂ + H₂O →

Na₂O₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ →

Какую функцию (окислитель или восстановитель) выполняет пероксид натрия Na₂O₂ в этих реакциях?

 

Элементы IIА подгруппы

 

Бериллий Be, магний Mg, кальций Ca, стронций Sr, барий Ba, радий Ra – элементы II A подгруппы периодической системы Д.И. Менделеева.

Кальций Ca, стронций Sr, барий Ba, получили название щелочноземельных металлов.

Эти элементы принадлежат к s- электронному семейству, их атомы имеют на внешнем уровне два электрона ns², которые они относительно легко отдают, приобретая при этом степень окисления +2.

Сверху вниз по подгруппе активность металлов возрастает, усиливается основной характер их оксидов и гидроксидов. Оксид и гидроксид бериллия амфотерны, а соответствующие соединения бария обладают ярко выраженными щелочными свойствами (Ba(OH)₂ – едкий барит).

При сжигании щелочноземельных металлов всегда получаются оксиды. Пероксиды гораздо менее стойки, чем пероксиды щелочных металлов, и являются более сильными окислителями.

С галогенами щелочноземельные металлы реагируют при нормальной температуре. При нагревании на воздухе они взаимодействуют с O₂, S, N₂.

Они могут также соединяться с водородом, образуя гидриды, аналогичные гидридам щелочных металлов (например, CaH₂, ВaH₂).

При комнатной температуре они способны медленно соединяться с азотом, образуя нитриды. Эта способность возрастает по мере увеличения восстановительной активности металлов сверху вниз по подгруппе.

Бериллий – металл серо-стального цвета, довольно тверд и хрупок. На воздухе покрывается оксидной пленкой, обусловливающей снижение его химической активности. Защитная оксидная пленка препятствует взаимодействию с водой, однако, после ее удаления, подобно алюминию, он взаимодействует с кислотами и щелочами. Со щелочами он реагирует с образованием тетрагидроксобериллата натрия и выделением водорода.

 

Be + 2NaOH + 2H₂O = Na₂[Be(OH)₄] + H₂↑

 

Холодными концентрированными HNO₃ и H₂SO₄ бериллий пассивируется.

Оксид бериллия BeO, тугоплавок, теплопроводен, прокаленный при ~400°C химически активен. Будучи амфотерным взаимодействует при сплавлении как с кислотными, так и с основными оксидами:

 

BeO + SiO₂ → BeSiO₃ BeO + Na₂O → Na₂BeO₂

 

В последнем случае образуется соль бериллиевой кислоты – бериллат натрия.

При нагревании BeO взаимодействует с кислотами и щелочами.

Гидроксид бериллия Be(OH)₂ в воде не растворяется. Как и оксид, он амфотерен и взаимодействует как с кислотами, так и со щелочами.

Все соединения бериллия токсичны!Особенно опасна пыль бериллия и его соединений. Большинство солей бериллия и кислородсодержащих кислот растворимы в воде. К нерастворимым относятся карбонат BeCO₃ и фосфат Be₃(PO₄)₂.

Магний – белый металл, окисляется на воздухе. Он мягче и пластичнее бериллия. С холодной водой Mg реагирует очень медленно, т.к. образующийся при этом Mg(OH)₂ плохо растворим. В кислотах растворяется легко (исключение HF и H₃PO₄), со щелочами не реагирует.

Соединения магния MgO, Mg(OH)₂ характеризуются основными свойствами. Mg(OH)₂ – плохо растворим, относится к основаниям средней силы. Большинство солей магния хорошо растворимы в воде, исключение: Mg₃(PO₄)₂, MgCO₃, MgF₂.

Подгруппа кальция: Ca, Sr, Ba – серебристо-белые металлы, очень активные, на воздухе тотчас покрываются желтоватой пленкой продуктов взаимодействия с составными частями воздуха. Ca и Sr – достаточно твердые, Ba – мягче, похож на свинец. Все три элемента энергично взаимодействуют с активными неметаллами в обычных условиях. С менее активными (N₂, H₂, C, Si и т.п.) реагируют при нагревании. Активность металлов возрастает от Cа к Ba; они легко взаимодействуют с водой. Вследствие высокой химической активности их хранят в керосине.

Оксиды металлов энергично взаимодействуют с водой, образуя сильные основания.

Из солей в воде хорошо растворимы галогениды и нитраты, а также большинство кислых солей: Э(HSO₄)₂, Э(HCO₃)₂ и др.

 

Работа №9.