Продукт взаимодействия оксида хрома со щелочью оставить для опыта 8.2.

Опыт 8. Гидролиз солей хрома ( III)

8.1. К раствору хлорида хрома (III) CrCl₃ добавить раствор сульфида аммония (NH₄)₂S до образования осадка. ____________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Осадок отфильтровать и хорошо промыть на фильтре водой. К одной половине осадка в пробирке добавить разбавленный раствор соляной кислоты HCl, к другой – раствор щелочи NaOH. __________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

8.2. Раствор гидроксохромата (III), полученный в опыте 7, прокипятить._____________

________________________________________________________________________________

Опыт 9. Окисление и восстановление соединений хрома ( III)

9.1. К раствору хлорида хрома (III) CrCl₃.добавить раствор гидроксида натрия NaOH до растворения первоначально появившегося осадка. __________________________________

________________________________________________________________________________

Полученный раствор разделить на две пробирки. В одну из них добавить 2-3 мл раствора NaOH и 2-3 мл бромной воды. В другую пробирку добавить 2-3 мл раствора NaOH и 2-3 мл 3%-ного раствора пероксида водорода Н₂О₂.______________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

9.2. Раствор хлорида хрома (III) CrCl₃ подкислить соляной кислотой HСl и разлить на две пробирки. Одну оставить для контроля, в другую поместить 2-3 кусочка цинка, прилить немного бензина и закрыть пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустить в воду.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Опыт 10. Получение оксида хрома (VI) и его свойства

10.1. Налить в стакан 3-5 мл насыщенного раствора бихромата калия K₂Cr₂О₇ и прилить понемногу 5-8 мл концентрированной серной кислоты H₂SO₄, охлаждая стакан холодной водой.___________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

После охлаждения раствора отфильтровать полученные кристаллы на воронке со складчатым фильтром. Оставить кристаллы для опытов 10.2, 10.3.

10.2. Часть полученных кристаллов поместить в фарфоровую чашку и облить осторожно из пипетки несколькими каплями спирта C₂H₅OH. Написать уравнение реакции, учитывая, что образуется оксид хрома (III) и уксусный альдегид.____________________________

________________________________________________________________________________

10.3. Несколько кристаллов оксида хрома (VI) растворить в 2-3- мл воды H₂O и добавить раствор иодида калия KI. Доказать присутствие йода в растворе раствором крахмала.

Опыт 11. Условия существования в растворе хроматов и дихроматов

К 3-4 мл раствора хромата калия KCrO₄ прилить раствор серной кислоты H₂SO₄. К полученному раствору прилить раствор щелочи NaOH.___________________________________

________________________________________________________________________________

 

Опыт 12. Окислительные свойства соединений хрома хрома (VI)

12.1. К раствору бихромата калия K₂Cr₂О₇, подкисленному серной кислотой H₂SO₄, прилить раствор сульфита натрия Na₂SO₃.____________________________________________

________________________________________________________________________________

12.2. К 2-3 мл раствора бихромата калия K₂Cr₂О₇ прилить раствор сульфида аммония (NH₄)2_S._________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

 

Часть 2. Железо. Кобальт. Никель.

Цель работы

Изучение способов получения и свойств d-элементов побочной подгруппы восьмой группы: железо, кобальт, никель.

 

Оборудование и реактивы

Пробирки, пробиркодержатель, спиртовка, спички, лабораторный штатив, воронка, фильтровальная бумага

Железо металлическое, серная кислота H₂SO₄(конц.), серная кислота (разб) H₂SO_4, соляная кислота HCl (конц), соляная кислота HCl (разб), азотная кислота HNO₃ (конц.), азотная кислота HNO₃ (разб.), сульфат железа (II) FeSO₄ (р-р), бромная вода, бихромат калия K₂Cr₂О₇(р-р), перманганат калия KMnO₄ (р-р), лакмус, сульфата кобальта CoSO₄ (р-р), сульфата никеля NiSO₄ (II) (р-р), гидроксид натрия NaOH, роданид аммония NH₄CN (р-р), гексацианоферрат (II) калия K₄[Fe(CN)₆] (р-р), сульфид натрия Na₂S (р-р), иодид калия KI (р-р), вода H₂O.

Экспериментальная часть [4]

Опыт 1. Взаимодействие железа с кислотами

Испытайте действие на железо разбавленных и концентрированных кислот: серной, соляной и азотной.

Кислота	Уравнения реакций
Разбавленная	Концентрированная
серная кислота H2SO4
соляная кислота HCl
азотная кислота HNO3

 

Опыт 2. Свойства солей Fe (II)

2.1. В три пробирки налейте по 1мл раствора сульфата железа (II) FeSO₄, подкисленного серной кислотой, и добавьте в первую пробирку бромной воды, во вторую – раствора дихромата калия K₂Cr₂О₇(р-р), в третью – раствор перманганата калия KMnO₄ (р-р). __________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

 

2.2. Раствор сульфата железа (II) FeSO₄ испытайте лакмусом. Напишите уравнение реакции гидролиза.__________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

 

Опыт 3. Получение и свойства гидроксидов Fe, Co, Ni (II)

Возьмите по 2мл растворов сульфата железа (II) FeSO₄, сульфата кобальта CoSO₄ и сульфата никеля NiSO₄ (II) и осадите в каждом из растворов соответствующий гидроксид при помощи щелочи NaOH.____________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Отметьте цвет осадков. Отделите часть осадков и испытайте их на растворимость в кислотах и избытке щелочи (при нагревании).___________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Опыт 4. Свойства солей железа (III)

4.1. Определите реакцию раствора хлорного железа FeCl₃ на лакмус. Напишите уравнение реакции гидролиза.__________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4.2. К небольшим количествам хлорида железа (III) FeCl₃в отдельных пробирках прилейте растворы роданида аммония NH₄CN и гексацианоферрата (II) калия K₄[Fe(CN)₆].

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4.3. В три пробирки налейте по 2-3мл раствора хлорного железа. FeCl₃ В одну пробирку прибавьте раствор сульфида натрия Na₂S, в другую – раствор иодида калия KI, третью оставьте для сравнения. ____________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Вывод: ___________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Контрольные задания

Напишите уравнения реакций, в результате которых можно осуществить следующие превращения, назовите вещества:

1. Сu → Cu(NO₃)₂ → CuO → CuSO₄ → (Cu(NH₃)₄)SO₄ → CuSO₄ → → CuCl₂ → Cu(NO₃)₂ → Cu;

2. Fe → FeCl₂ → Fe(OH)2 → Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ → Fe₂(SO₄)₃ → Fe(OH)₃;

3. Fe → Fe(NO₃)₃ → Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ → Fe → FeSO₄ → Fe(OH)₂ → → Fe(OH)₃→ Na[Fe(OH)₄];

4. Cr → CrCl₃ → Cr(OH)₃ → K[Cr(OH)₄] → K₂CrO₄ → K₂Cr₂O₇ → K₂CrО₄;

5. Zn → Zn(NO₃)₂ → Zn(OH)₂ → ZnO → ZnSO₄ → [Zn(NH₃)₄]SO₄;

6. Fe → FeSO₄ → Fe(NO₃)₂ → Fe(NO₃)₃ → Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ → Fe;

Закончите уравнения реакций, расставьте коэффициенты методом электронного баланса, назовите вещества:

7. Mn(NO₃)₂ + Na₂S₂O₈ + H₂O → HMnO₄ +...

8. NaI + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ →

9. KClO₃ + MnO₂ + KOH → K₂MnO₄ +...

10. As + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → H₃AsO₄ +

11. Растворимость сульфида железа при некоторой температуре составляет 5,35•10^-9 в 100 см³ раствора. Рассчитайте произведение растворимости сульфида железа.

12. Какие массы KMnO₄ и H₂O₂ необходимы для получения кислорода объемом 11,2 дм³ (н.у.) при проведении реакции в кислой среде.

13. Для рафинирования была взята черновая медь массой 1000 кг, в которой массовая доля примесей составляет 4 %. Какая масса рафинированной меди может быть получена из нее, если выход по току составляет 92 %?

14. Медно - калийное удобрение содержит в массовых долях: K₂O - 56,8 %; Cu - 1,0 %. Какой процент это составляет в пересчете на хлорид калия и технический медный купорос, в котором массовая доля меди составляет 24 %?

15. Газом, выделившимся при обработке латуни массой 150 г избытком раствора соляной кислоты при нагревании, полностью восстановили оксид железа(III), при этом масса оксида железа(III) уменьшилась на 14,4 г. Определите состав смеси (ω, %).

16. Сплав меди с алюминием представляет собой химическое соединение, содержащее 12,3 % алюминия. Определите формулу этого соединения.

17. На растворение смеси меди и оксида меди(II) массой 18 г израсходован раствор серной кислоты массой 50 г с массовой долей 90 %. Вычислите массу меди в смеси.

18. Какая масса хромистого железняка, содержащего 30 % Fe(CrO₂)₂ потребуется для получения хрома массой 0,5 т?

19. Какой объем 0,5 н раствора дихромата калия потребуется для полного окисления в кислой среде иодида калия массой 22 г?

20. Какую массу CrO₃ можно получить из дихромата калия массой 147 г? Какую массу этилового спирта можно окислить им до альдегида?

 

Пример При нагревании смеси железа и цинка массами 11,2 г и 26,0 г соответственно с избытком серы и последующей обработкой продуктов реакции избытком раствора соляной кислоты выделился газ, который пропустили через раствор сульфата меди(II). Рассчитайте объем сульфата меди с массовой долей 10 % (ρ = 1,10 г/см³) израсходованный на поглощение образовавшегося газа.

 

Решение

Дано: m (Fe)= 11,2 г m (Zn) = 26,0 г ω (CuSO4) = 10% ρ (CuSO4) = 1,10 г/см^3 V (CuSO4) -?

Решение: 1) Fe+S = FeS 2) Zn+S = ZnS 3) FeS+2HCl = FeCl2+H2S↑ 4) ZnS+2HCl = ZnCl2+H2S↑ 5) H2S+CuSO4 = CuS↓+H2SO4 M(Fe) = 56 г/моль; M(Zn) = 65 г/моль; M(CuSO4) = 160 г/моль. Находим количество железа и цинка 11,2/56 = 0,2 моль Fe, 26/65 = 0,4 моль Zn. Тогда из уравнений (1,2) количество FeS равно 0,2 моль, а ZnS - 0,4 моль. Количество H2S, по реакции (3,4) равно 0,2 + 0,4 = 0,6 моль. Следовательно, по реакции (5) образуется и израсходуется такое же количество, т.е. 0,6 моль CuSO4 или 0,6•160 = 96 г. Объем раствора сульфата меди(II) с массовой долей 10 % составит: 96•100/10•1,1 = 872,7 см^3. Ответ: 872,7 см^3.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Лабораторная работа №4

Синтез и свойства полимеров

Цель работы

Изучение синтеза и некоторых физических и химических свойств полимеров. Распознавание пластмасс и волокон.

Оборудование и реактивы

Водяная баня, пробки с газоотводными трубками, пробирки, пробиркодержатель, пробки, спиртовка, спички, стакан, стеклянная палочка, фарфоровые чашки, предметное стекло, асбестовая сетка.

Набор плстмасс: полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, капрон, аминопласт, полиметилметакрилат, целлулоид; набор волокон: вискозное, ацетатное, нитрон, хлорин, лавсан, хлопок, шерсть, шелк, капрон; азотная кислота HNO₃ (конц.), серная кислота H₂SO₄ (конц.), гидроксид натрия NaOH (10% и 0,1 н.), нитрат серебра AgNO₃, формалин, соляная кислота HCl (конц.),. фенол (тв.), фенолформальдегид (ж), этанол C₂H₅OH, раствор перманганата калия KMnO₄, ацетон, бензол, дихлорэтан.

Экспериментальная часть [5]

При изучении свойств пластмасс и волокон пользуйтесь таблицами приложений.

Опыт 1. Полимеризация и деполимеризация альдегида

В фарфоровую чашку помещают 4 – 5 мл формалина и осторожно выпаривают на водяной бане. Что представляет собой твердый остаток? Остаток нагревают на открытом огне (вытяжной шкаф). Запишите наблюдения и дайте объяснения происходящим изменениям с помощью уравнений реакций.______________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

 

Опыт 2. Получение фенолоформальдегидных смол

В пробирку помещают несколько кристаллов фенола и 1 мл раствора формальдегида. Смесь нагревают до растворения фенола. ____________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Через 3 минуты к раствору добавляют 5 капель концентрированной соляной кислоты и продолжают нагревание до расслоения смеси. ________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Пробирку помещают в стакан с холодной водой. После образования четкой границы между слоями сливают воду и быстро выливают смолу на предметное стекло.

Испытывают образовавшуюся смолу на растворимость в спирте. Небольшое количество смолы нагревают в фарфоровой чашке до затвердевания. Испытывают растворимость в спирте затвердевшей смолы._______________________________________________________

 

Опыт 3. Свойства полиэтилена

1.1. Кусочек полиэтиленовой трубки или другого изделия (но не пленки) положите на проволочную сетку и осторожно нагрейте. При помощи стеклянной палочки измените форму изделия.________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

 

Дайте кусочку полиэтилена остыть и еще раз попытайтесь изменить его форму, меняется ли форма?__________________________________________________________________________

1.2.Кусочек полиэтилена при помощи тигельных щипцов внесите в пламя и подожгите его. Каким пламенем горит, образует ли капли, вытягивается в нити?_____________________

________________________________________________________________________________

1.3. Несколько мелких кусочков полиэтилена поместите в пробирку с раствором перманганата калия. Содержимое пробирки подогрейте.___________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

1.4. Несколько кусочков полиэтилена поместите в пробирку:

а) с концентрированной серной кислотой H₂SO₄;

б) с концентрированным раствором азотной кислоты HNO₃;

в) с разбавленным раствором гидроксида натрия NaOH.

Все пробирки осторожно нагрейте.

а)_______________________________________________________________________________

б)_______________________________________________________________________________

в)_______________________________________________________________________________

Опыт 4. Определение хлора в поливинилхлориде

4.1.Внесите кусочек поливинилхлорида в пламя, обратите внимание на запах продуктов горения и цвет пламени._______________________________________________________

4.2.Поместите несколько кусочков поливинилхлорида в пробирку, закройте ее пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустите в другую пробирку с 1—2 мл раствора нитрата серебра. Конец газоотводной трубки держите в 0,5—1.0 см от поверхности раствора. Содержимое первой пробирки сильно нагрейте._______________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Опыт 5. Распознавание пластмасс и волокон

Прежде чем приступить к выполнению практической работы, ознакомьтесь со свойствами пластмасс и волокон (табл.). После этого получите задание.

Распознавание пластмасс следует начать с внешнего осмотра, а затем перейти к исследованию их отношения к нагреванию и горению. Потом испытывают действие на них растворителей.

Распознавание волокон начинают с их сжигания. При этом прослеживают, с какой скоростью происходит горение, исследуют запах продуктов разложения, свойства остатка, который образуется после сгорания. Затем проверяют действие на волокна кислот, щелочей и растворителей.

5.1.В четырех пакетах находятся пластмассы: I вариант) поливинилхлорид, аминопласт, целлулоид и фенопласт; II вариант) полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат и капрон. Определите, какая пластмасса находится в каждом из пакетов. Зполните таблицу

Вариант ______

 

Признаки
Внешний вид
Сжигание
Действие ацетона
Действие бензола
Действие дихлорэтана
Название пластмассы

 

5.2.В четырех пакетах находятся волокна: I вариант) натуральный шелк (или шерсть), вискозное волокно, нитрон и лавсан; II вариант) хлопчатобумажная ткань, ацетатное волокно, хлорин и капрон. Определите, какое вещество находится в каждом из пакетов.

Признаки
Внешний вид
Сжигание (скорость горения, запах, остаток)
Действие HNO3 (конц)
Действие H2SO4 (конц)
Действие NaOH (10%)
Действие ацетона
Название пластмассы

 

Вывод: _________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Пример Перечислите основные типы полимеров и приведите примеры.

Решение

Решение: - термопласт – полимер, способный легко менять форму при нагревании (полиэтилен, полипропилен, полиэтилентерефталат, полистирол ….). - эластопласт – способен растягиваться в несколько раз и обратимо восстаннавливать форму после снятия деформирующего усилия (каучуки, резины). - реактопласт – полимер, в котором при обработке протекают необратимые реакции дополимеризации, что делает невозможность их дальнейшей термической деформации (обработки).

Контрольные задания

1. Что общего и различного в свойствах пластичности и эластичности? Чем это объясняется?

2. Чем различаются по строению макромолекулы каучуков и волокон? И как это оказывает влияние на их свойства? Показать на примере волокон и каучуков, при каких условиях может возрастать кристалличность полимеров.

3. Проведите классификацию изученных полимеров по известным вам признакам.

4. Приведите примеры веществ–мономеров, используемых в реакции полимеризации. Укажите общее в их строении и свойствах.

5. Приведите примеры веществ–мономеров, используемых в реакции поликонденсации. Укажите общее в их строении и свойствах.

6. Приведите примеры веществ-мономеров, используемых в реакции сополимеризации.

7. В чем принципиальная разница химических процессов полимеризации, сополимеризации и поликонденсации?

8. Какие признаки положены в основу классификации ВМС? Ответ конкретизируйте.

9. Какие характеристики являются определяющими в свойствах ВМС?

10. Какие реакции лежат в основе получения полимеров? Приведите примеры.

11. Напишите уравнения реакций получения поливинилхлорида.

12. Напишите уравнение реакции получения полипропилена.

13. Напишите уравнение реакции получения фенол-формальдегидной смолы.

14. Какие соединения называют аминами? Составьте схему поликонденсации адипиновой кислоты и гексаметилендиамина. Назовите образовавшийся полимер.

15. Напишите схему строения синтетического каучука, полученного из 2,3-диметилбутадиена, считая, что он представляет собой продукт 1,4-полимеризации.

16. Какой путь получения синтетического каучука разработал С. В. Лебедев? Приведите уравнения реакций.

17. Напишите схему строения бутадиен-стирольного каучука, считая для простоты, что он представляет собой регулярный полимер, в котором на одно стирольное звено приходится три бутадиеновых, и что бутадиен реагирует только в положениях 1,4.

18. Что такое хлоропреновый каучук? Как синтезировать необходимый для его получения мономер?

19. Рассчитайте содержание хлора (%) в хлоропреновом каучуке.

20. Напишите схему строения бутадиен-нитрильного каучука, считая, что он представляет собой регулярный полимер, в котором на один остаток акрилонитрила приходится три остатка бутадиена, и что бутадиен реагирует только в положениях 1,4.

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

ПРИЛОЖЕНИЯ