Дослід 3. Добування борної кислоти

Розчиніть 10 г бури у 25 мл води при нагріванні. Розрахуйте за рівнянням реакції необхідний об’єм 25%-ної соляної кислоти. Відміряйте соляної кислоти на 10-15% більше розрахованої кількості та повільно по паличці вилийте до стакану з гарячим (80-90 ^оС) розчином бури. Дайте розчину остигнути. Яка кількість кислоти випадає в осад? Кристали, що випали, відфільтруйте на лійці Бюхнера, промийте дистильованою водою. Висушіть між аркушами фільтрувального паперу та зважте. Визначте відсоток виходу борної кислоти.

Дослід 4. Властивості борної кислоти

а) Невелику кількість борної кислоти розчиніть у воді та випробуйте на лакмус. Напишіть рівняння дисоціації борної кислоти.

· До сильних чи слабких електролітів відноситься борна кислота?

б) Розжарте у полум’ї пальника платиновий дріт або фарфорову паличку, відзначте колір полум’я. Опустіть розжарений дріт або паличку до порошку борної кислоти і знов внесіть до полум’я. Яке забарвлення полум’я дає борна кислота?

в) Насипте до фарфорової чашки 3-5 кристалів борної кислоти, додайте 3 мл метилового (етилового) спирту або гліцерину та 1 мл концентрованої сірчаної кислоти. Розмішайте суміш та потім підпаліть її. Чим зумовлене забарвлення полум’я? Напишіть рівняння реакцій.

Дослід 5. Добування борного ангідриду

До залізного тигля насипте 5 г чистої борної кислоти та прожарте у муфельній печі до повного видалення води та утворення склоподібної маси. Для витягання цієї маси нижню частину розжареного тигля занурте у холодну воду. Можна розплавлену масу вилити окремими краплями до фарфорової ступки. Після деякого охолодження розплав ще теплим швидко розітріть у ступці в порошок та перенесіть до склянки, що щільно закривається.

· Яких змін зазнає борна кислота при нагріванні?

Дослід 6. Перли бури

Розжарене до червоності вушко платинового дроту занурте до порошку бури, захопіть кілька кристалів бури, сплавте їх на полум’ї пальника у склоподібну горошину (перл). Перл бури, що утворився, змочіть розчином солі кобальту та знову прожарте. Повторіть дослід, узявши замість солі кобальту сіль хрому(III). Напишіть рівняння реакцій.

Лабораторна робота. Алюміній

Дослід 1. Властивості алюмінію

а) Відношення алюмінію до кисню. Шматочок алюмінієвого дроту очистіть наждачним папером та опустіть на 2 хв. до розчину сулеми (сильна отрута!). Потім сполосніть водою, протріть фільтрувальним папером та залиште на повітрі. Поясніть явище, що відбувається. Напишіть рівняння реакції.

б) Відношення алюмінію до води. Шматочок алюмінієвого дроту опустіть до пробірки з водою та прокип’ятіть. Чому не відбувається помітного виділення водню? Другий шматочок алюмінієвого дроту очистіть наждачним папером, прокип’ятіть з невеликою кількістю спирту для очищення від жиру та опустіть на 2-3 хв. до розчину сулеми. Потім дріт промийте кілька разів водою для видалення надлишку сулеми та опустіть до пробірки з водою. Що відбувається? Напишіть рівняння реакції.

в) Відношення алюмінію до кислот. В окремих пробірках випробуйте дію розбавлених сірчаної, соляної та азотної кислот на алюміній на холоді та при нагріванні. Напишіть рівняння реакцій, що відбуваються.

· З якою кислотою найбільш енергійно реагує алюміній?

Аналогічні досліди проведіть з концентрованими соляною, сірчаною та азотною кислотами. Що спостерігається? Напишіть рівняння реакцій.

г) Відношення алюмінію до лугів. До пробірки з розчином лугу опустіть шматочок алюмінію. Спостерігайте взаємодію алюмінію з лугом на холоді та при нагріванні. Напишіть рівняння реакції.

Дослід 2. Добування та властивості гідроксиду алюмінію

а) До розчину солі алюмінію краплями додайте розчин їдкого натру до утворення осаду. Дослідіть відношення добутого осаду до розбавленої соляної кислоти та до надлишку їдкого натру. Напишіть рівняння реакцій у молекулярному та іонному вигляді.

б) До розчину алюмінату натрію, добутого у попередньому досліді, додайте краплями при помішуванні розчин соляної кислоти до утворення осаду. Який його склад? Напишіть рівняння реакції.

Дослід 3. Гідроліз солей алюмінію

а) До окремих пробірок налийте розчини сульфату та хлориду алюмінію та випробуйте лакмусом. Напишіть молекулярні та іонні рівняння реакцій гідролізу.

б) Приготуйте 2-3 мл лужного розчину алюмінату натрію, додайте до нього рівний об’єм насиченого розчину хлориду амонію та 9-10 мл води. Розчин прокип’ятіть. Що утворюється? Напишіть рівняння реакцій.

· Який з іонів хлориду амонію сприяє посиленню гідролізу алюмінату натрію?

в) До окремих пробірок з розчином сульфату алюмінію додайте рівні об’єми розчину соди та розчину сульфіду амонію. Що спостерігається? Добуті осади відфільтруйте, промийте на фільтрі водою та випробуйте в окремих пробірках їхнє відношення до соляної кислоти. Поясніть, чому в обох пробірках утворюється однаковий осад. Напишіть молекулярні та іонні рівняння реакцій.

Дослід 4. Добування сульфіду алюмінію (тяга!)

Приготуйте суміш 2,4 г дрібного порошку алюмінію та 2,6 г сірчаного цвіту. Перенесіть суміш до тиглю та підпаліть за допомогою стрічки магнію. Як тільки почнеться реакція (обережно!), тигель закрийте кришкою. Дайте тиглю охолонути. Після охолодження частину добутого сульфіду алюмінію помістіть до пробірки з водою. Нагрійте.

· Який газ виділяється при гідролізі сульфіду алюмінію?

Напишіть рівняння реакції.

Дослід 5. Алюмокалієвий галун

Зважте 10 г 18-водного сульфату алюмінію та приготуйте розчин (див. таблицю розчинності). Обчисліть за рівнянням реакції кількість сульфату калію, необхідну для добування галуну з узятої наважки сульфату алюмінію. Розраховану кількість сульфату калію зважте та розчиніть при нагріванні у якомога малій кількості води. Приготовлені гарячі розчини злийте до стакану, перемішайте та залиште для кристалізації. Кристали, що виділилися, відфільтруйте, просушіть між аркушами паперу та зважте. Визначте відсоток виходу галуну.

Лужні метали

Мета роботи. Ознайомлення з основними хімічними властивостями натрію, калію та деяких їхніх сполук.

10.1.Контрольні питання

1. У чому виявляється сильна відновна здатність лужних металів при взаємодії їх з розбавленою азотною кислотою? Відповідь підтвердіть складанням відповідних рівнянь.

2. Чим пояснити, що при переході від літію до цезію відбувається зниження їх температури плавлення?

3. Чому літій значніше відрізняється за властивостями від інших лужних металів, ніж останні один від одного?

4. Чим відрізняється електролітичний спосіб добування лужних металів від електролітичного способу добування їдких лугів? Які процеси перебігають на аноді та катоді при електролізі у першому та у другому випадку?

5. Відомо, що хімічно чистий хлорид натрію добувають, пропускаючи хлороводень крізь насичений водний розчин кухонної солі. Поясніть, чому таким шляхом вдається очистити сіль.

6. Що загального у таких процесах: а) горіння натрію у кисні, парах сірки та хлору; б) взаємодії натрію з водою; в) взаємодії натрію з сірчаною кислотою; г) витіснення натрієм водню з аміаку?

7. Закінчіть рівняння реакцій:

Li + O₂ → Na + O₂ →

K + O₂ ® Rb + O₂ ®

Cs + O₂ ®

8. Допишіть рівняння реакцій та вкажіть, який елемент окиснюється, а який відновлюється:

1) KCl + Al + CaO → 2) KCl + Si + CaO →

3) NaH + Cl₂ → 4) KH + H₂O →

9. Допишіть рівняння реакцій та розставте коефіцієнти:

1) Na₂O₂ + AuCl₃ + H₂O → O₂ + Au + …

2) Na₂O₂ + KI + H₂SO₄ →

3) Na₂O₂ + Fe(OH)₂ + H₂O →

4) Na₂O₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ →

10. Які процеси відбуваються на катоді та аноді (обидва зроблені з графіту) при електролізі розчинів: а) NaCl; б) NaClO₂; в) NaClO₄; г) Na₂S?

11. Вкажіть хімічний склад соди: а) каустичної; б) кристалічної; в) кальціно­ваної; г) питної.

12. Яка з перелічених солей більш гідролізується – карбонат натрію, сульфат натрію або ціанід натрію? Напишіть молекулярні та іонні рівняння гідролізу цих солей.

13. Наведіть три способи добування карбонату натрію із сульфату натрію.

Задачі

1. Визначте масу Na₂O₂, що вступив до реакції з водою, якщо загальний об’єм добутого розчину 0,750 л, а 0,010 л цього розчину необхідно для нейтралізації 0,030 л 0,1 н HCl. Відповідь: 8,775 г.

2. Яка сіль утворюється, якщо крізь 0,25 л гідроксиду натрію (ρ = 1438 кг/м³) з масовою часткою NаOH 40% пропустили оксид вуглецю(IV), добутий при спалюванні 20 л метану (н. у.)? Розрахуйте масу добутої солі. Відповідь: 94,64 г Na₂CO₃.

3. Суміш хлоридів натрію та калію масою 0,245 г розчинили у воді та на добутий розчин подіяли розчином нітрату срібла. В результаті утворився осад масою 0,57 г. Обчисліть масові частки NaCl та KCl у суміші. Відповідь: 76% NaCl та 24% KCl.

4. При взаємодії 20 г амальгами натрію з водою був добутий розчин лугу. Для визначення процентного вмісту натрію в амальгамі було проведено титрування добутого розчину. Виявилось, що на нейтралізацію цього розчину потрібно 100 мл 0,5 н розчину соляної кислоти. Розрахуйте процентний вміст натрію в амальгамі за цими даними. Відповідь: 5,75%.

5. При обробці 5,94 г суміші поташу та соди сірчаною кислотою добули 7,74 г суміші безводних сульфатів калію та натрію. Визначте склад узятої та добутої сумішей. Відповідь: 3,18 г Na₂CO₃ та 2,76 г K₂CO₃; 4,26 г Na₂SO₄ та 3,48 г K₂SO₄.

6. Обчисліть процентний вміст натрію та калію у сплаві, якщо 3,1 г цього сплаву виділяють з води 1120 мл водню за н. у. Відповідь: 37,1% Na та 62,9% K.

 

10.3. Зразок завдання для поточного контролю