Дослід 14. Сульфати лужноземельних металів

а) До трьох пробірок, що містять розчини хлоридів кальцію, стронцію та барію, прилийте розбавлену сірчану кислоту або розчин сульфату натрію. Який колір мають осади, що утворилися? Випробуйте їхню розчинність у розбавленій хлороводневій кислоті. Напишіть рівняння реакцій.

· Порівняйте добутки розчинності карбонатів та сульфатів лужноземельних металів.

· Поясніть, чому карбонати лужноземельних металів розчиняються у хлороводневій кислоті, а їхні сульфати не розчиняються.

б) До розбавлених розчинів хлоридів кальцію, стронцію та барію в окремих пробірках додайте невелику кількість насиченого розчину сульфату кальцію. Сульфати яких металів випадають в осад? Порівняйте швидкості утворення цих осадів. Аналогічно попередньому досліду подійте на розбавлені розчини хлоридів лужноземельних металів насиченим розчином сульфату стронцію. Напишіть молекулярні та іонні рівняння реакцій.

· Зробіть порівняльний висновок про розчинність сульфатів лужно­земельних металів.

Дослід 15. Властивості гіпсу

8-10 г гіпсу нагрійте у фарфоровій чашці у сушильній шафі при температурі 150°С (не вище) протягом 25-30 хвилин. Який склад має добутий палений гіпс? Замісіть у фарфоровій чашці небагато паленого гіпсу з такою кількістю води, щоб утворилася тістоподібна маса, яку вилийте на монету, покладену на кришку тиглю. Монету та кришку тиглю перед цим необхідно вкрити вазеліном. Через кілька хвилин після твердіння гіпсу обережно зніміть зліпок з кришки і вилучіть монету.

· Чим пояснюється твердіння гіпсу?

Дослід 16. Добування карбонатів лужноземельних металів

В окремих пробірках до розчинів солей кальцію, стронцію та барію прилийте трохи розчину карбонату натрію. Випробуйте відношення добутих осадів до 2 н розчину соляної кислоти. Напишіть молекулярні та іонні рівняння проведених реакцій.

· За яких умов можливо практично цілком розкласти карбонат кальцію на оксид кальцію та вуглекислий газ?

Дослід 17. Добування оксалату кальцію

До розчину хлориду кальцію додайте розчин оксалату амонію. Дослідіть відношення добутого осаду до оцтової та хлороводневої кислот. Поясніть результати досліду, приймаючи до уваги різний ступінь дисоціації хлороводневої, щавлевої та оцтової кислот та добуток розчинності.

Дослід 18. Порівняння розчинності сульфату, карбонату та оксалату кальцію

До пробірки з розчином хлориду кальцію прилийте поступово розчин сульфату амонію до припинення виділення осаду. Розчин профільтруйте. До фільтрату додайте краплями розчин карбонату натрію до припинення виділення осаду (його склад?). Профільтруйте осад, прилийте до фільтрату розчин оксалату амонію. Напишіть рівняння реакцій. Який з трьох використаних реактивів є найбільш чутливим?

Дослід 19. Твердість води

а) Визначення карбонатної твердості води. До конічної колби налийте піпеткою 100 мл водопровідної води, додайте 5-6 крапель метилоранжу та титруйте 0,1 н розчином хлороводневої кислоти. Коли від однієї краплі кислоти розчин змінить забарвлення з жовтого на оранжеве, титрування припиніть. Об’єм використаної кислоти підрахуйте з точністю до 0,05 мл. Повторіть титрування з новою порцією води до одержання подібних результатів. Розрахуйте карбонатну твердість води за формулою:

.

б) Визначення загальної твердості води. 100 мл води, твердість якої потрібно визначити, нейтралізуйте 0,1 н розчином HCl (за метилоранжем) та додайте лужної суміші (суміш рівних об’ємів 0,1 н розчину NaOH та 0,1 н розчину Na₂CO₃).

Добутий розчин прокип’ятіть протягом 5 хвилин та охолодіть. Вміст колби добре збовтайте та профільтруйте крізь складчастий фільтр (сухий). Осад промийте на фільтрі, збираючи промивні води у колбу з фільтром. Відтитруйте фільтрат 0,1 н розчином хлороводневої кислоти до слабкорожевого забарвлення. Розрахуйте загальну твердість води за формулою:

Т_заг =

Хром, молібден, вольфрам

Мета роботи. Добування, вивчення хімічних властивостей хрому, молібдену, вольфраму та їхніх сполук. Встановлення залежності кислотно-основних властивостей сполук хрому від ступеня його окиснення.

12.1. Контрольні питання

1. Складіть електронні формули атомів хрому, молібдену та вольфраму. Поясніть їхню відміну від атомних конфігурацій відповідних елементів VIА групи. Чому число електронів на валентному (n-1)d-підрівні відрізняється у Cr та Mo від W?

2. У чому полягає відмінність електронних структур та властивостей елементів головної та побічної підгруп VI групи періодичної системи?

3. Опишіть промисловий спосіб добування хрому. Наведіть області застосування хрому у народному господарстві.

4. Як змінюється хімічна природа оксидів та гідроксидів хрому у ряді
Cr²⁺-Cr³⁺-Cr⁴⁺? Напишіть рівняння реакцій взаємодії гідроксиду хрому(ІІІ) з кислотами та лугами у молекулярній та іонній формах.

5. Який ступінь окиснення та які координаційні числа характерні для хрому-комплексоутворювача? Наведіть приклади комплексних сполук хрому.

6. Які властивості мають сполуки Cr(II) та Cr(III) в окисно-відновних реакціях? В якому середовищі відбуваються ці процеси? Наведіть приклади.

7. Як добувають оксид хрому(ІІІ)?

8. Напишіть рівняння реакцій добування: а) дихромату калію з хлориду хрому(ІІІ); б) дихромату калію з хромату калію; в) хромату натрію з сульфату хрому(ІІ).

9. Чому при дії на розчин хромового галуна розчинів карбонату натрію та сульфіду амонію утворюються однакові осади? Відповідь обґрунтуйте рівняннями реакцій.

10. Допишіть рівняння реакцій і розставте коефіцієнти:

а) реакції відбуваються при прожарюванні:

NaNO₃ + Cr₂O₃ + Na₂CO₃

Fe(CrO₂)₂ + K₂S₂O₈ + KOH

б) реакції відбуваються у розчині:

Cr₂(SO₄)₃ + PbO₂ + KOH ®

CrCl₃ + Ca(OCl)₂ + NaOH ®

11. Як приготувати хромову суміш? На чому засновано її застосування?

12. Як добути: а) дихромат з хромату; б) хромат з дихромату; в) хроміт з хромату?

13. Як впливає реакція середовища на окиснення сполук хрому(ІІІ) та на відновлення хрому(VI)?

14. Розставте коефіцієнти та поясніть, які властивості виявляють хромат та дихромат калію в наступних реакціях:

K₂Cr₂O₇ + Zn + H₂SO₄ → K₂Cr₂O₇ + SO₂ + H₂SO₄ →

K₂Cr₂O₇ + H₂O₂ + H₂SO₄ → K₂Cr₂O₇ + H₃PO₃ + H₂SO₄ →

K₂Cr₂O₇ + SnCl₂ + HCl → K₂Cr₂O₇ + KI + H₂SO₄ →

15. Запропонуйте методику добування дихромату калію із сульфату хрому(ІІІ).

16. Назвіть речовини, які можна добути при дії на дихромат калію концентрованої хлороводневої кислоти. Як впливає температура та концентрація кислоти на перебіг реакції?

17. До якого класу хімічних сполук належить оксохлорид хрому(VI) (хлористий хроміл)? У відповіді наведіть рівняння реакції. Напишіть графічну формулу хлористого хромілу.

18. Який ступінь окиснення є найбільш характерним для молібдену та вольфраму? Наведіть формули та назви сполук.

19. Яка з кислот сильніша – хромова чи молібденова? Відповідь мотивуйте.

20. Які сполуки утворює молібденова кислота при реакціях з кислотами: сірчаною, азотною? На які властивості молібденової кислоти вказують ці реакції?

21. Напишіть рівняння реакції добування вольфрамату натрію з мінералу вольфраміту, що містить FeWO₄, при сплавленні його з содою у присутності кисню повітря.

Задачі

Г суміші хрому з міддю обробили хлороводневою кислотою, при цьому утворилося 0,1 моль газу. До фільтрату додали надлишок гідроксиду натрію. Запишіть рівняння реакцій та визначте масовий склад суміші. Відповідь: 5,2 г Cr, 6,35 г Cu.

2. Суміш масою 58,4 г, що містить хлорид алюмінію та хлорид хрому(III), обробили надлишком розчину лугу та бромної води. До цього розчину додали розчин хлориду барію. Випав осад масою 50,6 г. Визначте масовий склад вихідної суміші. Відповідь: 31,7 г CrCl₃, 26,7 AlCl₃.

3. Яка маса хлориду хрому(ІІІ) містилася у розчині, якщо після відновлення цинком у солянокислому середовищі та подальшого додавання ацетату натрію виділилося 17 г ацетату хрому(ІІ)? Відповідь: 15,85 г.

4. При сплавленні дихромату калію з надлишком сірки було добуто 50 г оксиду хрому(ІІІ). Знайдіть масу дихромату калію, яку було витрачено. Відповідь: 96,71 г.

5. Яка маса дихромату калію необхідна для добування 49,9 г хромокалієвого галуну при реакції відновлення його спиртом у сірчанокислому середовищі? Відповідь: 14,7 г.

6. При сплавленні 6,7 г оксиду хрому(ІІІ) з бертолетовою сіллю було добуто 11,5 г хромату калію. Визначте вихід (%) хромату калію. Відповідь: 67,25%.

7. Яка маса оксиду хрому(ІІІ) утворюється при взаємодії 0,2 моль оксиду хрому(VI) з 4,48 л аміаку (н.у.) та подальшому прожарюванні продукту взаємодії? Відповідь: 15,2 г Cr₂O₃.

8. Який об’єм розчину, що містить 14,7 г дихромату калію в 1 л, необхідний для окиснення 2 л 0,1 н розчину сірководню у присутності розбавленої сірчаної кислоти? Відповідь: 666,7 мл.

9. Скільки літрів (н.у.) газу утворюється при нагріванні 25,2 г дихромату амонію? Відповідь: 2,24 л N₂.

10. Який об’єм 20%-ної соляної кислоти (r = 1,1 г/см³) необхідний для відновлення 2,94 г дихромату калію? Відповідь: 23,2 мл.

11. Розчин хромової кислоти додали до розчину йодиду калію На відновлення виділеного йоду було витрачено 40,0 мл 0,1 н розчину тіосульфату калію. Скільки хромової кислоти містилося у розчині? Відповідь: 0,1573 г.

12. Обчисліть масу хромату свинцю(ІІ), що утворюється при дії надлишку ацетату свинцю(ІІ) на: а) 150 мл розчину (С = 0,5 моль/л) К₂CrO₄; б) 50 г розчину К₂Cr₂O₇ (w = 26,2%). Відповідь: а) 24,225 г; б) 28,78 г.

13. Яку масу дихромату калію та який об’єм розчину з масовою часткою HCl 20% (ρ = 1,2 г/см³) потрібно взяти, щоб газу, який при цьому утворюється, було достатньо на реакцію з 10,4 г хрому? (Кислоту потрібно взяти з 50%-ним надлишком). Відповідь: 29,4 г K₂Cr₂O₇, 319,35 мл HCl.

12.3. Зразок завдання для поточного контролю