Дослід 11. Властивості манганату калію

а) Окисні властивості. Налийте до пробірки 1-2 мл добутого у поперед­ньому досліді розчину манганату калію та злегка нагрійте. Прилийте етиловий спирт до зміни кольору. Що спостерігається? Напишіть рівняння реакції.

б) Відновні властивості. Налийте до пробірки 1-2 мл розчину манганату калію та прилийте хлорну воду. Як зміниться колір розчину? Напишіть рівняння реакції.

До 1-2 мл розчину манганату калію прилийте розведену оцтову кислоту до зміни кольору розчину. Напишіть рівняння реакції.

· Які властивості має манганат калію?

Дослід 12. Добування перманганату калію

0,5 г манганату калію, добутого у попередньому досліді, розчиніть у 25 мл дистильованої води. Розчин нагрійте, пропускаючи крізь нього сильний струмінь СО₂ до малинового забарвлення рідини. Поясніть зміну кольору за допомогою відповідних реакцій.

Відфільтруйте розчин крізь скляний фільтр. Фільтрат упарте на водяній бані до початку кристалізації та залиште. Кристали, що випали, виділіть на скляному фільтрі, висушіть на повітрі та зважте на годинниковому склі. Обчисліть вихід (%).

Дослід 13. Властивості перманганату калію

а) Термічний розклад. Насипте до сухої пробірки 0,5-1 г перманганату калію та нагрійте. Визначте, який газ виділяється при розкладі перманганату калію.

Нагрійте пробірку до повного розкладу солі. Потім пробірку охолодіть та розчиніть утворені речовини в 1-2 мл дистильованої води. Який колір має розчин? Який продукт розкладу перманганату не розчиняється у воді? Запишіть рівняння реакції.

б) Окисні властивості. Налийте до трьох пробірок по 1-2 мл розбавленого розчину перманганату калію. До першої пробірки прилийте 2 мл розчину йодиду калію, до другої – 2 мл розчину сульфіту калію, до третьої – кілька крапель розбавленої сірчаної кислоти та 1-2 мл сірководневої води. Що спостерігається у кожній пробірці? Запишіть рівняння реакцій.

в) Вплив середовища на ступінь відновлення перманганату калію. Налийте до трьох пробірок по 1-2 мл розчину перманганату калію. До першої пробірки налийте кілька крапель розбавленої сірчаної кислоти, до другої - стільки ж води, до третьої – 1-2 мл концентрованого розчину гідроксиду калію. Потім до усіх трьох пробірок прилийте по 1-2 мл розчину сульфіту калію. Які зміни відбуваються у всіх пробірках? Запишіть рівняння реакцій.

· Як впливає реакція середовища на ступінь відновлення перманганату калію?

· Чому для підкислення розчинів КМnO4 не використовують соляну кислоту?

Дослід 14. Оксид мангану(VII), його властивості

Вимийте хромовою сумішшю фарфорову чашку та висушіть у сушильній шафі. Помістіть до неї кілька кристаликів перманганату калію марки ч.д.а та змочіть їх концентрованою сірчаною кислотою. Чому дослід потрібно проводити при повній відсутності домішок органічних речовин та пилу? Запишіть рівняння реакції.

Скляну паличку, змочену в одержаній суміші, піднесіть до спирту, налитого до фарфорової чашки. Поясніть явище, що спостерігається. Запишіть рівняння реакцій. Чому не можна ту саму скляну паличку вдруге вносити до оксиду мангану(VII)?

Підгрупа міді

Мета роботи. Добування та вивчення основних хімічних властивостей міді, срібла та їхніх сполук. Дослідження комплексоутворюючих властивостей іонів міді(II) та срібла(I).

Слід пам’ятати про цінність срібла та його сполук, тому у дослідах з солями срібла необхідно застосовувати мінімальні порції реактивів. Після завершення досліду всі залишки зливати до спеціального посуду (для подальшої регенерації) та здавати лаборанту.

14.1. Контрольні питання

1. Чим пояснюються відмінності у властивостях елементів головної та побічної підгруп I групи?

2. У чому полягає схожість та відмінність електронних структур та хімічних властивостей металів підгрупи міді та лужних металів? Дайте пояснення. Порівняйте зміну відновної активності металів у головній та побічній підгрупах I групи Періодичної системи Д.І. Менделєєва із збільшенням зарядів ядер атомів.

3. Дайте коротку характеристику металів IB групи, розглянувши: а) елек­тронні конфігурації; б) положення у ряді стандартних електродних потенціалів; в) відношення до кислот; г) ступені окиснення; д) характер гідроксидів.

4. З чим пов’язана різна стійкість сполук елементів IB групи в ступені окиснення +1?

5. Назвіть найважливіші природні сполуки міді.

6. Чим пояснити появу зеленуватого нальоту на виробах з міді при тривалому контакті з атмосферним повітрям? Запишіть рівняння реакції.

7. Користуючись рядом напруг металів, вкажіть, чи можуть мідь та срібло за звичайних умов витиснути водень з розбавлених кислот? У якій розбав­леній кислоті металева мідь та срібло розчиняються? Напишіть рівняння реакцій.

8. Що відбудеться при дії на мідь кислот: а) хлороводневої розбавленої; б) азотної розбавленої; в) азотної концентрованої; г) сірчаної розбавленої; д) сірчаної концентрованої при кип’ятінні? Напишіть рівняння реакцій, що перебігають.

9. Напишіть рівняння реакції утворення H[AuCl₄] при розчиненні золота у царській горілці.

10. Срібло добре розчиняється у розчині KCN. Поясніть причину розчинності срібла та напишіть рівняння реакції.

11. Чи є відмінність у взаємодії міді та золота з водним розчином ціаніду калію?

12. У чому можна розчинити елементи підгрупи міді? Напишіть відповідні рівняння реакцій.

13. Напишіть рівняння реакцій добування Cu₂O, CuO, Cu₂O₃.

14. Поясніть поведінку солей CuSO₄, CuCO₃ та CuS у воді.

15. Чому хлорид- та бромід-іони не можуть відновлювати іони Cu²⁺?

16. В якій формі перебуває мідь: у розчині сульфату міді(II); у концентро­ваному розчині соляної кислоти; в аміачному розчині; у розчині ціаніду калію?

17. При додаванні NH₃·H₂O до розчину CuSO₄ випав осад, який при подальшому збільшенні концентрації NH₃^.H₂O розчинився. Напишіть рівняння реакцій, що перебігають.

18. Дайте пояснення стійкості іона [Cu(CN)₄]^3-, виходячи з його електронної конфігурації. Який тип гібридизації має центральний атом? Які магнітні власти­вості має цей іон?

19. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення: Cu ® CuSO₄ ® Cu(OH)₂ ® [Cu(NH₃)₄](OH)₂ ® CuCl₂.

20. Є суміш порошків срібла та золота. Запропонуйте хімічний спосіб розділення цих металів. Напишіть рівняння реакцій.

Задачі

1. Скільки мілілітрів 30%-ної азотної кислоти (r = 1,184 г/см³) треба взяти для розчинення 1 г міді? Відповідь: 7,4 мл.

2. При взаємодії міді з концентрованою сірчаною кислотою виділилося 37 мл газу (н.у.). Яка маса міді розчинилася при цьому? Відповідь: 0,106 г.

3. Напишіть рівняння реакції розчинення золота в «царській горілці». Яка маса золота розчинилася, якщо внаслідок реакції виділилося 28 л оксиду азоту(II) (н.у.)? Відповідь: 246,25 г.

4. Обчисліть, скільки ціаніду натрію треба взяти для добування саморідного золота з 10 т золотоносної породи, що містить 0,01% Au за масою. Відповідь: 0,5 кг.

5. Обчисліть, який об’єм розчину HNO₃ з еквівалентною концентрацією 2 моль/л буде потрібний для розчинення 20 г Cu(OH)₂. Відповідь: 204 мл.

6. При взаємодії 3,92 г гідроксиду міді(II) та 150 мл водного розчину аміаку з масовою часткою NH₃ 25% та густиною 0,907 г/см³ утворився розчин гідроксиду тетраамінміді(II). Визначте масову частку (%) цієї речовини у добутому розчині. Відповідь: 4,74%.

7. Скільки мілілітрів 10%-ного розчину NаOH (r = 1,11 г/см³) потрібно для осадження всієї міді у вигляді Cu(OH)₂ з 0,6458 г CuCl₂^.2H₂O? Відповідь: 2,72 мл.

8. В розчин хлориду міді(II) помістили цинкову пластинку масою 25 г. Після реакції маса пластинки зменшилася на 1,5%. Скільки хлориду міді(II) було у розчині? Відповідь: 50,6 г.

9. В розчин KI додали 25 мл розчину CuCl₂. Утворилося 0,3173 г йоду. Якими були молярна та нормальна концентрації розчину CuCl₂? Відповідь: 0,1 моль/л та 0,1 екв/л.

10. Який об’єм 92%-ного розчину H₂SO₄ (r = 1,83 г/см³) буде потрібний для добування 20 кг мідного купоросу при дії сірчаної кислоти на мідь? Відповідь: 9,31 л.

11. При промисловому добуванні мідного купоросу мідний лом окиснюється при нагріванні киснем повітря і добутий оксид міді(II) розчиняється у сірчаній кислоті. Обчисліть теоретичну витрату міді та 80%-ної сірчаної кислоти на 1 т CuSO₄^.5H₂O. Відповідь: 256 кг; 490 кг.

12. У 200 мл розчину з концентрацією сульфату міді(II) 0,1 моль/л помістили залізну пластинку масою 10 г. Визначте масу пластинки після закінчення реакції. Відповідь: 10,16 г.

13. До розчину мідного купоросу додали надлишок лугу. Розчин з осадом, що випав, прокип’ятили, після чого осад відфільтрували, промили, прожарили та зважили. Маса виявилася рівною 0,824 г. Скільки CuSO₄^.5H₂O містилося у розчині? Відповідь: 2,58 г.

14. Визначте молярну концентрацію розчину CuSO₄ за такими даними: розчин об’ємом 50 мл виділяє з KI вільний йод, на титрування якого витрачається розчин Na₂S₂O₃ об’ємом 25 мл молярної концентрації 0,1 моль/л. Відповідь: 0,05 моль/л.

14.3. Зразок завдання для поточного контролю