Дослід 17. Добування оксиду срібла(I)

До пробірки внесіть 2-3 краплі розчину AgNO₃ та додайте надлишок розчину NаOH (або КОН). Спостерігайте утворення Ag₂O. Відзначте колір та характер осаду. Осад розділіть на чотири частини. Одну частину добутого Ag₂O помістіть до пробірки та випробуйте його відношення до нагрівання. Другу частину використовуйте для експериментального доказу основного характеру добутої сполуки. Третю частину осаду обробіть 25%-ним розчином аміаку. Що відбувається? Напишіть рівняння реакцій.

· Який висновок можна зробити про стійксть гідроксиду срібла?

· Яку кислоту слід брати для розчинення оксиду срібла? Чому?

Дослід 18. Добування малорозчинних солей срібла

а) До трьох пробірок внесіть по невеликій кількості розчину нітрату срібла та додайте помалу розчинів: до першої – хлориду калію або натрію, до другої – броміду калію, до третьої – йодиду калію. Зверніть увагу на характер та колір добутих сполук. Частину осадів відокремте та випробуйте їхнє відношення до HNO_3. Решту осаду промийте водою та відокремте декантацією, а потім пере­несіть на фільтрувальний папір та залиште стояти на світлі. На частину осаду хлориду срібла подійте розчином йодиду калію. Складіть рівняння реакцій.

б) До чотирьох пробірок внесіть розчин нітрату срібла. До першої пробірки додайте розчин карбонату натрію, до другої – хромату калію, до третьої - гідрофосфату натрію. До розчину у четвертій пробірці додайте сірководневу воду. Відзначте колір осадів, що випали. Напишіть рівняння реакцій у молекулярному та іонному вигляді.

· Чому галогеніди срібла не розчиняються в азотній кислоті?

Дослід 19. Нітрат срібла(І)

Кілька кристалів нітрату срібла розчиніть у воді та визначте рН розчину. Які продукти утворюються при термічному розкладі нітрату срібла? Напишіть рівняння реакції.

· Чи гідролізується нітрат срібла?

· До сильних чи слабких основ можна віднести гідроксид срібла?

Дослід 20. Відновлення сполук срібла(I)

а) Добування срібного дзеркала. Пробірку, яка підлягає срібленню, ретельно промийте гарячим розчином хромової суміші, потім водопровідною водою, дистильованою водою та спиртом для її знежирення. До знежиреної пробірки налийте розчин AgNO₃ та додайте краплями розчин аміаку (2 моль/л), струшуючи пробірку після додавання кожної краплі, поки осад, що випав спочатку, не розчиниться (Слід уникати надлишку аміаку). Потім до розчину додайте 10%-ний розчин глюкози в об’ємі, рівному вмісту пробірки. Суміш добре перемішайте. Пробірку опустіть в стакан з водою, нагрітою до кипіння. Поясніть появу блискучого шару срібла на внутрішній поверхні пробірки. Вміст пробірки злийте до посудини для срібних залишків. Після закінчення досліду шар срібла розчиніть у розбавленій азотній кислоті (тяга). Розчин також злийте до посудини для срібних залишків.

б) Помістіть до пробірки трохи розчину нітрату срібла та додайте 3-5 крапель 3%-ного розчину пероксиду водню. Утворюється металеве срібло. Напишіть рівняння реакції.

· Яку роль відіграє глюкоза у реакції срібного дзеркала?

Дослід 21. Добування комплексних сполук срібла(I)

а) До трьох пробірок налийте по 3-4 краплі розчину AgNO₃ та додайте по декілька крапель хлороводневої кислоти. Спостерігайте виділення білого осаду. До однієї пробірки додайте водний розчин аміаку, до другої – розчин сульфіту натрію, до третьої – розчин тіосульфату натрію. Спостерігайте розчинення осаду.

Розчин, добутий при розчиненні осаду у водному розчині аміаку, розділіть на дві частини та випробуйте дію на цей розчин азотної кислоти та розчину йодиду калію.

б) У двох пробірках добудьте бромід та йодид срібла. Випробуйте дію на них водного розчину аміаку. Чи в обох пробірках відбувається розчинення осаду? Випробуйте дію на AgBr та AgI розчинів йодиду калію, сульфіту натрію та тіосульфату натрію. Відзначте, що спостерігається.

· Складіть рівняння реакцій. Слід прийняти, що іони S₂O₃^2- та SO₃^2- моно­дентатні, а координаційне число іона Ag⁺ дорівнює 2.

Підгрупа цинку

Мета роботи. Добування, ознайомлення з хімічними властивостями цинку, кадмію, ртуті та їхніх сполук. Встановлення відмінностей відновних властивостей металів головної та побічної підгруп II групи.

Пари ртуті та всі її сполуки отруйні, тому при роботі зі ртуттю та її сполуками необхідно дотримуватися таких правил:

· Всі прилади та посуд, що містять ртуть, завжди слід ставити на емальовану підставку з високими бортами.

· Досліди зі ртуттю необхідно вести під тягою на такій самій підставці.

· Краплі випадково розлитої ртуті необхідно негайно ж зібрати пилососом або чистою поверхнею цинкової жерсті, або щіткою, ворсинки якої зроблені з тонкого мідного дроту. Зібрану ртуть перенести до спеціального посуду для забрудненої ртуті та залити водою.

· Всі залишки ртуті та розчинів, що містять сполуки ртуті, не виливати в раковину, а зливати до спеціальних склянок та здавати лаборантові.

· Після роботи зі ртуттю необхідно ретельно вимити руки з милом!

15.1. Контрольні питання

1. Напишіть електронні формули цинку, кадмію, ртуті та іонів Zn²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺; дайте порівняльну характеристику їхніх властивостей.

2. Як і чому змінюється енергія іонізації у ряді Zn – Cd – Hg?

3. Наведіть основні мінерали цинку, кадмію та ртуті, що мають промислове значення. У вигляді яких сполук цинк, кадмій та ртуть знаходяться у природі? Чи трапляється саморідна ртуть у природі?

4. У чому полягає суть пірометалургійного та гідроелектрометалургійного методів добування цинку із сірчистих руд? Які хімічні процеси перебігають при переходах: ZnS ® ZnO ® ZnSO₄ ® Zn(OH)₂ ?

5. На основі будови атомів поясніть, у чому схожість та відмінність хімічних властивостей металів головної та побічної підгруп II групи Періодичної системи. Наведіть приклади.

6. Де розташовані Zn, Cd та Hg у ряді стандартних електродних потенціалів металів? Напишіть рівняння взаємодії кадмію та ртуті з розбавленою та концентрованою азотною кислотою.

7. Напишіть рівняння реакцій розчинення цинку у кислотах: а) хлоро­водневій, б) сірчаній (концентрованій та розбавленій), в) азотній (концентрованій та розбавленій). Напишіть рівняння реакції розчинення його в лугу.

8. Вкажіть серед перелічених реакцій ті, в яких виділяється водень: а) цинк + гідроксид калію, б) ртуть + соляна кислота, в) цинк + сірчана кислота (розб.), г) кадмій + азотна кислота (розб.).

9. Чи можуть взаємодіяти металевий цинк та кадмій з водним розчином аміаку?

10. Напишіть рівняння реакції, що перебігає при сплавленні цинку із сумішшю нітрату та гідроксиду калію.

11. Охарактеризуйте властивості гідроксидів цинку, кадмію та ртуті.

12. Який з гідроксидів – Zn(OH)₂ або Cd(OH)₂ – виявляє більш основні властивості? Чому?

13. Напишіть схему рівноваги у системі осад – розчин гідроксиду цинку та вкажіть напрямок зсуву рівноваги при додаванні кислоти та лугу.

14. Як можна розчинити гідроксид цинку?

15. З якою метою при приготуванні розчину нітрату ртуті(II) додають азотну кислоту? Відповідь підтвердіть відповідними рівняннями реакцій та мотивуйте на основі принципу Ле Шательє.

16. Що відбудеться при тривалому зберіганні водного розчину Hg₂(NO₃)₂?

17. Охарактеризуйте іони Zn²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺ як комплексоутворювачі.

18. Яку електронну структуру має іон [Zn(OH)₄]^2-?

19. Що таке реактив Несслера?

20. Чому насичений розчин HgCl₂ після додавання кристалічного NaCl показує нейтральну реакцію?

Задачі

1. Який об’єм повітря витрачається при добуванні цинку масою 260 кг з цинкової обманки масою 1 т? Чому дорівнює масова частка сульфіду цинку у руді? Відповідь: 640 м³, 38,8%.

2. Цинкова обманка містить 30% ZnS. Скільки теоретично можна добути цинку та 92%-ного розчину H₂SO₄ з 1 т цієї руди? Відповідь: 201 кг Zn, 329,4 кг розчину H₂SO₄.

3. Які маси технічного цинку, що містить 96% Zn, та 27,5%-ного розчину HCl мають бути витрачені для добування 1 т 45%-ного розчину хлориду цинку? Відповідь: 224 кг, 878 кг.

4. Яку масу цинкового купоросу ZnSO₄^.7H₂O можна добути при взаємодії цинку з 500 мл 20%-ного розчину H₂SO₄ (r = 1,14 г/см³)? Відповідь: 333,9 г.

5. Який об’єм займе аміак (н.у.), що може бути виділений з розчину, добутого при взаємодії цинку масою 5,2 г з розчином азотної кислоти, в якому масова частка HNO₃ 8% (r = 1,04 г/см³)? Обчисліть об’єм цього розчину та розчину NаOH з концентрацією 2 моль/л, витраченого на виділення NH₃. Відповідь: 0,448 л, 151,4 та 10,0 мл.

6. Який об’єм розчину КОН з концентрацією 8 моль/л здатний прореагувати з 250 г оксиду цинку, що містить 18,6% домішок, які не розчиняються в їдких лугах? Відповідь: 0,625 л.

7. Визначте масові частки (%) компонентів у суміші карбонату з оксидом цинку, якщо при прожарюванні 4,68 г цієї суміші добули 4,02 г оксиду цинку. Відповідь: 40,4%, 59,9%.

8. Обчисліть в міліграмах на літр розчинність Zn(OH)₂ у воді, якщо ДР(Zn(OH)₂) = 5^.10^-17. Відповідь: ~0,23 мг/л.

9. Який об’єм розчину NаOH з концентрацією 2 моль/л буде потрібний для повного розчинення Zn(OH)₂ масою 9,9 г? Відповідь: 100 мл.

10. Який об’єм розчину сульфіду натрію з еквівалентною концентрацією 0,25 моль/л потрібний для осадження у вигляді сульфідів іонів Zn²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺, якщо у розчині міститься 1,5 г нітратів цинку, кадмію та ртуті у співвідношенні 4:1:5? Відповідь: 48,9 мл.

11. Який об’єм розчину (NH₄)₂S з еквівалентною концентрацією 1 моль/л потрібний, щоб осадити з розчину у вигляді сульфідів іони Zn²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺, якщо загальний вміст у розчині солей ZnSO₄, CdSO₄, Hg(NO₃)₂ складає 1 г, а процентний вміст кожної з солей такий: ZnSO₄ 40%, CdSO₄ 10%, Hg(NO₃)₂ 50%? Відповідь: 9,0 мл.

12. Метал масою 0,1405 г витісняє з кислоти 28 мл водню (н.у.). Визначте еквівалентну масу металу. Відповідь: 56,2 г/моль.

13. Нітрат ртуті(I) добувають розчиненням ртуті у розбавленій азотній кислоті за умов надлишку металу. Скільки літрів 25%-ного розчину HNO₃ (r = 1,15 г/см³) витрачається на 1 кг ртуті, виходячи з прийнятого на практиці молярного співвідношення 1Hg: 1,19 HNO₃? Відповідь: 1,3 л.

14. Який об’єм розчину SnCl₂ з молярною концентрацією 0,1 моль/л потрібно підлити до 200 мл розчину сулеми з концентрацією 0,15 моль/л, щоб відновити іони ртуті до металевої ртуті? Відповідь: 300 мл.

15. Знайдіть масові частки (%) компонентів амальгами, добутої при змішуванні 5 мл ртуті та 3 мл металевого натрію, якщо густини ртуті та натрію відповідно дорівнюють 13,55 та 0,97 г/см³. Відповідь: 95,9%, 4,1 %.

15.3. Зразок завдання для поточного контролю

№ п/п	Задачі	Кількість балів
	Яке значення рН має розчин нітрату цинку? 1) <7; 2)»7; 3)»10; 4)» 12.
	Чому дорівнює сума коефіцієнтів у лівій частині рівняння Zn + NaOH + H2O ® 1) 2; 2) 3; 3) 5; 4) 8.
	Яку геометричну форму має гідроксокомплекс цинку? 1) квадрат; 2) піраміда; 3) октаедр; 4) тетраедр.
	Яка речовина випадає в осад при дії надлишку концентрованого розчину KI на розчин Hg2(NO3)2? 1) Hg2I2; 2) Hg + I2; 3) HgI2 + Hg; 4) Hg.
	Які речовини випадуть в осад при дії надлишку концентрованого розчину КОН на розчин, що містить Zn(NO3)2, Cd(NO3)2, Hg2(NO3)2? 1) Zn(OH)2 + Cd(OH)2 + Hg; 2) Cd(OH)2 + HgO + Hg; 3) Cd(OH)2 + Hg2O; 4) Cd(OH)2 + Hg2(OH)2.
	Сума балів