Опыт 12. Взаимодействие металлов — Cu, Fe — с концентрированной азотной кислотой (показательный)

В три пробирки налить по ~1 мл концентрированной азотной кислоты. Осторожно опустить в первую пробирку стружку меди, во вторую -железа, в третью - олова. Наблюдать за изменениями в пробирках в течение ~2 минут. Пробирки с железом и оловом нагреть. После охлаждения в пробирку с Fe добавить 1 каплю тиоцианата калия (KSCN).

- Отметить, какие изменения происходят в каждой из пробирок при комнатной температуре и при нагревании

 

 

- наиболее энергично при комнатной температуре реакция идет с металлом………..

- «пассивируются» концентрированной азотной кислотой металлы……………….

- составить уравнение реакции меди с концентрированной азотной кислотой, протекающей при комнатной температуре с образованием нитрата меди (II), воды и оксида азота (IV).

Cu + HNO_3(конц.) ® NO_{2 ↑} + … + …

бурый

- в пробирке с тиоцианатом калия (KSCN) появляется …………………….окрашивание

- составить уравнение реакции, объясняющей появление кроваво-красного окрашивания в результате образования гексатиоцианатоферрата (III) калия

Fe(NO₃)₃ + KSCN ®

 

- составить уравнение реакции железа с концентрированной азотной кислотой, протекающей при нагревании с образованием нитрата железа (III), воды и оксида азота (IV):

Fe + HNO_3(конц.) ® NO₂ + … + …

- вывод.

Взаимодействие металлов с раствором аммиака

 

Опыт 13. Взаимодействие металлов – Zn, Cu - с концентрированным раствором аммиака

В две пробирки налить по 1 мл концентрированного раствора аммиака Опустить в первую пробирку пластинку меди, во вторую - гранулу цинка. Наблюдать за изменениями в пробирках в течение 10 минут. Пробирки нагреть и наблюдать в течение 30 минут.

- Отметить, какие изменения происходят в каждой из пробирок при комнатной температуре и при нагревании

 

 

- составить уравнение реакции растворения оксидной пленки на поверхности цинка в аммиаке, учитывая, что образуется аммиакатный комплекс – гидроксид тетрааминцинка (II):

ZnO + H₂O + NH₃ ®

 

- составить уравнение реакции растворения оксидной пленки на поверхности меди в аммиаке, учитывая, что образуется аммиакатный комплекс – гидроксид тетрааминмеди (II):

CuO + H₂O + NH₃ ®

 

- составить уравнение реакции окисления цинка водой в присутствии аммиака, учитывая, что образуется аммиакатный комплекс — гидроксид тетрааминцинка (II) и водород:

Zn + H₂O + NH₃ ®

 

- выписать из таблицы приложения значения окислительно-восстановительных потенциалов и рассчитать ЭДС реакции:

ЭДС = φ_ок. – φ_вос = φ_H20/Н2 - φ _{[Zn(NНЗ)4]2-/Zn} =

 

- составить уравнение реакции окисления цинка кислородом в присутствии аммиака, учитывая, что образуется аммиакатный комплекс – гидроксид тетрааминцинка (II):

Zn + O₂ + NH₃ ®

 

- выписать из таблицы приложения значения окислительно-восстановительных потенциалов и рассчитать ЭДС реакции:

ЭДС = φ_ок. – φ_вос = φ_O2/Н2O - φ _{[Zn(NНЗ)4]2-/Zn} =

 

- составить уравнение реакции окисления меди кислородом в присутствии аммиака, учитывая, что образуется аммиакатный комплекс – гидроксид тетрааминмеди (II):

Cu + O₂ + NH₃ ®

 

- выписать из таблицы приложения значения окислительно-восстановительных потенциалов и рассчитать ЭДС реакции:

ЭДС = φ_ок. – φ_вос = φ_O2/Н2O - φ _{[Cu(NНЗ)4]2-/Cu} =

 

- вывод.

 

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

 

Уфимский государственный нефтяной технический университет

 

Кафедра «Общая и аналитическая химия»

 

Дисциплина «Общая и неорганическая химия»

 

 

ОТЧЕТ

 

по лабораторной работе №6

 

На тему: «Химические свойства элементов IIIA — подгруппы

(B, Al)»

 

Выполнил

студент группы__________ ______________ Фамилия И.О.

(Подпись, дата)

 

 

Принял

доцент кафедры ОАХ ______________

(Подпись, дата)

Цель работы:

- Изучить свойства элементов IIIA — подгруппы;

- Изучить свойства характеристичных соединений элементов IIIA — подгруппы;

Краткая теория.

1. Положение элементов в периодической системе, свойства атомов

Электронные конфигурации атомов, валентные электроны

IIIA- подгруппа:

 

Степени окисления: B………..Al…………..Ga…………In……………Tl…………..

2. Свойства простых веществ – металлов:

- положение в «ряду стандартных окислительно-восстановительных (электродных) потенциалов металлов»

φ_(Men+/Me) =

 

- активность металлов:

 

Составьте уравнения реакций:

- взаимодействие с кислородом:

а) Al б) B

 

- взаимодействие с галогенами (хлором):

а) Al б) B

- взаимодействие с серой:

а) Al б) B

- взаимодействие металлов с водными растворами кислот, окисляющими H⁺ (HF, HCl, HBr, HI, разбавленной H₂SO₄, H₃PO₄, RCOOH и другими):

а) Tl + HBr → б) Al + HCOOH →

 

- Металлы IIIA – подгруппы не взаимодействует с водой, так как …………………………………, но легко вытесняют водород из водного раствора щелочи

Al + NaOH + H₂O →

 

Бор ……………..……с водными растворами кислот, окисляющими H⁺ (HF, HCl, HBr, HI, разбавленной H₂SO₄, H₃PO₄, RCOOH и другими).

При кипячении со щелочью бор образует………………..

B + NaOH + H₂O →

 

- взаимодействие с концентрированной H₂SO₄:

а) Al + H₂SO_4(конц) → ………… + S + H₂O

 

- взаимодействие с разбавленной и концентрированной HNO₃:

а) Al + HNO_3(разб) → ………….+ NО + H₂O

 

б) B + HNO_3(конц) → ……….. + NO₂ + H₂O

 

3. Свойства оксидов и гидроксидов элементов IIIA — подгруппы:

- формулы оксидов элементов IIIA — подгруппы ………………………….

 

- формулы гидроксидов элементов IIIA — подгруппы ……………..……………

 

- бор образует кислоты……………………………………………………………..

 

- поликонденсация ортоборной кислоты протекает с образованием ……………………..кислоты

nH₃BO₃ → …………………. + nH₂O

 

- растворимость, взаимодействие с водой оксидов и гидроксидов элементов IIIA — подгруппы………………………..

 

- диссоциация в водном растворе гидроксидов металлов IIIA - подгруппы (на примере гидроксида алюминия (II)):

 

[Al(OH)₄]^1- + H⁺ H₂O + Al(OH)₃ Al³⁺ + 3OH^-

 

- диссоциация в водном растворе ортоборной кислоты:

 

B(OH)₃ + H₂O [B(OH)₄]^1- + H⁺

Оксиды и гидроксиды металлов IIIA — подгрупп проявляют ………………………… свойства

 

- взаимодействие оксидов и гидроксидов металлов IIIA — подгруппы с кислотами и кислотными оксидами.

а) Al₂О₃ + H₂SO₄ →

 

б) Ga(OH)₃ + H₂SO₄ →

 

- взаимодействие оксидов и гидроксидов металлов IIIA — подгруппы с основаниями при сплавлении происходит с образованием простых солей и воды

Al₂О₃ + NaOH → NaAlO₂ + H₂O

Метаалюминат натрия

Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + H₂O

- взаимодействие оксидов и гидроксидов металлов IIIA — подгруппы с водными растворами щелочей происходит с образованием комплексных солей

Al₂О₃ + NaOH + H₂O → Na[Al(OH)₄]

Тетрагидроксоалюминат натрия

Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]

 

4. Свойства солей элементов IIIA — подгруппы

- хорошо растворимы в воде соли алюминия………………………………………………………

 

- хлорид алюминия гидролизуется по ………………., среда в растворе …………………, рН

- метаалюминат натрия гидролизуется по ………………., среда в растворе ………………, рН

 

- не существуют (разлагаются) в водном растворе соли алюминия

……………………………………………..

 

- натриевая соль тетраборной кислоты ……………………….., бура …………………………

- тетраборат натрия гидролизуется по ………………….., среда в растворе ………………, рН

5. Окислительно-восстановительные свойства соединений элементов IIIA — подгруппы

Соединения алюминия и бора.окислительно-восстановительных свойств …………………….., так как …………