Практическая работа 5. Экспериментальное решение задач по теме «Металлы».
Реактивы: карбонаты натрия, магния и кальция, железный купорос, хлорид кальция, гидрокарбонат натрия; растворы: роданид железа (III), хлорид натрия, хлорид кальция, хлорид алюминия, гидроксид натрия, карбонат натрия, соляная кислота, хлорная вода, известковая вода, серная кислота, лакмус.
1. В пробирках находятся карбонаты натрия, магния и кальция. Определите опытным путём, какое вещество находится в каждой из пробирок.
2. Докажите опытным путём, что образец железного купороса содержит ионы железа (III).
3. Исходя из алюминия, получите раствор алюмината натрия.
4. Определите опытным путём, в какой из выданных вам пробирок находится раствор хлорида кальция, в какой – хлорида натрия, а в какой – хлорида алюминия.
5. Исходя из железа, получите хлорид железа (III).
6. Докажите опытным путём, что выданное вам вещество – это гидрокарбонат натрия.
7. Докажите опытным путём, что выданное вам вещество – это хлорид кальция.
1
1. Налить воду в пробирки с веществами, и перемешать содержимое. Карбонат натрия растворится в воде, а карбонаты магния и кальция – нет.
Далее прилить к нерастворимым карбонатам раствор серной кислоты.
2. Карбонат магния растворится в серной кислоте с образованием газа.
MgCO3 + 2HCl ⟶ MgSO4 + H2O + CO2↑
3. В пробирке с карбонатом кальция наблюдается быстрое затухание реакции, так как на поверхности карбоната кальция образуется пассирующий слой нерастворимого сульфата кальция.
CaCO3 + 2HCl ⟶ CaSO4 + H2O + CO2↑
2
Вероятно, вместо раствора роданид железа (III) должен быть выдан раствор роданида калия.
Доказать, что образец железного купороса содержит ионы железа (III), можно с помощью роданида калия, в результате реакции раствор должен окрасится в кроваво-красный цвет.
Fe2(SO4)3 + 6KSCN ⟶ 2Fe(SCN)3 + 3K2SO4
3
Раствор алюмината натрия нельзя в принципе получить, алюминат натрия взаимодействует с водой. Во всех современных учебниках встречаю этот бред.
4
Прилить к растворам избыток раствора гидроксида натрия.
1. В пробирке с хлоридом кальция образуется белый осадок.
CaCl2 + 2NaOH ⟶ 2NaCl + Ca(OH)2↓
2. В пробирке с хлоридом алюминия в начале образуется белый осадок, а при дальнейшем добавлении раствора гидроксида натрия осадок растворится.
AlCl3 + 3NaOH ⟶ 3NaCl + Al(OH)3↓
Al(OH)3 + NaOH ⟶ Na[Al(OH)4]
3. В пробирке с хлоридом натрия изменений наблюдаться не будет.
5
1. Необходимо железо растворить в соляной кислоте.
Fe + 2HCl ⟶ FeCl2 + H2↑
2. В образовавшемуся раствору прилить хлорную воду.
2FeCl3 + Cl2 ⟶ 2FeCl3
6
Необходимо растворить гидрокарбонат натрия в воде в сосуде с газоотводной трубкой, свободный конец трубки поместить известковую воду.
Далее необходимо довести раствор гидрокарбоната натрия до кипения, в результате чего должен образоваться углекислый газ.
2NaHCO3 t ⟶ Na2CO3 + H2O + CO2↑
Углекислый газ, выходящий из газоотводной трубки, вызовет помутнение известковой воды.
Ca(OH)2 + CO2 ⟶ CaCO3↓ + H2O
Доказать наличие иона натрия, можно с помощью пламени спиртовки. Опустим стальную проволоку в раствор гидрокарбоната натрия, и внесём проволоку в пламя спиртовки, пламя окрасится в желтый цвет, что говорит о присутствии ионов натрия.
7
Хлорид кальция состоит из катионов кальция и анионов хлора. В двух пробирках растворим небольшое количество хлорида кальция.
Доказать наличие хлорид-ионов можно с помощью раствора нитрата серебра, в результате их взаимодействия образуется белый творожистый осадок.
CaCl2 + 2AgNO3 ⟶ Ca(NO3)2 + 2AgCl↓
Доказать наличие иона кальция, можно с помощью пламени спиртовки. Опустим стальную проволоку в раствор хлорида кальция, и внесём проволоку в пламя спиртовки, пламя окрасится в кирпично-красный цвет, что говорит о присутствии ионов кальция.