Практическая работа №2. Получение и свойства соединений.
Задание 1
В математике действует правило – "от перемены мест слагаемых сумма не меняется". Справедливо ли оно для химии? Проверьте это на примере следующего опыта.
Получите гидроксид алюминия по реакции обмена и докажите его амфотерный характер. Для этого вы можете использовать следующую реакцию:
AlCl3 + 3NaOH ⟶ Al(OH)3↓ + 3NaCl.
Проведите эту реакцию в двух вариантах, используя в каждом варианте одинаковые объёмы исходных веществ: сначала к раствору одного из исходных веществ (реагенту) прибавляйте по каплям раствор другого реагента, затем поменяйте последовательность введения в реакцию реагентов. Наблюдайте, в каком случае выпадет осадок, а в каком – нет.
Объясните результаты и запишите уравнения проведённых реакций в молекулярной и ионной формах.
Задание 2
Проведите реакции, подтверждающие качественный состав хлорида кальция. Запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.
Задание 3
Осуществите превращения согласно следующей схеме:
Fe ⟶ FeCl2 ⟶ FeCl3.
Напишите уравнения соответствующих реакций и рассмотрите их с позиций окисления-восстановления. Проведите качественные реакции, подтверждающие наличие продуктов реакций. Запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.
Задание 4
Получите сульфат железа (II) не менее чем тремя способами. Уравнения реакций ионного обмена запишите в ионной и молекулярной формах, а реакции замещения рассмотрите с позиций окисления-восстановления.
Задание 5
Проведите реакции, подтверждающие качественный состав сульфата железа (II). Запишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионной формах.
Задание 1
При добавлении раствора щелочи в раствор хлорида алюминия образуется белый осадок гидроксида алюминия:
AlCl3 + 3NaOH ⟶ 3NaCl + Al(OH)3↓
Al3+ + 3Cl- + 3Na+ + 3OH- ⟶ 3Na+ + 3Cl- + Al(OH)3↓
Al3+ + 3OH- ⟶ Al(OH)3↓
При добавлении раствора хлорида алюминия в раствор щелочи осадок не образуется, т. к. образующийся гидроксид алюминия сразу же вступает в реакцию со щелочью:
4NaOH + AlCl3 ⟶ 3NaCl + Na[Al(OH)4]
4Na+ + 4OH- + Al3+ + 3Cl- ⟶ 3Na+ + 3Cl- + Na+ + [Al(OH)4]-
Al3+ + 4OH- ⟶ [Al(OH)4]-
Гидроксид алюминия имеет амфотерный характер.
Реагирует с кислотами:
Al(OH)3 + 3HCl ⟶ AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + 3H+ + 3Cl- ⟶ Al3+ + 3Cl- + 3H2O
Al(OH)3 + 3H+ ⟶ Al3+ + 3H2O
Реагирует с щелочами:
Al(OH)3 + NaOH ⟶ Na[Al(OH)4]
Al(OH)3 + Na+ + OH- ⟶ Na+ + [Al(OH)4]-
Al(OH)3 + OH- ⟶ [Al(OH)4]-
Задание 2
Доказать наличие хлорид-анионов в хлориде кальция можно с помощью нитрата серебра (I), в результате реакции выпадет белый творожистый осадок:
CaCl2 + 2AgNO3 ⟶ Ca(NO3)2 + 2AgCl↓
Ca2+ + 2Cl- + 2Ag+ + 2NO3- ⟶ Ca2+ + 2NO3- + 2AgCl↓
Ag+ + Cl- ⟶ AgCl↓
Доказать наличие катионов-кальция в хлориде кальция можно с помощью карбоната натрия, в результате реакции выпадет белый осадок:
CaCl2 + Na2CO3 ⟶ 2NaCl + CaCO3↓
Ca2+ + 2Cl- + 2Na+ + CO32- ⟶ 2Na+ + 2Cl- + CaCO3↓
Ca2+ + CO32- ⟶ CaCO3↓
Задание 3
| Fe + 2HCl ⟶ FeCl2 + H2↑ | ||
| 2H+ + 2ē ⟶ H20 | 1 | окислитель (восстановление) |
| Fe0 - 2ē ⟶ Fe+2 | 1 | восстановитель (окисление) |
Проведем качественную реакцию на ионы Fe2+ с помощью красной кровяной соли:
3FeCl2 + 2K3[Fe(CN)6] ⟶ 6KCl + Fe3[Fe(CN)6]2↓
3Fe2+ + 6Cl- + 6K+ + [Fe(CN)6]3- ⟶ 6K+ + 6Cl- + Fe3[Fe(CN)6]2↓
3Fe2+ + [Fe(CN)6]3- ⟶ Fe3[Fe(CN)6]2↓
| 2FeCl2 + Cl2 ⟶ 2FeCl3 | ||
| Cl20 + 2ē ⟶ 2Cl- | 1 | окислитель (восстановление) |
| Fe+2 - 1ē ⟶ Fe+3 | 2 | восстановитель (окисление) |
Проведем качественную реакцию на ионы Fe3+ с помощью желтой кровяной соли:
4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] ⟶ 12KCl + Fe4[Fe(CN)6]3↓
4Fe3+ + 12Cl- + 12K+ + [Fe(CN)6]4- ⟶ 12K+ + 12Cl- + Fe4[Fe(CN)6]3↓
4Fe3+ + [Fe(CN)6]4- ⟶ Fe4[Fe(CN)6]3↓
Задание 4
| CuSO4 + Fe ⟶ FeSO4 + Cu | ||
| Cu+2 + 2ē ⟶ Cu0 | 1 | окислитель (восстановление) |
| Fe0 - 2ē ⟶ Fe+2 | 1 | восстановитель (окисление) |
FeO + H2SO4 ⟶ FeSO4 + H2O
FeO + 2H+ + SO42- ⟶ Fe2+ + SO42- + H2O
FeO + 2H+ ⟶ Fe2+ + H2O
Fe(OH)2 + H2SO4 ⟶ FeSO4 + 2H2O
Fe(OH)2 + 2H+ + SO42- ⟶ Fe2+ + SO42- + 2H2O
Fe(OH)2 + 2H+ ⟶ Fe2+ + 2H2O
Задание 5
Доказать наличие ионов Fe2+ в сульфате железа (II) можно с помощью щелочи, в результате реакции выпадет темно-серый осадок с зеленоватым оттенком:
FeSO4 + 2NaOH ⟶ Na2SO4 + Fe(OH)2↓
Fe2+ + SO42- + 2Na+ + 2OH- ⟶ 2Na+ + SO42- + Fe(OH)2↓
Fe2+ + 2OH- ⟶ Fe(OH)2↓
Доказать наличие ионов SO42- в сульфате железа (II) можно с помощью хлорида бария, в результате реакции выпадет белый осадок:
FeSO4 + BaCl2 ⟶ FeCl2 + BaSO4↓
Fe2+ + SO42- + Ba2+ + 2Cl- ⟶ Fe2+ + 2Cl- + BaSO4↓
Ba2+ + SO42- ⟶ BaSO4↓