Практическая работа 1

Вариант 1

1. Докажите опытным путём состав:
а) серной кислоты;
б) хлорида железа (III).

2. Испытайте растворы хлорида калия, карбоната калия и хлорида цинка раствором индикатора или индикаторной бумагой и объясните результаты испытаний. Запишите молекулярные и ионные уравнения реакций гидролиза.

3. Практически осуществите следующие превращения:
CuSO4 ⟶ Cu(OH)2 ⟶ CuO ⟶ CuCl2 ⟶ Cu

Оформите отчёт о наблюдениях и условиях проведения реакций. Запишите уравнения реакций с участием электролитов в молекулярной и ионной формах. Реакции с участием простых веществ рассмотрите как окислительно-восстановительные.

Вариант 2

1. Докажите опытным путём состав:
а) гидроксида кальция;
б) сульфата аммония.

2. Испытайте растворы нитрата натрия, карбоната натрия и нитрата цинка раствором индикатора или индикаторной бумагой и объясните результаты испытаний. Запишите молекулярные и ионные уравнения реакций гидролиза.

3. Практически осуществите следующие превращения:
Fe ⟶ FeSO4 ⟶ Fe(OH)2 ⟶ FeCl2 ⟶ Fe(NO3)2

Оформите отчёт о наблюдениях и условиях проведения реакций. Запишите их уравнения для реакций с участием электролитов в молекулярной и ионной формах. Реакции с участием простых веществ рассмотрите как окислительновосстановительные.

Ответ

Вариант 1

1

а) серная кислота

Для доказательства наличия сульфат-ионов (SO42−) можно добавить к раствору H2SO4 раствор хлорида бария:
H2SO4 + BaCl2 ⟶ BaSO4↓ + 2HCl
2H+ + SO42− + Ba2+ + 2Cl− ⟶ BaSO4↓ + 2H+ + 2Cl−
Ba2+ + SO42− ⟶ BaSO4↓
Образование белого осадка сульфата бария (BaSO4) подтверждает наличие сульфат-ионов (SO42−).

Для доказательства наличия ионов водорода (H+) можно использовать индикатор, например, лакмус. При добавлении серной кислоты к лакмусу, он изменит цвет на красный, что указывает на присутствие ионов водорода (H+).
H2SO4 ⟶ 2H+ + SO42-

б) хлорид железа (III)

Для доказательства наличия ионов железа (III) (Fe3+) можно добавить к раствору FeCl3 раствор гидроксида натрия:
FeCl3 + 3NaOH ⟶ 3NaCl + Fe(OH)3↓
Fe3+ + 3Cl- + 3Na+ + 3OH- ⟶ 3Na+ + 3Cl- + Fe(OH)3↓
Fe3+ + 3OH- ⟶ Fe(OH)3↓
Образование бурого осадка гидроксида железа (III) (Fe(OH)3) подтверждает наличие ионов Fe3+.

Для доказательства наличия хлорид-ионов (Cl−) можно добавить к раствору FeCl3 раствор нитрата серебра:
FeCl3 + 3AgNO3 ⟶ Fe(NO3)3 + 3AgCl↓
Fe3+ + 3Cl- + 3Ag+ + 3NO3- ⟶ Fe3+ + 3NO3- + 3AgCl↓
Ag+ + Cl- ⟶ AgCl↓
Образование белого творожистого осадка хлорида серебра (AgCl) указывает на присутствие хлорид-ионов.

2

Хлорид калия

Индикаторная бумага не изменила цвет, значит раствор нейтрален.

Хлорид калия – соль сильной кислоты (HCl) и сильного основания (KOH), гидролиз не идет.

Карбонат калия

Индикаторная бумага приобретает синий цвет, значит раствор имеет щелочную среду.

Карбонат калия – соль слабой кислоты (H2CO3) и сильного основания (KOH), гидролиз идет по аниону:
K2CO3 + H2O ⇄ KHCO3 + KOH
2K+ + CO32- + H2O ⇄ K+ + HCO3- + K+ + OH-
CO32- + H2O ⇄ HCO3- + OH-

Хлорид цинка

Индикаторная бумага приобретает красный цвет, значит раствор имеет кислую среду.

Хлорид цинка – соль слабого основания (Zn(OH)2) и сильной кислоты (HCl), гидролиз идет по катиону:
ZnCl2 + H2O ⇄ ZnOHCl + HCl
Zn2+ + 2Cl- + H2O ⇄ ZnOH+ + Cl- + H+ + Cl-
Zn2+ + H2O ⇄ ZnOH+ + H+

3

Для получения гидроксида меди (II) к раствору сульфата меди (II) при комнатной температуре добавили избыток гидроксида натрия:
CuSO4 + 2NaOH ⟶ Na2SO4 + Cu(OH)2↓
Cu2+ + SO42- + 2Na+ + 2OH- ⟶ 2Na+ + SO42- + Cu(OH)2↓
Cu2+ + 2OH- ⟶ Cu(OH)2↓
Наблюдения: после добавления NaOH к раствору CuSO4, образуется ярко-голубой осадок Cu(OH)2.

Для получения оксида меди (II) из гидроксида меди (II) необходимо нагреть последний:
Cu(OH)2   t ⟶ CuO + H2O
Наблюдения: после нагревания Cu(OH)2 образуется черный осадок CuO.

Для получения хлорида меди (II) CuO растворяют в соляной кислоте:
CuO + 2HCl ⟶ CuCl2 + H2O
CuO + 2H+ + 2Cl- ⟶ Cu2+ + 2Cl- + H2O
CuO + 2H+ ⟶ Cu2+ + H2O
Наблюдения: после добавления HCl черный оксид меди (II) растворяется и образуется светло-зеленый раствор CuCl2.

Для получения металлической меди из хлорида меди (II) проводят восстановление железом:
CuCl2 + Fe ⟶ FeCl2 + Cu
Наблюдения: после добавления железа к раствору CuCl2 образуется металлическая медь (красноватый осадок) и растворяется железо, образуя бледно-зеленый раствор FeCl2.
Fe0 - 2ē ⟶ Fe+2 2 1 1 восстановитель (окисление)
Cu+2 + 2ē ⟶ Cu0 2 1 окислитель (восстановление)

Вариант 2

1

а) гидроксид кальция

Для доказательства наличия ионов кальция (Ca2+) в гидроксиде кальция (Ca(OH)2) можно добавить к раствору Ca(OH)2 раствор карбоната натрия (Na2CO3):
Ca(OH)2 + Na2CO3 ⟶ CaCO3↓ + 2NaOH
Ca2+ + 2OH− + 2Na+ + CO32− ⟶ 2Na+ + 2OH− + CaCO3↓
Ca2+ + CO32− ⟶ CaCO3↓
Образование белого осадка карбоната кальция (CaCO3) подтверждает наличие ионов кальция (Ca2+).

Для доказательства наличия гидроксид-ионов (OH−) можно использовать индикатор, например, фенолфталеин. При добавлении гидроксида кальция к фенолфталеину, он изменит цвет на малиновый, что указывает на присутствие гидроксид-ионов (OH−).
Ca(OH)2 ⟶ Ca2+ + 2OH−

б) сульфат аммония

Для доказательства наличия аммоний-ионов (NH4+) в сульфате аммония ((NH4)2SO4) можно добавить к раствору (NH4)2SO4 раствор гидроксида натрия и нагреть смесь:
(NH4)2SO4 + 2NaOH ⟶ Na2SO4 + 2NH3↑ + 2H2O
Выделение характерного запаха аммиака (NH3) подтверждает наличие аммоний-ионов (NH4+).

Для доказательства наличия сульфат-ионов (SO42−) можно добавить к раствору (NH4)2SO4 раствор хлорида бария:
(NH4)2SO4 + BaCl2 ⟶ BaSO4↓ + 2NH4Cl
2NH4+ + SO42− + Ba2+ + 2Cl- ⟶ BaSO4↓ + 2NH4+ + 2Cl−
Ba2+ + SO42− ⟶ BaSO4↓
Образование белого осадка сульфата бария (BaSO4) подтверждает наличие сульфат-ионов (SO42−).

2

Нитрат натрия

Индикаторная бумага не изменила цвет, значит раствор нейтрален.

Нитрат натрия – соль сильной кислоты (HNO3) и сильного основания (NaOH), гидролиз не идет.

Карбонат натрия

Индикаторная бумага приобретает синий цвет, значит раствор имеет щелочную среду.

Карбонат натрия – соль слабой кислоты (H2CO3) и сильного основания (NaOH), гидролиз идет по аниону:
Na2CO3 + H2O ⇄ NaHCO3 + NaOH
2Na+ + CO32- + H2O ⇄ Na+ + HCO3- + Na+ + OH-
CO32- + H2O ⇄ HCO3- + OH-

Нитрат цинка

Индикаторная бумага приобретает красный цвет, значит раствор имеет кислую среду.

Нитрат цинка – соль слабого основания (Zn(OH)2) и сильной кислоты (HNO3), гидролиз идет по катиону:
Zn(NO3)2 + H2O ⇄ ZnOHNO3 + HNO3
Zn2+ + 2NO3- + H2O ⇄ ZnOH+ + NO3- + H+ + NO3-
Zn2+ + H2O ⇄ ZnOH+ + H+

3

Для получения сульфата железа (II) проводят реакцию железа с серной кислотой при комнатной температуре:
Fe + H2SO4(разб.) ⟶ FeSO4 + H2↑
Наблюдения: после добавления железа в серную кислоту происходит выделение газа (водород) и растворение железа, образуя светло-зеленый раствор FeSO4.
Fe0 - 2ē ⟶ Fe+2 2 1 1 восстановитель (окисление)
2H+ + 2ē ⟶ H20 2 1 окислитель (восстановление)

Для получения гидроксида железа (II) к раствору сульфата железа (II) добавляют избыток гидроксида натрия:
FeSO4 + 2NaOH ⟶ Fe(OH)2↓ + Na2SO4
Fe2+ + SO42- + 2Na+ + 2OH- ⟶ Fe(OH)2↓ + 2Na+ + SO42-
Fe2+ + 2OH- ⟶ Fe(OH)2↓
Наблюдения: после добавления NaOH к раствору FeSO4 образуется серо-зеленый осадок Fe(OH)2, который на воздухе быстро буреет.

Для получения хлорида железа (II) растворяют гидроксид железа (II) в соляной кислоте:
Fe(OH)2 + 2HCl ⟶ FeCl2 + 2H2O
Fe(OH)2 + 2H+ + 2Cl- ⟶ Fe2+ + 2Cl- + 2H2O
Fe(OH)2 + 2H+ ⟶ Fe2+ + 2H2O
Наблюдения: после добавления HCl осадок Fe(OH)2 растворяется, образуя светло-зеленый раствор FeCl2.

Для получения нитрата железа (II) к раствору хлорида железа (II) добавляют раствор нитрата серебра:
FeCl2 + 2AgNO3 ⟶ Fe(NO3)2 + 2AgCl↓
Fe2+ + 2Cl- + 2Ag+ + 2NO3- ⟶ Fe2+ + 2NO3- + 2AgCl↓
Ag+ + Cl- ⟶ AgCl↓
Наблюдения: после добавления AgNO3 к раствору FeCl2 образуется белый осадок AgCl, а раствор становится бесцветным, образуя Fe(NO3)2.

1
11