ЛБ_Общая и неорганическая химия_Тема-6_Химия элементов VIIA-группы

Формат документа: docx
Размер документа: 0.06 Мб





Прямая ссылка будет доступна
примерно через: 45 сек.



  • Сообщить о нарушении / Abuse
    Все документы на сайте взяты из открытых источников, которые размещаются пользователями. Приносим свои глубочайшие извинения, если Ваш документ был опубликован без Вашего на то согласия.


ДИСЦИПЛИНА Общая и неорганическая химия
полное название дисциплины без аббревиатуры
ИНСТИТУТ Тонких химических технологий
КАФЕДРА Кафедра неорганической химии имени Реформатского А. Н.
полное название кафедры
ГРУППА/ЫХЕБО-01-20 - ХЕБО-19-20, ХББО-01-20 - ХББО-05-20, ХХБО-01-20 - ХХБО-04-20, ХТБО-01-20 - ХТБО-02-20, ТЛБО-01-20 - ТЛБО-03-20
номер групп/ы, для которых предназначены материалы
ВИД УЧЕБНОГО Лабораторные работы
МАТЕРИАЛА лекция; материал к практическим занятиям; контрольно-измерительные материалы к практическим занятиям; руководство к КР/КП, практикам
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ Рукк Н.С., Кудряшова З.А., Савинкина Е.В., Кочетов А.Н., Давыдова М.Н., Дорохов А.В., Матвеев Е.Ю., Ефремова Е.И., Климова Э.В., Крынкина С.В., Караваев И.А., Кобрин М. Р., Стогний М. Ю.
фамилия, имя, отчество
СЕМЕСТР I
указать номер семестра обучения
Лабораторная работа 6. Химия элементов VIIA-группы (часть 1)
Оборудование, материалы и посуда: пробирки центрифужные, фарфоровые тигли, грушевидные колбы, газоотводные трубки, штатив, круглодонные колбы, склянки Страшейна, фильтровальная бумага, стеклянные палочки.
Реактивы
Концентрированные растворы: HCl, H2SO4, Cl2∙aq (хлорная вода), Br2∙aq (бромная вода), CCl4, H2S, Hg2(NO3)2, NaOH, KIO3, K[I(I)2].
Разбавленные растворы: KI, NaBr, CuSO4, H2SO4, H2SO4, NaCl, NaF, NaOH.
Твердые вещества: KMnO4, K2Cr2O7, MnO2, NaCl, NaBr, KI, I2.
Ход выполнения работы6.1. Простые вещества
6.1.1. Получение простых веществ (Внимание, работать в вытяжном шкафу при включенной вентиляции!)
П1. В пробирку шпателем насыпьте несколько кристалликов перманганата калия, прилейте 10 капель концентрированной соляной кислоты. Пробирку нагрейте. Отметьте его окраску выделяющегося газа. Фильтровальную бумагу смочите 1 каплей раствора иодида калия и поднесите к пробирке с выделяющимся газом. Как изменяется её окраска?
П2. В пробирку шпателем насыпьте несколько кристалликов дихромата калия, прилейте 10 капель концентрированной соляной кислоты. Пробирку нагрейте. Наблюдается выделение газа. Отметьте его окраску. Фильтровальную бумагу смочите 1 каплей раствора иодида калия и поднесите к пробирке с выделяющимся газом. Как изменяется её окраска?
П3. В пробирку шпателем насыпьте несколько кристалликов оксида марганца(IV) и твердого хлорида натрия, перемешайте встряхиванием. Прилейте 4 капли концентрированной серной кислоты и нагрейте. Наблюдайте выделение газа. Отметьте его окраску. Фильтровальную бумагу смочите 1 каплей раствора иодида калия и поднесите к пробирке с выделяющимся газом. Наблюдайте изменение окраски.
Установка 1 (У1) (рис. 1). Твердые оксид марганца(IV) и бромид натрия перемешайте на часовом стекле и внесите в колбу. Прилейте в колбу 10 капель конц. серной кислоты и нагрейте. Наблюдайте выделение пара. Какого цвета пары брома? Пропустите пары в воду (используйте полученный раствор в опыте 6.1.2); отметьте окраску раствора.
Установка 2 (У2) (рис. 2). Твердые оксид марганца(IV) и иодид натрия смешайте в фарфоровом тигле; прилейте в тигель 10 капель концентрированной серной кислоты и нагрейте. Наблюдайте выделение паров иода. Какого цвета пары иода? На тигель с выделяющимися парами иода установите круглодонную колбочку с холодной водой. На внешней поверхности круглодонной колбы наблюдайте рост кристаллов иода (используйте в 6.1.2); отметьте их окраску и вид.
Вопросы и задания. Что общего между реакциями, относящимися к п. 7.1.1? Рассчитайте разность стандартных потенциалов для соответствующих полуреакций. Соблюдается ли критерий протекания окислительно-восстановительных реакций в стандартных условиях? Почему рекомендовано использование твердых реагентов и концентрированных растворов кислот? Какова роль нагревания?

Рис. 1. Установка для получения
брома и хлороводорода. Рис. 2. Установка для получения иода.
6.1.2. Взаимодействие с водой
П1. Измерьте рН хлорной воды (раствор хлора в воде).
П2. Измерьте рН бромной воды (раствор брома в воде, см. 6.1.1, У1).
П3. В пробирку шпателем насыпьте несколько кристалликов дииода (полученного в опыте 6.1.1, У2). Прилейте 5 капель воды. Наблюдается ли растворение иода в воде? Измерьте рН.
П4. В пробирку П3 прилейте по каплям раствор, содержащий иодид-ионы. Как меняется окраска раствора? Раствор используйте в п. 6.2.1.
Комментарии. Чем обусловлена кислотная среда растворов П1 и П2? Напишите уравнения протекающих реакций. Сравните протолитические свойства хлороводорода и хлорноватистой кислоты.
Какое вещество останется в растворе после 2–3 суток хранения хлорной воды в открытом сосуде? По результатам опытов сравните степень дисмутации простых веществ в воде и объясните, почему не идет реакция в П3. Какова причина перехода иода в раствор в присутствии иодид-иона? Запишите уравнение реакции комплексообразования. Назовите растворимый продукт в П4.
6.1.3. Растворимость в органическом растворителе
П1. В пробирку с бромной водой (используйте раствор из опыта 6.1.2, П2) прилейте 2 капли органического растворителя, не смешивающегося с водой. Встряхните. Какова окраска водной и органической фазы после отстаивания?
П2. В пробирку с иодом и водой (см. опыт 6.1.2, П3) прилейте 2 капли органического растворителя. Встряхните. Как меняется окраска водной и органической фазы после отстаивания?
Вопросы и задания. Сравните различное отношение диброма и дииода к воде и к органическому растворителю. Обратите внимание на различия в окраске органической фазы после экстракции (извлечения) галогенов из водной фазы в органическую.
Лабораторная работа 6. Химия элементов VIIA-группы (часть 2)
6.1.4.Окислительные свойства
П1. В пробирку прилейте 5 капель хлорной воды, 2 капли раствора, содержащего бромид-ионы, и 2 капли органического растворителя, не смешивающегося с водой. Встряхните. Как меняется окраска водной и органической фазы после отстаивания реакционной смеси?
П2. В пробирку прилейте 5 капель хлорной воды, 2 капли раствора, содержащего иодид-ионы, и 2 капли органического растворителя, не смешивающегося с водой. Встряхните. Как меняется окраска водной и органической фазы после отстаивания реакционной смеси?
П3. В пробирку прилейте 5 капель бромной воды, 2 капли раствора, содержащего иодид-ионы, и 2 капли органического растворителя, не смешивающегося с водой. Встряхните. Как меняется окраска водной и органической фазы после отстаивания реакционной смеси?
Вопросы и задания. Какой продукт переходит в органическую фазу в каждом из рассмотренных случаев? Учтите, что органический растворитель не участвует в химической реакции. Сравните с результатами опыта 6.1.3. Как в ряду хлор – бром – иод меняются окислительные свойства дигалогенов? При ответе используйте значения стандартных потенциалов.
6.2. Галогениды
6.2.1. Получение (Внимание: работать в вытяжном шкафу при включенной вентиляции!)
Установка 1 (У1) (см. занятие 13, рис. 1). В реакционную колбу внесите твердый хлорид натрия и 15 капель концентрированной серной кислоты. Нагрейте. Наблюдайте выделение газа. Пропустите газ через воду в сосуде-приемнике. Раствор используйте в опытах 6.2.1, П1 и П2.
П1. К 5 каплям раствора (см. У1) добавьте индикатор и измерьте рН.
П2. К 5 каплям раствора (см. У1) добавьте 2 капли раствора нитрата ди-ртути Hg2(NO3)2. Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка.
П3. К 4 каплям бромной воды прилейте по каплям сероводородную воду (до обесцвечивания). Нагрейте реакционную смесь. Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка. Раствор разделите на две порции и используйте в опытах П4 и П5.
П4. Измерьте рН раствора, полученного в П3.
П5. К раствору (см. П3) прилейте 2 капли раствора нитрата диртути Hg2(NO3)2. Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка.
П6. В пробирку внесите 5 капель «иодной воды» (см. опыт 6.1.2, П4) добавьте по каплям сероводородную воду (до обесцвечивания).
Нагрейте до кипения. Наблюдайте выпадение осадка. Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка. Раствор разделите на две порции и используйте в опытах П7 и П8.
П7. Измерьте рН раствора, полученного в П6.
П8. К раствору (см. П6) прилейте 2 капли раствора соли свинца(II). Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка.
Вопросы и задания. Каков состав осадка и растворов в опытах П3 и П6; рН растворов галогеноводородов и тип среды в П1, П4 и П7? Охарактеризуйте протолитические свойства галогеноводородов. Почему для получения бромоводорода и иодоводорода непригодны реакции, аналогичные использованной для хлороводорода (Установка 1)? Для ответа привлеките значения стандартных потенциалов и результаты опытов 7.2.2. Какими еще способами можно получить бромоводород и иодоводород в лаборатории? Каковы условия осаждения галогенидов ртути(I) и свинца(II) в П2, П5 и П8 с учетом ПР?
6.2.2. Восстановительные свойства
Внимание, работать в вытяжном шкафу при включенной вентиляции!
П1. В пробирку шпателем насыпьте твердый бромид калия, прилейте 5 капель концентрированной серной кислоты и нагрейте. Отметьте изменение окраски смеси в связи с выделением брома, выделение газа.
Фильтровальную бумагу смочите 1 каплей иодной воды и поднесите к пробирке с выделяющимся газом. Отметьте изменение окраски на фильтровальной бумаге.
П2. В пробирку шпателем насыпьте твердый иодид калия, прилейте 5 капель концентрированной серной кислоты и нагрейте. Отметьте окраску выделяющегося пара.
Фильтровальную бумагу смочите 1 каплей раствора, содержащей катионы меди(II). Наблюдайте изменение окраски на фильтровальной бумаге (сульфид меди – осадок черного цвета).
П3. К 2 каплям раствора перманганата калия добавьте 5 капель разбавленной серной кислоты и 10 капель раствора хлорида натрия.
Прилейте 2 капли органического растворителя и встряхните. Что наблюдается?
П4. К 2 каплям раствора перманганата калия добавьте 5 капель разбавленной серной кислоты и 10 капель раствора бромида калия.
Прилейте 2 капли органического растворителя и встряхните. Что наблюдается?
П5. К 2 каплям раствора перманганата калия добавьте 5 капель разбавленной серной кислоты и 10 капель раствора иодида калия.
Прилейте 2 капли органического растворителя и встряхните. Что наблюдается?
Вопросы и задания. Почему взаимодействие хлорида натрия с концентрированной серной кислотой не имеет окислительно-восстановительного характера (см. опыт 6.2.1, У1)? В чем причина различия в составе газообразных продуктов восстановления серной кислоты под действием бромида калия и иодида калия?
Как меняется восстановительная способность галогенид-ионов в ряду хлорид – бромид – иодид? Для ответа привлеките справочные значения стандартных потенциалов.

Лабораторная работа 6. Химия элементов VIIA-группы (часть 3)
6.2.3. Малорастворимые галогениды
П1. К раствору, содержащему фторид-ионы, прилейте 2 капли раствора соли свинца(II). Образуется ли осадок?
П2. К раствору, содержащему фторид-ионы, прилейте 2 капли раствора нитрата диртути(2+) Hg2(NO3)2. Образуется ли осадок?
П3. К раствору, содержащему хлорид-ионы, прилейте 2 капли раствора соли свинца(II). Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка.
П4. К раствору, содержащему бромид-ионы, прилейте 2 капли раствора соли свинца(II). Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка.
П5. К раствору, содержащему иодид-ионы, прилейте 2 капли раствора нитрата диртути(2+) Hg2(NO3)2. Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка.
Вопросы и задания. Каковы условия осаждения галогенидов ртути(I) и свинца(II) с учетом ПР?
Как изменяется растворимость галогенидов лития, свинца и диртути в ряду фторид – хлорид – бромид – иодид? Для ответа используйте справочные данные.
6.3. Кислородные соединения
П1. В пробирку прилейте 5 капель раствора гидроксида натрия и 1 каплю бромной воды. Наблюдайте обесцвечивание раствора.
Подкислите раствор. Как меняется окраска раствора?
В ту же пробирку прилейте по каплям раствор щелочи. Как меняется окраска раствора?
П2. В пробирку прилейте 5 капель раствора, содержащего триоксоиодат(V)-ионы, и 3 капли раствора, содержащего иодид-ионы.
Подкислите раствор. Отметьте изменение окраски.
В ту же пробирку прилейте по каплям раствор щелочи. Как меняется окраска раствора?
Вопросы и задания. Охарактеризуйте окислительные свойства кислородных соединений галогенов в зависимости от степени окисления галогена и кислотности среды. Для ответа привлеките значения стандартных потенциалов.
Дайте оценку протолитическим свойствам кислородных кислот хлора, брома и иода в зависимости от степени окисления галогена.
Приведите названия всех кислородсодержащих кислот галогенов и их анионов.
Определите тип гибридизации центрального атома и геометрическую форму анионов всех кислородсодержащих кислот галогенов.
6.4. Контрольное задание
По результатам опытов и литературным данным заполните таблицу.
Обнаружение галогенид-ионовАнион Реагенты
Li+ Hg22+ Pb2+ Хлорная вода Бромная вода MnO4−, H3O+
+ органический растворитель
F− Cl− Br− I− В ячейках таблицы укажите формулы продуктов реакций, их агрегатное состояние, цвет.
Получите нумерованный контрольный раствор и, пользуясь таблицей, установите опытным путем присутствие в нем одного из указанных ионов. Тестирование проводите по таблице слева направо.
П1. В пробирку добавьте 3 капли контрольного раствора и 3 капли раствора катиона лития. Что наблюдается?
П2. В пробирку добавьте 3 капли контрольного раствора и 2 капли катиона диртути (II). Что наблюдается?
Вопросы и задания. По результатам проведенных опытов определите, какой ион находится в контрольном растворе. Напишите уравнения проведенных реакций.