ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ТЕМА: ”ПОДГРУППА УГЛЕРОДА”
Опыт № 1. Получение углеродатермическим разложением древесины
Оборудование и реактивы: Штатив с лапкой, спиртовка,спички, резиновые прокладки, сосуд Ландольта, пробка со вставленной в неестеклянной трубкой, синий лакмус, химический стакан, стружки сухого дерева.
Ход работы: Одно колено сосуда Ландольта заполняют плотносухими стружками. Закрепляют прибор в штативе. Другое колено опускают в стаканс холодной водой. Равномерно прогрев весь сосуд, сильно нагревают стружки. Изстеклянной трубки выходит белый дым, его поджигают. Во втором колене собираетсяжелтоватая смесь, состоящая из воды и жидких органических веществ. Нагревают дотех пор стружки, пока они не обуглятся и не прекратится выделение газов. Затемдают сосуду остыть, открывают пробку и высыпают уголь. Жидкостью из второгоколена сосуда Ландольта пропитывают синюю лакмусовую бумагу. Покраснениелакмусовой бумаги свидетельствует о наличии в смеси кислоты.
/>
Рис. 22. Термическое разложение древесины.
Техника безопасности: Перед нагреванием стружек равномернопрогреть сосуд Ландольта.
Утилизация: Жидкие продукты разложения древесины поместитьв нейтрализатор.
Опыт№ 2. Поглощение углем растворенных веществ и газов
а) Поглощениеуглем газов.
/>
Рис.23.Поглощение углем газов.
Оборудованиеи реактивы: Штатив с лапкой, резиновые прокладки, U-образная трубка,стеклянная банка, пробка со вставленной в нее стеклянной трубкой, резиноваятрубка, раствор перманганата калия, активированный уголь, соляная кислота(конц.), перманганат калия (кристал.), шпатель.
Ход работы: ВU-образную трубку наливаютводу, подкрашенную раствором перманганата калия, затем закрепляют ее в лапкештатива. Стеклянную банку заполняют хлором или оксидом азота (IV). U-образную трубкусоединяют газоотводными трубками герметично с банкой и окрашенными газами.Открыв пробку в банке, быстро помещают активированный уголь и вновь герметичнозакрывают. Склянку с углем и газом сильно встряхивают. Подкрашенная вода водном колене U-образнойтрубки поднимается. Объяснить наблюдаемые явления.
Техникабезопасности: 1. Проводить опыт получения токсичных окрашенных газов в вытяжномшкафу. 2. Не допускать попадание газа (Cl2, NO2) в атмосферу класса.
3. Прокалитьактивированный уголь в вытяжном шкафу и использовать вновь.
Утилизация:Продукты реакции после получения хлора утилизировать по схеме в теме“Галогены”. Продукты реакции после получения оксида азота (IV) утилизировать по схемев теме “Азот” (взаимодействие меди с азотной кислотой).
б)Поглощение углем растворенных веществ.
Оборудованиеи реактивы: Штатив с лапкой, резиновые прокладки, хлоркальциевая трубка,химический стакан, вата, слабый раствор перманганата калия или фуксина,активированный уголь.
/>
Рис. 24.Поглощение углем растворенных веществ.
Ход работы:Хлоркальциевую трубку заполняют последовательно слоем ваты, слоемактивированного угля и слоем ваты. Хлоркальциевую трубку закрепляют в штативе иналивают в нее воду, подкрашенную раствором перманганата калия (очень слабыйраствор). В подставленный химический стакан стекает чистая прозрачная вода.
Опыт№ 3. Взаимодействие углекислого газа со щелочью
Оборудованиеи реактивы: Аппарат Киппа, цилиндр, лучинка, спички, раствор соляной кислоты(1:2), мрамор, раствор гидроксида натрия (конц.), шпатель.
Ход работы:Заряжают аппарат Киппа на получение углекислого газа. В цилиндр без носиканаливают 15-20 мл концентрированного раствора гидроксида натрия и опускаютгазоотводную стеклянную трубку от аппарата Киппа до поверхности раствора, но нев раствор. Открывают зажим и дают сильный ток углекислого газа, чтобы быстровытеснить весь воздух. Затем вынимают трубку из цилиндра и перекрывают токуглекислого газа. Цилиндр быстро закрывают ладонью и слегка покачивают.Углекислый газ реагирует с гидроксидом натрия. В цилиндре возникает разрежение,давление падает, ладонь плотно прижимается к отверстию цилиндра. Демонстрируютподъем цилиндра открытой ладонью руки.
Протекаетхимический процесс: CO2 + 2NaOH ® Na2CO3 + H2O
Чтобыубедиться в образовании карбонатов, в цилиндр по стенке осторожно приливают растворсоляной кислоты. Происходит вспенивание — активное выделение углекислого газа.
Техникабезопасности: 1. Не допускать попадания газа в атмосферу класса.
2.Концентрированную щелочь приливать в цилиндр под тягой. 3. Соблюдать техникубезопасности при зарядке аппарата Киппа.
/>
Рис. 25.Взаимодействие CO2 с концентрированным раствором едкого натра.
Утилизация:Отработанную соляную кислоту в аппарате Киппа утилизировать по схеме, описаннойв теме: “Вода. Растворы. Основания,” VIII класс, опыт № 8. Раствор щелочи с примесьюкарбоната натрия использовать многократно. При значительном насыщении растворакарбонатом натрия, содержимое перенести в емкость-нейтрализатор.
Опыт№ 4. Получение оксида углерода (IV) и изучение его свойств
Оборудованиеи реактивы: Две пробирки, пробка со вставленной в нее газоотводной трубкой,мрамор, соляная кислота (1:5), известковая вода, разбавленный растворгидроксида натрия, фенолфталеин, лакмус, шпатель.
Ход работы: Впробирку поместить несколько кусочков мела или мрамора и прилить разбавленныйраствор соляной кислоты. Закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой.Пропустить выделившийся углекислый газ в пробирки:
а) с водой,подкрашенной раствором лакмуса;
б) сизвестковой водой: CO2 + Ca (OH)2 ® CaCO3 + H2O
в) сраствором щелочи и несколькими каплями фенолфталеина:
2NaOH + CO2 ® Na2CO3 + H2O
Объяснить наблюдаемые явления.
Утилизация.Перенести содержимое щелочных растворов в емкость– нейтрализатор. Содержимоепробирки-реактора утилизировать по схеме, описанной в теме: “Вода. Растворы.Основания”, VIII класс, опыт № 8.
Опыт№ 5. Распознавание карбонатов
Оборудованиеи реактивы: Штатив с пробирками, разбавленные растворы углекислого натрия,хлорида бария, нитрата серебра, азотной кислоты, соляной кислоты, мрамор,шпатель.
Ход работы:1. В пробирку налить раствор углекислого натрия объемом 1 мл и прилить растворхлорида бария такого же объема. Образуется белый осадок карбоната бария BaCO3.
Na2CO3 + BaCl2 ® BaCO3↓+ 2NaCl
К осадкуприлить раствор соляной кислоты. Осадок растворится.
2. В пробиркуналить раствор углекислого натрия объемом 1 мл и прилить несколько капельраствора нитрата серебра. Образуется осадок: Na2CO3 + 2AgNO3 = 2NaNO3 + Ag2CO3↓. К осадку прилитьразбавленный раствор азотной кислоты малыми порциями до полного егорастворения.
Ag2CO3↓+ 2HNO3 ® 2AgNO3 + H2O + CO2
3. К кусочкумела или мрамора прилить несколько капель соляной кислоты. Объяснитьнаблюдаемые явления и написать уравнения реакций.
Утилизация.Содержимое пробирки с соединениями бария перенести в нейтрализатор. Ксодержимому пробирки с соединениями серебра поднести универсальную индикаторнуюбумагу. Если среда сильнокислая, то раствор можно использовать повторно дляобнаружения хлорид–ионов. Если среда слабокислая — использовать повторно в этомже опыте.
Опыт№ 6. Ознакомление со свойствами карбонатов и гидрокарбонатов
Оборудованиеи реактивы: Штатив с лапкой, резиновые прокладки, спиртовка, спички, пробирки,пробка со вставленной в нее газоотводной трубкой, гидрокарбонат натрия(порошок), известковая вода, шпатель.
Ход работы:Собрать прибор согласно рис. 26. Насыпать в пробирку (1/3 ее объема) гидрокарбонатанатрия и закрыть пробкой с газоотводной трубкой. Закрепить пробирку в лапкештатива так, чтобы дно было выше отверстия. Опустить газоотводную трубку впробирку с известковой водой заполненной на ¼ ее объема. Нагреть всюпробирку, а затем то место, где находится порошок гидрокарбоната натрия. Послепомутнения известковой воды продолжайте пропускать углекислый газ дорастворения осадка. Пробирку с прозрачным раствором прокипятите. Выразитепроцессы уравнениями реакций.
/>
Рис.26. Разложение гидрокарбоната натрия.
Техника безопасности: 1. Пробирку с гидрокарбонатом натриязакрепить так, чтобы дно было выше отверстия, т. к. в ходе реакции образуетсявода. Это предотвратит ее стекание в раскаленную реакционную смесь ирастрескивание пробирки. 2. Заканчивать опыт необходимо в следующем порядке:
а) удалить газоотводную трубку из пробиркис известковой водой;
б) прекратить нагревание.
Утилизация.Все растворы и остатки разложения гидрокарбоната натрия поместить вемкость-нейтрализатор.
Опыт№ 7. Испытания растворов карбонатов и силикатов индикаторами
Оборудованиеи реактивы: Пробирки, стеклянные палочки, красный лакмус, разбавленные растворыуглекислого натрия и силиката натрия.
Ход работы: Водну пробирку налить раствор углекислого натрия, в другую раствор силикатанатрия объемом 1 мл. Промыть стеклянную палочку дистиллированной водой и с еепомощью перенести одну – две капли каждого раствора на красную лакмусовуюбумагу. В какой цвет окрашивается лакмус? Сделайте вывод о степени гидролизауглекислого натрия и силиката натрия. Написать уравнения гидролиза указанныхсолей в сокращенной ионной, полной ионной и молекулярной форме.
Утилизация. Растворысолей поместить в нейтрализатор.
Опыт№ 8. Получение кремневой кислоты
Оборудованиеи реактивы: Пробирка, стеклянная палочка, химический стакан, раствор силикатанатрия, раствор соляной кислоты.
Ход работы: Впробирку к 1 мл раствора силиката натрия (разбавляют конторский клей всоотношении 1:1) приливают 0,5 мл раствора соляной кислоты (1:1). Содержимоепробирки перемешивают стеклянной палочкой. Получают гель кремневой кислоты.Надо избегать избытка соляной кислоты. При иных соотношениях растворов кислотыи соли получается золь кремневой кислоты.
Техникабезопасности: Быстро вымыть пробирку с гелем кремневой кислоты, чемпредотвратим ее затвердевание.
Опыт№ 9. Выделение кремневой кислоты из силикатов угольной кислотой
Оборудованиеи реактивы: Аппарат Киппа, пробирка, химический стакан, мрамор, соляная кислота(1:2), 10 % раствор силиката натрия, шпатель.
Ход работы:Зарядить аппарат Киппа на получение углекислого газа (рис. 27). В пробиркуналить раствор силиката натрия и пропустить ток углекислого газа из аппаратаКиппа. Через 3-5 мин. в пробирке выпадает гель кремневой кислоты. Кремневаякислота вытесняется из раствора ее соли слабой угольной кислотой. Объяснитеявления и запишите уравнения реакций.
/>
Рис. 27.Получение кремневой кислоты.
Техникабезопасности: Быстро вымыть пробирку с гелем кремневой кислоты во избежание егозатвердевания.
Утилизация.Содержимое пробирок в опыте № 8 и 9 сливают в раковину, в них отсутствуюттоксичные вещества. Отработанную соляную кислоту в аппарате Киппа утилизируютпо схеме в теме: “ Вода. Растворы. Основания.”, VIII класс, опыт № 8.
ЛАБОРАТОРНАЯРАБОТА № 2
ТЕМА:”МЕТАЛЛЫ”
Опыт№ 1. Электролиз раствора хлорида меди CuCI2
Оборудованиеи реактивы: Штатив с лапкой, резиновые прокладки, U-образная трубка,выпрямитель, угольные электроды, 5 % раствор хлорида меди, раствор крахмальногоклейстера, 5% раствор KI.
Ход работы:Опыт проводят в U-образной трубке с угольными электродами (рис. 28). В U-образнуютрубку наливают раствор хлорида меди, в каждое колено трубки помещают угольныйэлектрод и герметично закрывают. Включают ток от аккумулятора или от сети черезвыпрямитель (U=10В).Через 2-3 мин. на катоде появляется налет меди. Пипеткой взять жидкость изанодной части U-образнойтрубки и добавить к ней несколько капель раствора KI и крахмала (предварительноотключить прибор от электропитания).
/>
Рис. 28.Электролиз раствора хлорида меди.
Наблюдаетсяизменение окраски на синий цвет. Написать уравнения процессов, объяснитьнаблюдаемые явления.
Техникабезопасности: 1. Не допускать попадания хлора в атмосферу класса.
2. Разбиратьприбор под тягой при получении больших количеств хлора.
3. Сэлектроприбором работать, не касаясь оголенных проводов.
Утилизация.При описанной методике выполнения опыта раствор хлорида меди можно использоватьмногократно.
Опыт№ 2. Электролиз раствора йодида калия
Оборудованиеи реактивы: Штатив с лапкой, резиновые прокладки, U-образная трубка,выпрямитель, угольные электроды, 5 % раствор йодида калия, крахмал,фенолфталеин.
Ход работы:Прибор такой же, как в опыте №1. В U-образную трубку наливают раствор йодистого калияи опускают угольные электроды. Включают ток от сети через выпрямитель. Поокончании электролиза из трубки, где находится катод, взять пипеткой пробу нащелочь с фенолфталеином. Появляется малиновая окраска. Из трубки, где находитсяанод, отбираем пипеткой пробу раствора на обнаружение иода с крахмалом. Вприсутствии йода крахмал синеет. Объяснить наблюдаемые явления, написатьуравнения реакций.
Утилизация.Раствор иодида калия приобретает коричневую окраску от растворенного в немйода. Использовать его повторно не представляется возможным. Полученную смесьнейтрализуют несколькими каплями раствора соляной кислоты (контроль полакмусовой бумаге). Используют раствор для обнаружения непредельныхуглеводородов, а также для получения йода: 2KI + Cl2 ® 2KCl + I2¯. Для получения прозрачного раствора иодида калия к смеси из U-образной трубкидобавляют порошок цинка и сильно встряхивают: Zn + I2 ® ZnI2. Избыточной порошок цинкаотфильтровывают. Полученный раствор смеси иодида калия и иодида цинка можноиспользовать для демонстрации процесса электролиза.
Опыт№ 3. Электрохимический ряд напряжений металлов
а) Вытеснениеводорода металлами из кислот
Оборудованиеи реактивы: 5 пробирок, штатив для пробирок, шпатель, раствор соляной кислоты(1:3); металлы: магний, алюминий, железо, медь, цинк. Все металлы в видепорошка.
Ход работы:Берут пять пробирок с раствором соляной кислоты и в каждую из них помещаютпорошки цинка, магния, алюминия, железа и меди в равных порциях. В первыхчетырех пробирках идет интенсивное выделение водорода (интенсивность выделенияуменьшается от магния к железу). В пробирке с медью выделение водорода непроисходит. Написать соответствующие уравнения реакций. Объяснить, почемуреакция с алюминием идет вначале очень медленно.
Утилизация.Во все пробирки добавить при полном растворении в них указанных металловсоответствующие оксиды или гидроксиды в небольшом избытке. Затем растворыфильтруют, остатки добавленных оксидов и гидроксидов промывают, сушат ииспользуют вновь. Полученные растворы MgCl2, AlCl3, ZnCl2 используют в лаборатории. Раствор FeCl2 и FeCl3 в пробирке с железомпомещают в нейтрализатор. Медь из раствора соляной кислоты фильтрованиемотделяют от кислоты. Медь и кислоту используют вновь.
б) Вытеснение металла из раствора соли другим металлом
Оборудование:Три пробирки, штатив для пробирок, шпатель, разбавленные растворы: нитратасвинца (II), сульфата меди, нитрата серебра; металлы: цинк, железо, медь (ввиде предметов).
Ход работы: Водну пробирку наливают раствор нитрата свинца, во вторую – сульфата меди, втретью – нитрата серебра. В первую пробирку опускают кусочек цинка, во вторуюжелезный гвоздь и в третью – медную проволоку. Через некоторое время в первойпробирке обнаруживаются блестящие, рыхлые кристаллы свинца; во второй пробирке– хлопья меди и в третьей – блестящее, серебряное покрытие. Написатьсоответствующие уравнения реакций, сделать выводы.
Техникабезопасности: Вымыть тщательно руки при попадании растворов солей свинца, меди,серебра.
Утилизация.Отделить кусочки металлов от растворов солей, очистить от осажденных на нихсвинца, меди и серебра механически, металлы использовать вновь. Растворы солейиспользовать многократно, поместив их в соответствующие склянки с этикеткой: PbNO3 + ZnNO3; CuSO4 + FeSO4; AgNO3 + Cu (NO3)2.
Опыт№ 4. Химическая коррозия
Вариант (а):Оборудование: Тигельные щипцы, спиртовка, спички, медная и железная пластинки,наждачная бумага.
Ход работы: Спомощью наждачной бумаги хорошо очищают медную и железную пластинки. Каждую изних берут тигельными щипцами и нагревают в течение 2-3 мин. в пламениспиртовки. Медная пластинка покрывается темным налетом (CuO), а железная – окалиной(Fe3O4). При повышеннойтемпературе происходит взаимодействие металлов с кислородом воздуха – процессхимической коррозии.
Вариант (б):Оборудование: Тигельные щипцы, спиртовка, спички, медная пластинка, молоток.
Ход работы:Складывают вдвое тонкую медную пластину и сплющивают ее молотком (особеннотщательно по краям). Пластинку берут тигельными щипцами и нагревают в пламениспиртовки до образования темного налета оксида меди. Когда пластинка остынет,ее разворачивают и рассматривают. Внутри пластинки черного оксида меди нет,т.к. эта часть пластинки не соприкасалась с кислородом воздуха.
Опыт№ 5. Электрохимическая коррозия
1.Оборудование и реактивы: Штатив с пробирками, раствор серой кислоты (1:5), цинк(гранулы), медная проволока, шпатель.
Ход работы: Впробирку на 1/3 объема наливают раствор серной кислоты и помещают одну гранулуцинка. Наблюдают выделение газа водорода. Далее дотрагиваются до цинка меднойпроволокой. Реакция идет более энергично, выделяются более крупные пузырькигаза. Написать соответствующие уравнения реакций, объяснить наблюдаемыеявления.
Утилизация.Использовать раствор серной кислоты в следующем опыте.
2.Оборудование и реактивы: Штатив с пробирками, раствор серой кислоты (1:5), цинк(гранулы), раствор сульфата меди массовой долей 5 %.
Ход работы: Впробирку наливают раствор серной кислоты и помешают гранулу цинка. Наблюдаютвыделение газа водорода. Затем в эту пробирку приливают раствор сульфата меди.Идет бурное выделение пузырьков газа. Написать соответствующие уравненияреакций, объяснить наблюдаемые явления.
Утилизация:Оставить содержимое пробирки до полного обесцвечивания раствора: Zn + CuSO4 ® Cu + ZnSO4. Отделить фильтрованиемкусочек цинка с осевшей на нем медью. Промыть, высушить медь и цинк. В фильтрат(H2SO4 и ZnSO4) добавить оксида,гидроксида или карбоната цинка до прекращения их растворения в кислоте. Избытоктвердых веществ отделить от раствора сульфата цинка и использовать реактивы влаборатории.
3.Оборудование и реактивы: Химический стакан на 200 мл, крышка со вставленными внее электродами (медным и цинковым), гальванометр, раствор серной кислоты (1:5).
/>
Рис. 29.Электрохимическая коррозия цинка в кислой среде.
Ход работы: Встакан наливают раствор серной кислоты и накрывают крышкой с электродами(медный и цинковый), соединяют электроды с гальванометром, стрелкагальванометра отклоняется. Описать все происходящие процессы, написатьуравнения реакций.
Утилизация.Раствор серной кислоты использовать многократно.
4.Оборудование и реактивы: Два химических стакана, медный и цинковый электроды,марлевый жгутик, гальванометр, растворы хлорида меди и хлорида цинка (10 %.)
Ход работы: Водин стакан наливают 10 % раствор хлорида меди, в другой – раствор хлоридацинка. В первый стакан помещают медный электрод, а во второй – цинковый.Соединяют их гальванометром. Растворы солей соединяют марлевым жгутиком,смоченным электролитом. Описать все происходящие процессы. Написать уравненияреакций.
/>
Рис. 30.Медно-цинковый гальванический элемент. Электрохимическая коррозия цинка.
Примечание:Марлевый жгутик не должен касаться электродов, для этого оба конца жгутикапомещают в стеклянные трубки.
Утилизация.Растворы сливают в соответствующие склянки и используют многократно.
5.Оборудование и реактивы: Железный нож, наждачная бумага,разбавленные растворы хлорида натрия, красной кровяной соли, фенолфталеин,стакан, пипетка.
Ход работы: Железный нож очищают наждачной бумагой.Пипеткой нанести на нож несколько капель раствора-индикатора, состоящего изхлорида натрия и красной кровяной соли, смешанных в соотношении объемов 10:1, инескольких капель фенолфталеина. Через некоторое время появляется синяя окраскав центре капли и малиновая на поверхности капли. Дать объяснение происходящимпроцессам, написать уравнения реакций.
Утилизация: Раствор-индикатор с красной кровяной сольюиспользовать многократно.
Опыт№ 6. Ингибирование процесса коррозии в кислой среде
Оборудование и реактивы: Штатив с пробирками, шпатель,раствор серной кислоты (1:5), уротропин (порошок или в таблетке), железныегвозди, наждачная бумага, спирт, вата.
Ход работы: В две пробирки наливают до половины растворсерной кислоты. В первую пробирку помещают 1/3 таблетки уротропина и,помешивая, растворяют ее. Вторая пробирка – контрольная. В каждую пробиркуопустить по хорошо очищенному железному гвоздю. В пробирке с ингибиторомначавшееся выделение водорода быстро прекращается. В контрольной пробиркеводород выделяется энергично.
Утилизация. Растворы использовать многократно.
Опыт№ 7. Защита от коррозии покрытием оксидной пленкой
Оборудование и реактивы: Штатив с пробирками, железныйгвоздь, концентрированная азотная кислота (ρ=1,48 г/см3),пинцет, раствор серной кислоты (1:5), спирт, вата, наждачная бумага.
Ход работы: Тщательно очищенный наждачной бумагой иобезжиренный спиртом гвоздь помещают на 1-2 мин. в пробирку с холоднойконцентрированной азотной кислотой. За это время железо пассивируется — покрывается тонким слоем из оксидов железа. Гвоздь промывают в воде и опускаютв раствор серной кислоты. Выделение водорода не наблюдается. Для контроля враствор серной кислоты опускают гвоздь, не обработанный концентрированнойазотной кислотой. Происходит выделение водорода.
Техника безопасности. Наливать концентрированную азотнуюкислоту в пробирку под тягой.
Утилизация. По окончании опыта слить кислоты всоответствующие емкости и использовать многократно.
Опыт№ 8. Катодная защита металлов от коррозии
Оборудование и реактивы: Выпрямитель, штатив с лапкой,прокладки резиновые, стакан, U-образная трубка, железные стержни, наждачная бумага, 1 %раствор серной кислоты, разбавленный раствор красной кровяной соли.
Ход работы: В U-образную трубку наливают 1 % раствор серной кислоты сдобавкой красной кровяной соли до слабо желтой окраски. Опускают в каждоеколено трубки железные стержни – электроды и подсоединяют их к источникупостоянного тока при напряжении 10-12 В. Быстрое посинение наблюдается устержня, соединенного с положительным полюсом источника тока. А железныйстержень, соединенный с отрицательным полюсом (катодом), предохраняется откоррозии (отсутствует или слабо представлена синяя окраска). Объяснитьнаблюдаемые явления, выразить процессы уравнениями реакций.
Техника безопасности. С электроприбором работать, некасаясь оголенных проводников.
Утилизация. Раствор из U-образной трубки слить внейтрализатор.
Опыт№ 9. Коррозия железа
Оборудование и реактивы: 5 стаканов на 50 мл, 5лабораторных пробирок, 5 железных гвоздей, вода дистиллированная, растворхлорида натрия, раствор гидроксида натрия, медная и цинковая проволока.
Ход работы: Поместить железный гвоздь в пробирку, наполнитьее доверху водой и опрокинуть в стакан с водой. Таким же образом заготовитьдругие пробирки с гвоздями, но в место чистой воды в пробирки и в сосуды, вкоторые они будут опрокинуты, налить раствор хлорида натрия. В одном случае кэтому раствору добавить немного раствора гидроксида натрия. К одному гвоздюзаранее прикрепить медную проволоку, к другому — полоску или проволоку цинка.Примерно через сутки наблюдать процесс коррозии железного гвоздя и цинковойполоски. Объяснить наблюдаемые явления. Сравнить результаты опытов. Написатьуравнения реакций.
/>
Рис. 31. Электрохимическая коррозия железа.
Утилизация. Все растворы из стаканов сливают в раковину,кроме раствора с соединениями цинка, который помещают в нейтрализатор.
ЛАБОРАТОРНАЯРАБОТА № 3
ТЕМА:“МЕТАЛЛЫ ГЛАВНЫХ ПОДГРУПП I-III ГРУПП”
Опыт№ 1. Горение кальция
Оборудование и реактивы: Плоскогубцы, фильтровальнаябумага, спиртовка, спички, напильник, кальций.
Ход работы: Взять кальций плоскогубцами и очистить его припомощи фильтровальной бумаги от масла. Зажечь спиртовку. В правую руку взятьнапильник и сделать несколько надрезов по кусочку кальция прямо над пламенемспиртовки. Порошок кальция горит, ярко вспыхивая: 2Ca + O2 ® 2CaO.
Техника безопасности. По окончании опыта напильник и всеостатки после очистки кальция поместить в кристаллизатор с водой.
Опыт№ 2. Взаимодействие оксида кальция с водой
Оборудование и реактивы: Химический стакан, воронка, оксидкальция, вода дистиллированная.
Ход работы: Кусочки заранее прокаленного и охлажденногооксида кальция поместить на дно химического стакана. Закрыть стакан воронкой иприлить воду. Идет бурная экзотермическая реакция. По окончании взаимодействияв стакан добавляют несколько капель раствора фенолфталеина.
Техника безопасности. Реакция экзотермическая,сопровождается сильным разогреванием раствора, возможно разбрызгивание горячейщелочи. Поэтому воду в стакан приливают через воронку: CaO + H2O ® Ca (OH)2 + Q.
Утилизация. Поместить щелочной раствор вемкость–нейтрализатор.
Опыт№ 3. Качественные реакции на ионы калия, натрия, бария, кальция
Оборудование и реактивы: Спиртовка, спички, пробка совставленной в нее спиралью от электроплитки, кристаллические хлорид калия,натрия, кальция, бария, раствор соляной кислоты (1:1).
Ход работы: Спираль обрабатывают раствором соляной кислоты.Затем вносят спираль в пламя спиртовки и держат до полного выгорания примесей.Вносят спираль в кристаллическую соль, захватывают спиралью кристаллы соли ивносят в пламя спиртовки. Пламя окрашивается в различные цвета: катион калиядает фиолетовый цвет, катион натрия – желтый, катион кальция – красный, катионбария – зеленый. Использовать для каждого анализа чистую нихромовую спираль.
Техника безопасности. Соблюдать правила работы соспиртовкой, выполнять действия в вытяжном шкафу.
Опыт№ 4. Устранение жесткости воды
Оборудование и реактивы: Пробирки, спиртовка, спички,пробиркодержатель, вода дистиллированная, разбавленный раствор соды (5-10%),известковая вода, кристаллические хлориды кальция и магния, жесткая вода.
Для приготовления воды с постоянной жесткостью необходимо вдистиллированной воде растворить хлориды кальция и магния или любые другие соликальция и магния (примерно, 1% растворы).
Воду с временной жесткостью готовят так: черезсвежеприготовленную и прозрачную известковую воду пропускают углекислый газ дополного растворения выпавшего осадка карбоната кальция. В растворе будетсодержаться гидрокарбонат кальция. Этот раствор готовят непосредственно переддемонстрацией опытов.
Ход работы: Устранение карбонатной (временной) жесткости:
а) кипячение, катионы кальция осаждается в виде карбоната:
Ca2+ + 2HCO3- ® CaCO3¯ + H2O+ CO2.
б) добавление известковой воды:
Ca (HCO3)2 + Ca(OH)2 ® 2CaCO3¯ + 2 H2O.
Устранение некарбонатной жесткости. Добавить к жесткой водераствор соды:
CaCl2 + Na2CO3 ® CaCO3¯ + 2NaCl;
MgSO4 + Na2CO3 ® MgCO3¯ + Na2SO4.
Рассмотреть другие способы устранения жесткости воды.Выразить процессы уравнениями реакций.
Техника безопасности. При кипячении жесткой воды: а)сначала осторожно прогреть всю пробирку, б) затем прогреть всю воду, но не докипения, в) довести до кипения верхнюю часть жидкости. Отверстие пробиркинаправить в сторону от себя и учеников. Все растворы слить в раковину, в нихнет токсичных веществ.
Опыт№ 5. Механическая прочность оксидной пленки алюминия
Оборудование и реактивы: Спиртовка, спички, стекляннаятрубочка, штатив, алюминиевая проволока.
Ход работы: В лапке штатива закрепляют алюминиевуюпроволоку, вставленную в стеклянную трубочку. Так как теплопроводность стекланебольшая, то все тепло будет “концентрироваться” на металле. Нагреваютпроволоку в пламени спиртовки. Алюминий плавится внутри оксидной пленки.
Техника безопасности. Соблюдать правила работы соспиртовкой.