книги / Химические свойства d-элементов и их соединений

5.В пробирку с 1 мл сульфата хрома (III) добавьте 2 мл азотной кислоты и немного (на кончике шпателя) висмутата натрия. Тщательно перемешайте и слегка нагрейте. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций. Вычислите ЭДС и Kр.

6.К раствору хромата калия прилейте разбавленную серную кислоту. Наблюдайте за изменением цвета раствора. Отметьте цвет раствора хромата калия и цвет полученного раствора дихромата калия. К раствору дихромата калия прилейте раствор щелочи. Отметьте изменение цвета раствора. Укажите, при каких рН существуют хроматы и дихроматы.

7.В две пробирки добавьте по 3 мл раствора дихромата калия, подкисленного серной кислотой. В одну пробирку добавьте 3–4 мл раствора иодида калия, в другую 3–5 мл свежеприготовленного раствора сульфата железа (II). Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций. Вычислите ЭДС и Kр.

В отчете:

1.На основании электронного строения атома хрома определите максимальную степень окисления его в соединениях.

2.Дайте характеристику устойчивости и сделайте вывод об изменениях кислотно-основных и окислительно-восстано- вительных свойств соединений хрома в различных степенях окисления.

Вариант 5 Свойства соединений ванадия

1. В пробирку с 5 мл ванадата аммония, подкисленного 2– 3 мл серной кислоты (1:2), опустите 4–5 гранул цинка. Отверстие пробирки закройте ватным тампоном. Наблюдайте последовательное изменение окраски: раствор сначала становится голубым (V (IV) – ион ванадия VO2+), затем зеленым (V(III)), наконец, фиолетовым (V (II)). Часть растворов различных окрасок отлейте в пробирки и оставьте для следующих опытов. Отверстия пробирок закройте ватными тампонами. Напишите уравнения реакций. Вычислите ЭДС и Kр.

51

2.К раствору соли ванадия (II) прилейте 2 н. раствор гидроксида натрия. Отметьте цвет осадка. Проверьте, как взаимодействуют гидроксид ванадия (II) с разбавленным раствором серной кислоты, щелочи и кислородом воздуха. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций.

3.К подкисленному серной кислотой раствору соли ванадия (II) прилейте по каплям раствор перманганата калия. Объясните наблюдаемое явление. Составьте уравнения реакций. Вычислите ЭДС и Kр.

4.Насыпьте в тигель ванадат аммония и прокалите на электроплитке до образования оранжево-красного оксида ванадия

(V). Напишите уравнения реакции термического разложения ванадата аммония.

5.Оксид ванадия (V), полученный в опыте 4, насыпьте в две пробирки. В первую прилейте 2–3 мл дистиллированной воды, нагрейте до окрашивания раствора в слабо-желтый цвет.

Спомощью универсальной индикаторной бумаги определите рН раствора. Какое соединение получили? Дайте название. Во вторую пробирку прилейте 2–3 мл 2 н. раствора гидроксида натрия и нагрейте. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций.

6.Порошок оксида ванадия (V) смешайте в фарфоровой чашке с равным количеством щавелевой кислоты. Полученную смесь перенесите в сухую пробирку, закрепите ее в лапке штатива и нагревайте, используя пламя спиртовки, до тех пор, пока оксид ванадия (V) не восстановится в оксид ванадия (IV) синего цвета. Напишите уравнения реакций: разложения метаванадата аммония, взаимодействия оксида ванадия (V) с водой; щелочью; восстановления оксида ванадия (V) щавелевой кислотой до оксида ванадия (IV).

7.В пробирку с оксидом ванадия (V) прибавьте воду. Затем

по каплям прибавляйте 3%-ный раствор пероксида водорода. Наблюдайте образование перекисного иона [VO2(O2)2]3– (желтого цвета). Напишите уравнения реакций.

52

В отчете:

1.На основании электронного строения атома ванадия укажите возможные степени окисления его в соединениях.

2.Охарактеризуйте кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов ванадия в различных степенях окисления.

3.Охарактеризуйте устойчивость и окислительно-восстано- вительные свойства соединений ванадия в различных степенях окисления.

Вариант 6 Свойства соединений ванадия

1.К 2 мл насыщенного раствора ванадата аммония, подкисленного 3 мл концентрированной соляной кислоты, прибавьте несколько гранул цинка (2–3). Наблюдайте последовательное

изменение окраски раствора от бесцветной через голубую (цвет иона ванадия [VO2+]), зеленую (V3+) до фиолетовой (V2+). Составьте уравнения реакций. Вычислите ЭДС и Kр.

2.К фиолетовому раствору (V2+), полученному в опыте 1, прилейте раствор щелочи. Отметьте цвет гидроксида ванадия (II). Испытайте действие на гидроксид ванадия (II) разбавленной серной кислоты, щелочи, кислорода воздуха. Напишите уравнения реакций.

3.К подкисленному раствору соединения ванадия (II) прибавьте по каплям раствор дихромата калия. Объясните наблюдаемое явление. Составьте уравнения реакций. Вычислите ЭДС

иKр.

4.К подкисленному серной кислотой насыщенному рас-

твору ванадата аммония прилейте раствор йодида калия. Выделившийся йод смешайте с тиосульфатом натрия и определите окраску полученного соединения ванадия (III). К соли ванадия (III) прилейте раствор гидроксида натрия до образования осадка гидроксида ванадия (III). Испытайте действие на гидроксид ванадия (III) растворов кислот (cерной или соляной), 30%-ного раствора гидроксида натрия и кислорода воздуха. Составьте уравнения реакций.

53

5.К подкисленному раствору соединения ванадия (III), полученного в опыте 4, прилейте по каплям раствор перманганата калия. Объясните наблюдаемое явление. Составьте уравнения реакций. Определите ЭДС и Kр.

6.Получите оксид ванадия (V) разложением 2 г метаванадата аммония. Для этого кристаллы метаванадата, помещенные

вфарфоровый тигель, нагрейте на песчаной бане до образования оксида ванадия (V) оранжево-красного цвета. Составьте уравнения реакций. Небольшое количество оксида ванадия (V) поместите в сухую пробирку и прилейте 1–2 мл соляной кислоты. Что наблюдаете? Составьте уравнения реакций, имея в виду образование хлорида ванадия VOCl2.

7.К раствору хлорида ванадия (VOCl2), полученного в опыте 6, прилейте по каплям раствор щелочи до образования гидроксида ванадия. Испытайте действие на гидроксид ванадия растворов щелочи и кислоты. Объясните наблюдаемые явления.

Составьте уравнения реакций, имея в виду, что при взаимодействии с кислотой образовался ион ванадата [VO]2+, сo щело-

чью – ион V4O92–.

Вотчете:

1.На основании электронного строения атома ванадия ука-

жите возможные степени окисления его в соединениях.

2.Охарактеризуйте кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов ванадия в различных степенях окисления.

3.Охарактеризуйте устойчивость и окислительновостановительные свойства соединений ванадия в различных степенях окислениях.

Вариант 7 Свойства соединений титана

1. В подкисленный раствор соли титана (IV) поместите 2–3 гранулы цинка. Отверстие пробирки закройте ватным тампоном, отметьте изменение цвета раствора. Напишите уравнения реакций. Вычислите ЭДС и Kр. Полученный раствор сохраните для опытов 3 и 4.

54

2.Воздействуйте на порошок титана разбавленным раствором соляной или серной кислоты. Наблюдайте за изменением окраски раствора и его последующим обесцвечиванием. Напишите уравнения реакций.

3.К раствору, полученному в опыте 1, прилейте по каплям раствор перманганата калия. Какие продукты реакции получатся? Напишите уравнения реакций. Вычислите ЭДС и Kр.

4.К раствору соли титана, полученному в опыте 1, прилейте раствор щелочи. Наблюдайте за образованием осадка гидроксида титана (III) и его последующим обесцвечиванием. Дайте объяснение наблюдаемым явлениям. Напишите уравнения реакций.

5.К раствору хлорида титана (IV) по каплям прилейте 1 н. раствор гидроксида натрия до образования осадка. Осадок разделите на две части. К первой части осадка прилейте разбавленный раствор серной кислоты, ко второй части – насыщенный раствор гидроксида натрия. Что наблюдаете? Дайте объяснение наблюдаемым явлениям. Напишите уравнения реакций.

6.Повторите реакцию получения гидроксида титана (IV) (опыт 5). Смесь осторожно прокипятите в течение 3–4 минут, охладите и проверьте растворимость осадка в 2 н. растворе серной кислоты и гидроксида натрия. Что наблюдаете? При кипячении ортотитановая кислота переходит в метатитановую кислоту. Напишите уравнения всех реакций. Сделайте вывод о свойствах гидроксида титана (IV). Объясните причину различия свойств орто- и метатитановых кислот.

7.К 1–2 мл раствора сульфата титанила, полученного в опыте 5, прилейте 4–5мл 3%-ного раствора пероксида водорода. Объясните появление оранжево-желтой окраски и ее исчезновение при добавлении фторида аммония.

В отчете:

1.На основании электронного строения атома титана укажите все возможные степени окисления его в соединениях.

2.Охарактеризуйте кислотно-основные свойства гидроксидов титана в различных степенях окисления.

55

3. Охарактеризуйте устойчивость и окислительно-восстано- вительные свойства соединений титана в степенях окисления +3

и +4.

Вариант 8 Свойства соединений железа и кобальта

1.Налейте в пробирку 2–3 мл раствора соли Мора

(NH4)2Fe(SO4)2 и добавьте раствор щелочи до образования осадка. Отметьте цвет осадка. Полученный осадок разделите на три части и поместите в пробирки. Первую пробирку оставьте на воздухе, во вторую добавьте раствор соляной кислоты, в третью – щелочь. Что наблюдаете? Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций.

2.К раствору соли кобальта (II) прилейте раствор щелочи. Наблюдайте образование основной соли. Раствор с осадком нагрейте. При нагревании образуется гидроксид кобальта (II). Отметьте цвет осадка. Полученный осадок разделите на четыре части. Одну пробирку оставьте на воздухе, во вторую добавьте раствор соляной кислоты, в третью – раствор аммиака, в четвертую – 30%-ный раствор гидроксида натрия. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций.

3.К подкисленному раствору сульфата железа (II) и сульфата кобальта (II) прилейте раствор перманганата калия. Что наблюдаете? Составьте уравнения реакций. Вычислите ЭДС и Kр. Сравните восстановительные свойства соединений железа

(II)и кобальта (II).

4.Обменной реакцией получите гидроксиды железа (II) и кобальта (II). Реакцией окисления из гидроксидов железа (II) и кобальта (II) получите гидроксиды железа (III) и кобальта (III). Окислители выберите из перечисленных реагентов: Br2 (водн.),

Cl2 (водн.), Н2O или CaOCl2. Отметьте цвет осадков. Напишите уравнения реакций.

5. К полученным в опыте 4 гидроксидам железа (III), кобальта (III) прилейте концентрированную соляную кислоту. Напишите уравнения реакций. Вычислите ЭДС и Kр. Сравните

56

окислительные свойства соединений железа (III) и соединений кобальта (III).

К раствору хлорида железа (III) добавьте 1–2 капли иодида калия. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций. Вычислите ЭДС и Kр.

6. В фарфоровой чашке к измельченному гидроксиду калия добавьте 3–5мл раствора брома, немного раствора хлорида железа (III). Смесь нагрейте до образования фиолетово-красного цвета. Продукт растворите в воде. Испытайте взаимодействие полученного раствора с раствором хлорида бария, с разбавленной серной кислотой, с сероводородной водой. Объясните наблюдаемые явления. Составьте уравнения реакций.

В отчете:

1.На основании электронного строения атомов железа, кобальта определите возможные степени окисления железа, кобальта.

2.Сделайте выводы об изменениях окислительных и основных свойств гидроксидов железа и кобальта.

3.Сравните относительную устойчивость и окислительновосстановительные свойства соединений железа (II), кобальта

(II)и железа (III), кобальта (III).

Вариант 9 Свойства соединений железа и кобальта

1.К растворам сульфата железа (II) (или соли Мора) и сульфата кобальта (II), подкисленных разбавленной серной кислотой, прилейте раствор дихромата калия. Объясните наблюдаемое явление. Составьте уравнение реакции. Вычислите ЭДС и

Kр. Сравните восстановительные свойства железа (II) и кобальта

(II).

2.Обменной реакцией получите гидроксиды железа (II) и кобальта (II). Отметьте цвет образовавшихся осадков, наблюдайте через некоторое время изменение цвета осадка гидроксида железа (II). Дайте этому объяснение. Составьте уравнения реакций.

57

3.К гидроксидам железа (II) и кобальта (II) прилейте раствор бромнойводы. Чтонаблюдаете? Составьтеуравненияреакций.

4.К гидроксидам железа (III) и кобальта (III), полученным

вопыте 3, прилейте 2 мл концентрированной соляной кислоты. Что наблюдаете? Составьте уравнения реакций. Вычислите ЭДС

и Kр. Сравните окислительные свойства соединений железа (III) и кобальта (III).

5.Повторите опыт 4, заменив соляную кислоту подкисленным раствором иодида калия. Что наблюдаете? Составьте уравнения реакций. Вычислите ЭДС и Kр.

6.К раствору соли железа (III) прилейте раствор гексацианоферрата (III) калия. Наблюдайте образование берлинской ла-

зури. Составьте уравнения реакций. Это качественная реакция на ионы Fe3+. К раствору свежеприготовленной соли железа (II) или соли Мора прилейте раствор гексацианоферрата (III) калия.

Наблюдайте образование турнбулевой сини. Составьте уравнения реакций. Это качественная реакция на ионы Fe2+.

7.В две пробирки налейте раствор гексацианоферрата (III) калия. В одну пробирку добавьте подкисленный уксусной кислотой раствор сульфита натрия, во вторую иодида калия. Что

наблюдаете? Качественной реакцией определите, образовался

ли в результате реакции комплексный ион [Fe(CN)6]4–. Составьте уравнения реакций. Вычислите ЭДС и Kр. Как влияет комплексообразование на окислительную способность железа (III)?

В отчете:

1.Сравните устойчивость и восстановительные свойства железа (II), кобальта (II) и устойчивость и окислительные свойства железа (III) и кобальта (III).

2.Укажите, как влияет комплексообразование на окисли- тельно-восcтановительные свойства (на примере соединений железа (III)).

Вариант 10 Свойства соединений цинка, кадмия, ртути

1. Реакцией обмена получите гидроксид цинка и разделите его на две части. Испытайте действие на гидроксид цинка раз-

58

бавленной серной кислоты и концентрированного раствора щелочи. Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.

2.Повторите опыт 1, заменив соль цинка солью кадмия. Напишите уравнения реакций. В чем различие взаимодействия гидроксидов цинка и кадмия со щелочью?

3.К раствору нитрата ртути (II) пpилейте раствор щелочи. Отметьте цвет осадка. Какое соединение ртути получилось в результате реакции? Напишите уравнения реакций, сделайте вывод.

4.К растворам солей цинка, кадмия, ртути (II) прилейте сероводородной воды. Что наблюдаете? С солями каких металлов образуются осадки? Повторите опыт, заменив сероводородную воду раствором сульфида аммония. Отметьте цвет осадков. Объясните наблюдаемые эффекты на основании произведений растворимости (ПР) полученных соединений. Напишите уравнения реакций.

5.К раствору хлорида ртути (II) прилейте немного раствора хлорида олова (II). Объясните образование белого осадка и его почернение при действии избытка раствора хлорида олова (II). Составьте уравнения реакций. Вычислите ЭДС и Kр.

6.Осадок хлорида ртути (I), полученный в опыте 5, разделите на две части и испытайте действие на него хлорной воды и хлорида олова (II). Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций. Определите ЭДС и Kр.

7.В пробирку налейте раствор солей цинка и кадмия и добавьте по каплям водный раствор аммиака. К полученным осадкам прилейте 20%-ный раствор аммиака до их растворения. Напишите уравнения реакций получения гидроксидов цинка и кадмия и комплексных соединений ( координационное число ионов цинка и кадмия равно 4). Выпишите значения произведений растворимости (ПР) гидроксидов цинка и кадмия и констант устой-

чивости (Kд) комплексных ионов цинка и кадмия. Сравните растворимость гидроксидов цинка и кадмия и устойчивость комплексных соединений цинка и кадмия.

59

В отчете:

1.На основании электронного строения атомов цинка, кадмия, ртути укажите возможные степени окисления их в соединениях.

2.Охарактеризуйте кислотно-основные свойства гидроксидов элементов II В группы.

3.Охарактеризуйте устойчивость и окислительно-восcтано- вительные свойства соединений ртути (I) и ртути (II).

Вариант 11 Свойства соединений меди

1.К 2–3мл раствора сульфата меди (II) добавьте раствор

глюкозы. Полученную смесь отфильтруйте и нагрейте до 30– 40 оС. В горячий раствор при помешивании прилейте 4–5 мл 30%-ного раствора гидроксида натрия. Образуется желтый осадок гидроксида меди (II), который постепенно переходит в красный осадок оксида меди (I). Составьте уравнения реакций.

2.Оксид меди (I), полученный в опыте 1, разделите на три части. В первую пробирку добавьте разбавленной серной кислоты и нагрейте. Отметьте окраску раствора. Затем к раствору прилейте несколько капель 3%-ного раствора пероксида водорода. Какие изменения в растворе указывают на окисление оксида меди (I)? Составьте уравнение реакций. Определите ЭДС и

Kр. Во вторую пробирку добавьте концентрированный раствор соляной кислоты, в третью – концентрированный раствор аммиака. Что наблюдаете? Составьте уравнения реакций; координационное число меди (I) равно 2.

3.Получите оксид меди (II) термическим разложением гидроксида меди (II) или гидроксокарбоната меди (II). Разложение проводите в фарфоровом тигле. Составьте уравнения реакций.

4.Нагрейте медную проволоку в пламени спиртовки до изменения окраски. Что наблюдаете? Проволоку, покрытую налетом оксида меди (II), смочите соляной кислотой, затем покройте слоем кристаллического хлорида аммония и прокалите до изме-

60