ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОРОДА И ЕГО СВОЙСТВА. ПЕРОКСИДЫ
Цель работы: изучить физико-химические свойства кислорода и его соединений.
Реактивы и материалы: кристаллическийКМnО4, сера, фосфор (красный), K2Cr2O7, СаО, СаСО3, Сu (тонкая проволока), Fe (порошок), цинк (порошок, гранулы), Na (металлический), АI порошок), Sb, бензол, этанол, растворы: аммиака, индиго, лакмуса, сероводорода, конц.HCI (пл. 1,19 г/см3),
конц. H2SO4 (2 н., пл.1,84 г/см3), NaOH (2 н., 10%-ный), КOH (2 н., 50%-ный), AgNO3 (0,1 н.), Cr2(SО4)3 (0,5 н.), КС1, КВг, KI (0,1 н.)
Оборудование: Аппарат Киппа, заряженный для получения водорода, колба Вюрца, капельная воронка, две промывалки, штатив с лапкой и кольцом, горелка, пробирка с пробкой и трубкой с оттянутым концом, кристаллизатор, стакан емкостью 50—100 мл, стеклянная палочка, штатив с пробирками, щипцы тигельные, ложечка для сжигания веществ в газах, банки с крышками (две из них с небольшим количеством песка) для собирания хлора, пипетка, весы с разновесом
Техника безопасности: соблюдать основные правила работы в химической лаборатории, а также технику безопасности при работе с концентрированными растворами кислот и щелочей, нагревательными приборами. Все работы проводить в вытяжном шкафу!
Опыт 1. Получение кислорода
Укрепите вертикально в зажиме штатива сухую пробирку с 0,5 г кристаллического КМnО4 и нагрейте. Испытайте выделяющийся газ тлеющей лучинкой. Напишите уравнение реакции. Укажите окислитель и восстановитель.
Опыт 2. Окислительные свойства кислорода
|
|
|
В железную ложечку положите небольшой кусочек серы и зажгите его в пламени горелки, внесите в сосуд с кислородом, постепенно опуская ложечку. Сравните интенсивность горения серы в воздухе и кислороде. После сжигания налейте в сосуд немного воды, хорошо взболтайте, чтобы растворить продукт горения серы в воде.
Проделайте такой же опыт, взяв вместо серы немного красного фосфора.
В сосуд с кислородом внесите предварительно зажженную ленту магния, держа ее железными щипцами (не смотреть долго на горящий магний: это вредно для глаз!) (рис. 1). После сжигания налейте в сосуд воду и, закрыв сосуд, взболтайте содержимое его. Исследуйте растворы с помощью индикаторов. Напишите соответствующие уравнения реакций.
Рис. 1. Установка для сжигания магния в кислороде
На конце тонкой стальной проволоки, прикрепленной к лучинке, укрепите маленький кусочек угля. Раскалите уголь в пламени горелки и затем внесите в сосуд с кислородом. Отметьте, как горит железо в кислороде. Напишите уравнение этой реакции, учитывая, что образуется Fе3О4.
Опыт 3 . Получение озона и его свойства
В одну пробирку насыпьте немного порошка ВаО2, в другую налейте 2 мл концентрированной H2SO4. Охладите обе пробирки, опустив их в сосуд с холодной водой (или лучше охладительной смесью из снега и поваренной соли). Влейте H2SO4 в пробирку с ВаО2 и мешайте стеклянной палочкой, одновременно охлаждая пробирку. Образующийся озон может быть обнаружен по запаху (нюхать осторожно!) и фильтровальной бумагой, смоченной раствором KI и крахмальным клейстером. Что наблюдаете?
|
|
|
Опыт 4. Обнаружение пероксида водорода
Налейте в пробирку на 1/3 воды, добавьте 2—3 капли раствора К2Сr2О7 и столько же капель разбавленного раствора H2SO4. Прилейте 0,5 мл диэтилового эфира и немного 3%-ного раствора Н2О2. Смешайте жидкости, встряхивая пробирку. В результате обменной реакции получается непрочный пероксид хрома СrО5. Наблюдайте окрашивание эфирного слоя пероксидом хрома. Напишите уравнение реакции образования С r О5. Обратите внимание также на окраску нижнего водного слоя. Она принадлежит образовавшемуся сульфату хрома(III). Напишите уравнение реакции восстановления К2Сr2О7 пероксидом водорода в кислой среде.
Налейте в пробирку 1 мл 3%-ного раствора Н2О2, добавьте 1—2 капли раствора KI и несколько капель разбавленной H2SO4. Добавьте к смеси 1—2 мл крахмального клейстера. Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции.
|
|
|
Опыт 5. Получение пероксида водорода
Налейте в пробирку около 5 мл дистиллированной воды и добавьте при помощи стеклянной палочки 3—4 крупинки Na2O2. Охладите пробирку водой под краном и прибавьте, по каплям разбавленную H2SO4 до слабокислой реакции (проба лакмусом). Разделите раствор на две порции.
Докажите наличие Н2О2 в первой порции действием раствора К2Сr2О7 в присутствии эфира, во второй — действием раствора KI в присутствии крахмального клейстера. Напишите уравнение реакции образования Н2О2.
Взять около 1 г порошкообразного пероксида бария и добавьте небольшими порциями при помешивании стеклянной палочкой в хорошо охлажденную льдом пробирку с 5 мл разбавленной H2SO4. Мутную от осадка BaSO4 жидкость отфильтруйте. Докажите присутствие Н2О2 в фильтрате. Напишите уравнение реакции образования Н2О2.
Опыт 6. Разложение пероксида водорода
В пробирку с 1—2 мл 3%-ного раствора Н2О2 всыпьте немного порошка МnО2. Выделяющийся газ испытайте тлеющей лучинкой. Напишите уравнение реакции.
Опыт 7. Окислительные свойства пероксида водорода
К 2 мл раствора Pb(NО3)2 прилейте равный объем раствора Na2S, нагрейте до кипения. Обратите внимание на цвет выпавшего осадка. Напишите уравнение реакции. Слейте раствор с осадка. Прилейте к осадку 3 мл 3%-ного раствора Н2О2 и слегка нагрейте. Как изменяется окраска осадка? Составьте уравнение реакции.
|
|
|
К 2 мл раствора Сr(NО3)3 добавьте раствор NaOH до растворения первоначально образовавшегося осадка. К полученному раствору добавьте раствор пероксида водорода. Что наблюдаете?
Опыт 8. Восстановительные свойства пероксида водорода
Налейте в пробирку 2—3 мл раствора AgNO3 и прибавьте по каплям раствор аммиака (не брать избытка!) до исчезновения образовавшейся мути. К полученному раствору прилейте 3%-ный раствор Н2О2 до образования осадка. Испытайте тлеющей лучинкой выделяющийся газ. Напишите уравнения реакций.
Налейте в пробирку 1 мл концентрированного раствора KMnO4, 2 мл раствора H2SO4 и 1—2 мл раствора Н2О2. Испытайте тлеющей лучинкой выделяющийся газ. Наблюдайте изменение окраски раствора. Составьте уравнение реакции.
Опыт 9. Отбелка пероксидом водорода
Немного темной шерсти обработайте для удаления жира разбавленным раствором щелочи и погрузите в пробирку с 3%-ным раствором Н2О2. Наблюдайте в конце занятий изменение цвета шерсти.
Опыт 10. Получение пероксида бария
К насыщенному раствору Ва(ОН)2 прибавляйте по каплям 3%-ный раствор пероксида водорода. Наблюдайте осаждение блестящих пластинчатых кристаллов состава ВаО2 ·8Н2О.
ВНИМАНИЕ !
1. К окислительно-восстановительным уравнениям реакций обязательно следует писать электронные или электронно-ионные (для реакций, протекающих в растворе) балансы.
2. Для реакций ионного обмена следует составлять полные и краткие уравнения реакций.
3. При описании опытов следует: зарисовать прибор или схему опыта, указать наблюдаемые признаки реакций, составить соответствующие уравнения реакций, сформулировать выводы (как правило, в обобщенном виде).
Контрольные вопросы
1. Напишите электронную формулу атома кислорода. Объясните строение молекулы кислорода и парамагнетизм его, используя метод молекулярных орбиталей.
2. Сравните физические и химические свойства кислорода и озона.
3. Какие Вам известны лабораторные способы получения кислорода?
4. Как классифицируются и какими химическими свойствами обладают оксиды и гидроксиды металлов и неметаллов?
5. Обоснуйте химические свойства воды, пероксида водорода и пероксидов металлов. Объясните, какие свойства проявляют пероксид водорода и пероксид натрия с точки зрения электронной теории.
6. К какому классу соединений относятся продукты горения серы, фосфора и магния в кислороде? Что образуется при взаимодействии этих веществ с водой?
7. В чем состоит разница между процессами горения и химического окисления?
8. Что происходит с иодкрахмальной бумагой при действии на нее озоном?
9. Какую роль выполняет H 2 SO 4 в реакциях получения Н2О2 из пероксидов металлов?
10. При прокаливании смеси нитрата железа(II) и нитрата железа(III) образовалась газовая смесь, которая в 21,8 раза тяжелее водорода. Определите, во сколько раз масса твёрдого остатка термолиза меньше массы исходной смеси.
Лабораторная работа № 16
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 726; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!