МЫШЬЯК, СУРЬМА, ВИСМУТ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

⇐ ПредыдущаяСтр 15 из 20Следующая ⇒

Цель. Научиться проводить опыты исследовательского характера, фиксировать наблюдаемые явления, давать объяснение и делать выводы.

Вопросы для проработки темы

1. Написать электронные формулы атомов мышьяка, сурьмы и висмута. Как изменяются свойства элементов и образуемых ими простых веществ в главной подгруппе V группы? Дать объяснение.

2. Написать уравнения реакций получения из природных соединений свободных As, Sb и Bi.

3. Каково отношение As, Sb и Bi к воде, к HCI, к H₂SO₄ (разб.)? Дать объяснение.

4. Объяснить, пользуясь представлениями о строении молекул, как изменяются прочность, восстановительная способность и электронодонорные свойства водородных соединений элементов главной подгруппы V группы.

5. Сравнить кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов As(III), Sb(III) и Bi(III). Написать уравнения реакций получения гидроксидов этих элементов. Объяснить причину амфотерности гидроксидов As(III) и Sb(III).

6. Каковы кислотно-основные свойства и способы получения оксидов и гидроксидов As(V) и Sb(V)? Написать соответствующие уравнения реакций.

7. Какие свойства проявляют соединения, содержащие As, Sb и Bi в степенях окисления +3 и +5, в окислительно-восстановительных реакциях? Как изменяются эти свойства от мышьяка к висмуту? Дать объяснения. Привести примеры.

Приборы и посуда

Реактивы

Весы с разновесом Прибор: штатив с лапкой, горелка, колба емкостью 200 мл, трубка, суженная посередине, пробка с воронкой и газоотводной трубкой Штатив с кольцом и лапкой Горелка Фарфоровая чашка Фарфоровая крышка от тигля Химический стакан емкостью 100 мл Штатив с пробирками Мерный цилиндр емкостью 25 мл Воронки (большая и малая) Щипцы тигельные Асбестовая сетка Индикаторная бумажка Фильтровальная бумага

Сурьма (порошок), Висмут, Свинец, Олово, Кадмий Цинк (гранул.), Уголь (порошок и кусок) Оксид мышьяка (III) Аs₂Оз Нитрат висмута Вi(N0₃)₃-5Н₂0 Хлорид сурьмы (III) SbС1₃ Сульфид сурьмы(III) Sb₂S₃ Висмутат натрия NaBiO₃ или калия КВiO₃ Парафин, Бензин или эфир Растворы: Серная кислота H₂SO₄ (2 н., конц. пл.=1,84 г/см³) Азотная кислота НNО₃ (пл.1,41 г/см³, 1:1 и 2 н.) Соляная кислота НС1 (пл. 1,18 г/см³, 1:1 и 2 н.) Аммиака NН₃ (2 н.), Гидроксид натрия NaOH (2 н.) Нитрат висмута Вi(NО₃)₃ (0,5 н.) Иодид калия KI (0,1 н.) Арсенат натрия Na₂AsO₄ (0,5 н.) Нитрат серебра AgNO₃ (0,1 н.) Иодная вода Крахмальный клейстер

Опыт 1. ПОЛУЧЕНИЕ СУРЬМЫ

Смешать немного сульфида сурьмы(III) с карбонатом натрия. В куске угля сделать углубление и положить в него приготовленную смесь. Взять тигельными щипцами уголь, поднести его к горящей горелке и нагреть смесь в восстановительном пламени паяльной трубки (рис. 1).
Восстановительное пламя получается в том случае, если конец паяльной трубки держать, касаясь пламени горелки, и через трубку умеренно вдувать воздух. Какие продукты реакции образуются?

Опыт 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СУРЬМЫ С КОНЦЕНТРИРОВАННЫМ РАСТВОРОМ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

(Работу проводить в вытяжном шкафу)

Внести в пробирку несколько маленьких кристаллов сурьмы и добавить немного
концентрированной H₂SO₄. Закрепить пробирку вертикально в штативе и нагреть осторожно небольшим пламенем горелки. Какой газ выделяется в результате реакции? Какие продукты реакции остаются в растворе?

Опыт 3. ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ГИДРОКСИДА СУРЬМЫ(III)

а) Получить осадок гидроксида сурьмы(III). Избегать избытка щелочи. Отметить цвет и вид осадка. Написать уравнение реакции.

б) Разделить полученный осадок на две части. Испытать его отношение к раствору НС1 и к раствору NaOH. Раствор тетрагидроксостибата(III) натрия Na[Sb(OH)₄] сохранить для опыта 4.

Сделать вывод о химических свойствах гидроксида сурьмы(III). Написать уравнения реакции в молекулярной и ионной форме.

Опыт 4. ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ТЕТРАГИДРОКСОСТИБАТА(III) НАТРИЯ

К раствору AgNO₃ прибавлять по каплям раствор аммиака до растворения первоначально появляющегося осадка Ag₂O, затем прилить щелочной раствор тетрагидроксостибата(III), полученный в опыте 3 б), и нагреть. Наблюдать образование осадка. Какие свойства проявляет тетрагидроксостибат(III) натрия в этой реакции?

Опыт 5. ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ СУРЬМЫ(III)

Немного хлорида сурьмы(III) растворить в нескольких каплях воды. Раствор испытать индикаторной бумажкой. Объяснить изменение цвета лакмуса. Прибавить дистиллированной воды до появления осадка. Объяснить, почему при разбавлении раствора появляется осадок.

Написать уравнение реакции гидролиза хлорида сурьмы(III), учитывая, что выпавший осадок представляет собой оксохлорид сурьмы(III) SbOCl. Как он образуется?

Добавить к полученному осадку несколько капель концентрированного раствора НС1. Наблюдать происходящие изменения. Объяснить наблюдаемые явления.

При дальнейшем разбавлении раствора водой наблюдать снова выпадение осадка. Дать объяснение.

Опыт 6. ПОЛУЧЕНИЕ СУРЬМЯНОЙ КИСЛОТЫ И ЕЕ СВОЙСТВА

(Работу проводить в вытяжном шкафу)

а) Немного порошка сурьмы нагревать в пробирке с концентрированным раствором HNO₃ до тех пор, пока весь металл не превратится в белый, почти нерастворимый в Н₂О и НNО₃ порошок сурьмяной кислоты. Полученный осадок имеет состав xSb₂O₅-yH₂O. Координационная формула наиболее важной из сурьмяных кислот имеет вид H[Sb(OH)₆]. Сравнить продукты реакции, получившиеся при взаимодействии сурьмы с концентрированными растворами HNO₃ и H₂SO₄ (см. опыт 7).

б) Осадок сурьмяной килоты разделить на две пробирки. Испытать отношение осадка к раствору NaOH и к конц. раствору НС1. Сделать вывод о химических свойствах сурьмяной кислоты. Полученный раствор хлорида сурьмы(V) сохранить для опыта 7.

Опыт 7. ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ СУРЬМЫ(V)

К раствору KI прилить немного раствора хлорида сурьмы(V), полученного в опыте 11 6). Доказать присутствие свободного иода. Написать уравнение реакции и показать переход электронов. Какие свойства проявляет SbCl ₅ в этой реакции?

Опыт 8. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ВИСМУТА С РАСТВОРАМИ КИСЛОТ

(Работу проводить в вытяжном шкафу)

В две пробирки положить по кусочку металлического висмута и добавить в одну пробирку немного концентрированного раствора H₂SO₄, в другую — разбавленного раствора HNO3. Протекают ли реакции на холоде? Дать объяснение. Осторожно нагреть пробирки. Какой газ выделяется при взаимодействии висмута с раствором HNO ₃ ?

Опытным путем (по запаху) установить, какой газ выделяется при взаимодействии висмута с концентрированным раствором H₂SO₄.

Опыт 9. ПОЛУЧЕНИЕ ОКСИДА ВИСМУТА(III)

Несколько кристалликов нитрата висмута(III) прокалить на крышке тигля до разложения соли. Какие продукты реакции образуются? Отметить их цвет.

Наблюдать последующее изменение цвета продукта реакции, происходящее при охлаждении.

Опыт 10. ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ГИДРОКСИДА ВИСМУТА(III)

Из нитрата висмута(III) получить гидроксид висмута(III). Написать уравнение реакции получения гидроксида висмута(III). Испытать отношение полученного осадка к разбавленному раствору кислоты и к избытку раствора щелочи. Что наблюдается? Какие свойства проявляет гидроксид висмута?

Опыт 11. ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ ВИСМУТА(III)

Немного нитрата висмута растворить в нескольких каплях воды. Полученный раствор испытать индикаторной бумажкой. Объяснить изменение цвета индикатора.

Раствор разбавить дистиллированной водой до выпадения осадка. Как он образуется?

Опыт 12. ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ВИСМУТАТОВ

В раствор сульфата марганца(II), подкисленного 2 н. раствором HNO₃, внести немного твердого висмутата натрия или калия. Отметить окраску раствора. Какие свойства проявляет в этой реакции висмутат натрия? Какова роль азотной кислоты?

Опыт 13. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЛЕГКОПЛАВКОГО СПЛАВА (СПЛАВ ВУДА)

(Работу проводить в вытяжном шкафу)

Отвесить 20 г Bi, 5 г РЬ, 2,5 г Sn и 2,5 г Cd. В железный или фарфоровый тигель поместить 20 г висмута и немного парафина. Парафин предохраняет металл от окисления, его нужно взять столько, чтобы после того как он расплавится, образовался поверхностный слой толщиной около 1 см. Тигель вставить в отверстие асбестового картона и нагреть до плавления висмута. Помешивая расплав железной проволокой, добавить последовательно свинец, олово и кадмий. Размешивание прекратить тогда, когда образуется однородный расплав. Не охлаждая, вылить его в фарфоровый стакан с холодной водой. Следы парафина с поверхности сплава удалить с помощью тряпочки, смоченной бензолом или эфиром. Приготовить из бумаги форму в виде палочки, вновь расплавить сплав на воздухе (без парафина). Определить температуру плавления сплава и вылить его в форму.

Если полученную палочку опустить в кипящую воду, она расплавится. Температура плавления сплава Вуда 70 °С.

ВНИМАНИЕ !

4. К окислительно-восстановительным уравнениям реакций обязательно следует писать электронные или электронно-ионные (для реакций, протекающих в растворе) балансы.

5. Для реакций ионного обмена следует составлять полные и краткие уравнения реакций.

6. При описании опытов следует: зарисовать прибор или схему опыта, указать наблюдаемые признаки реакций, составить соответствующие уравнения реакций (см. п.1-2), сформулировать выводы (как правило, в обобщенном виде).

Контрольные вопросы

1. Какие свойства характерны для сурьмяной кислоты? Дайте пояснения.

2. Какие свойства характерны для солей висмута(III).

3. Какие продукты реакции получаются при взаимодействии сурьмы с концентрированными растворами HNO₃ и H₂SO₄?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 19

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 1038; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 10 11 12 13 141516 17 18 19 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!