Практическая работа №1, страница 33, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Получение гидроксидов железа (II) и (III), меди (ІІ), цинка, хрома (III), испытание отношения гидроксидов к кислотам и щелочам

Реактивы:

• раствор хлорида железа (II)

• раствор хлорида железа (ІІІ)

• растворы солей меди (II)

• растворы солей цинка

• растворы солей хрома (III)

• раствор гидроксида натрия

• растворы соляной и серной кислот

Химическая посуда и оборудование:

• штатив для пробирок

• пробирки

Техника безопасности. Требуется соблюдение правил работы с растворами кислот, щелочей и нагревательными приборами.

Ход работы

Опыт 1. Получение гидроксида железа (II) и взаимодействие его с кислотами.

Налейте в пробирку 2-3 мл раствора хлорида железа (II) и добавьте раствора гидроксида натрия до образования осадка. Разделите содержи-мое пробирки на две части. Добавьте в одну пробирку соляную кислоту. Наблюдайте, что происходит с течением времени в другой пробирке.

Опыт 2. Получение гидроксида железа (III) и взаимодействие его с кислотами.

Налейте в пробирку 2-3 мл раствора хлорида железа (III) и добавьте раствор гидроксида натрия. К полученному осадку добавьте немного серной кислоты.

Вопросы и задания.

1. Как получают гидроксид железа (II) и гидроксид железа (III)?

2. Какого цвета полученные осадки?

3. Какие вещества образуются при взаимодействии полученных осадков с кислотами?

4. Что происходит с гидроксидом железа (II) с течением времени?

5. Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.

Опыт 3. Получение гидроксида меди (II) и его взаимодействие с кислотами.

Налейте в пробирку 2-3 мл раствора соли меди (II) и добавьте раствор гидроксида натрия до появления осадка. К полученному осадку добавьте немного серной кислоты.

Опыт 4. Получение гидроксида цинка и изучение его химических свойств.

Налейте в пробирку 2-3 мл раствора соли цинка и добавьте по каплям раствор гидроксида натрия до образования студенистого осадка. Разделите содержимое пробирки на две части. Добавьте к одной части раствор серной кислоты, к другой — раствор гидроксида натрия до исчезновения осадка. К полученному осадку добавьте немного раствора серной кислоты. Напишите уравнения соответствующих реакций и сделайте вывод.

Опыт 5. Получение гидроксида хрома (III) и изучение его химических свойств.

Налейте в пробирку 2-3 мл раствора соли хрома (III) и добавьте гидроксид натрия до образования осадка. Разделите содержимое пробирки на две части. Добавьте к одной части раствор соляной кислоты, к другой — раствор гидроксида натрия до исчезновения осадка. Напишите уравнения соответствующих реакций и сделайте вывод.

Опыт 1. Получение гидроксида железа (II) и взаимодействие его с кислотами.

При добавлении раствора гидроксида натрия к раствору хлорида железа (II) образуется осадок гидроксида железа (II). Это реакция обмена между солью и щелочью.

Наблюдения:

1. При смешивании растворов $FeCl_2$ и $NaOH$ выпадает осадок серо-зеленого (или белого, быстро зеленеющего на воздухе) цвета. Это гидроксид железа (II), $Fe(OH)_2$.

Уравнение реакции:

$FeCl_2 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

2. При добавлении соляной кислоты к части осадка, он растворяется с образованием бледно-зеленого раствора хлорида железа (II). Это свойство оснований реагировать с кислотами (реакция нейтрализации).

Уравнение реакции:

$Fe(OH)_2 + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + 2H_2O$

3. Вторая пробирка с осадком, оставленная на воздухе, со временем изменяет цвет. Серо-зеленый осадок $Fe(OH)_2$ постепенно темнеет и становится бурым, так как гидроксид железа (II) окисляется кислородом воздуха до гидроксида железа (III), $Fe(OH)_3$.

Уравнение реакции:

$4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2o \rightarrow 4Fe(OH)_3 \downarrow$

Ответ: При взаимодействии хлорида железа (II) со щелочью образуется серо-зеленый осадок гидроксида железа (II), который растворяется в кислотах и окисляется на воздухе до бурого гидроксида железа (III).

Опыт 2. Получение гидроксида железа (III) и взаимодействие его с кислотами.

При добавлении раствора гидроксида натрия к раствору хлорида железа (III) образуется осадок гидроксида железа (III).

Наблюдения:

1. При смешивании растворов $FeCl_3$ и $NaOH$ выпадает объемистый студенистый осадок бурого цвета. Это гидроксид железа (III), $Fe(OH)_3$.

Уравнение реакции:

$FeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

2. При добавлении серной кислоты к осадку, он растворяется с образованием раствора желто-коричневого цвета. Это раствор соли - сульфата железа (III).

Уравнение реакции:

$2Fe(OH)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 6H_2O$

Ответ: При взаимодействии хлорида железа (III) со щелочью образуется бурый осадок гидроксида железа (III), который, как и все основания, растворяется в кислотах с образованием соли и воды.

Вопросы и задания.

1. Как получают гидроксид железа (II) и гидроксид железа (III)?

Гидроксид железа (II) и гидроксид железа (III) получают реакцией обмена между растворимой солью соответствующего металла и щелочью. Например, для получения $Fe(OH)_2$ используют соль железа (II) (например, $FeCl_2$) и щелочь ($NaOH$), а для $Fe(OH)_3$ — соль железа (III) (например, $FeCl_3$) и щелочь.

Ответ: Действием растворов щелочей на растворы солей железа (II) и железа (III) соответственно.

2. Какого цвета полученные осадки?

Гидроксид железа (II) $Fe(OH)_2$ — осадок серо-зеленого цвета. Гидроксид железа (III) $Fe(OH)_3$ — осадок бурого цвета.

Ответ: Осадок $Fe(OH)_2$ серо-зеленый, осадок $Fe(OH)_3$ бурый.

3. Какие вещества образуются при взаимодействии полученных осадков с кислотами?

При взаимодействии гидроксидов железа (II) и (III) с кислотами происходит реакция нейтрализации, в результате которой образуются соответствующая соль и вода. Например, $Fe(OH)_2$ с $HCl$ образует $FeCl_2$ и $H_2O$, а $Fe(OH)_3$ с $H_2SO_4$ образует $Fe_2(SO_4)_3$ и $H_2O$.

Ответ: Образуются соль и вода.

4. Что происходит с гидроксидом железа (II) с течением времени?

Гидроксид железа (II) неустойчив на воздухе. Он окисляется кислородом воздуха, в результате чего его серо-зеленый цвет постепенно переходит в бурый, характерный для гидроксида железа (III).

Ответ: Гидроксид железа (II) окисляется кислородом воздуха до гидроксида железа (III), при этом цвет осадка меняется с серо-зеленого на бурый.

5. Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.

Получение $Fe(OH)_2$:

Молекулярное: $FeCl_2 + 2NaOH \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + 2NaCl$

Полное ионное: $Fe^{2+} + 2Cl^{-} + 2Na^{+} + 2OH^{-} \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow + 2Na^{+} + 2Cl^{-}$

Сокращенное ионное: $Fe^{2+} + 2OH^{-} \rightarrow Fe(OH)_2 \downarrow$

Взаимодействие $Fe(OH)_2$ с кислотой:

Молекулярное: $Fe(OH)_2 + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + 2H_2O$

Полное ионное: $Fe(OH)_2 + 2H^{+} + 2Cl^{-} \rightarrow Fe^{2+} + 2Cl^{-} + 2H_2O$

Сокращенное ионное: $Fe(OH)_2 + 2H^{+} \rightarrow Fe^{2+} + 2H_2O$

Получение $Fe(OH)_3$:

Молекулярное: $FeCl_3 + 3NaOH \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

Полное ионное: $Fe^{3+} + 3Cl^{-} + 3Na^{+} + 3OH^{-} \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow + 3Na^{+} + 3Cl^{-}$

Сокращенное ионное: $Fe^{3+} + 3OH^{-} \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow$

Взаимодействие $Fe(OH)_3$ с кислотой:

Молекулярное: $2Fe(OH)_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 6H_2O$

Полное ионное: $2Fe(OH)_3 + 6H^{+} + 3SO_4^{2-} \rightarrow 2Fe^{3+} + 3SO_4^{2-} + 6H_2O$

Сокращенное ионное: $Fe(OH)_3 + 3H^{+} \rightarrow Fe^{3+} + 3H_2O$

Окисление $Fe(OH)_2$:

Молекулярное: $4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2o \rightarrow 4Fe(OH)_3 \downarrow$

Ответ: Уравнения реакций приведены выше.

Опыт 3. Получение гидроксида меди (II) и его взаимодействие с кислотами.

При добавлении раствора гидроксида натрия к раствору соли меди (II) (например, сульфату меди $CuSO_4$) образуется осадок гидроксида меди (II).

Наблюдения:

1. При смешивании растворов образуется яркий, синий студенистый осадок гидроксида меди (II), $Cu(OH)_2$.

Уравнение реакции получения:

$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

2. При добавлении к осадку серной кислоты он растворяется, образуя прозрачный раствор голубого цвета - раствор сульфата меди (II).

Уравнение реакции с кислотой:

$Cu(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + 2H_2O$

Ответ: Гидроксид меди (II) - синий студенистый осадок, нерастворимый в воде, но растворимый в кислотах с образованием соли и воды, что доказывает его основные свойства.

Опыт 4. Получение гидроксида цинка и изучение его химических свойств.

При добавлении раствора гидроксида натрия к раствору соли цинка (например, сульфату цинка $ZnSO_4$) образуется осадок гидроксида цинка.

Наблюдения:

1. При добавлении $NaOH$ к раствору соли цинка образуется белый студенистый осадок гидроксида цинка, $Zn(OH)_2$.

Уравнение реакции получения:

$ZnSO_4 + 2NaOH \rightarrow Zn(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

2. При добавлении к части осадка серной кислоты осадок растворяется.

Уравнение реакции с кислотой:

$Zn(OH)_2 + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + 2H_2O$

3. При добавлении ко второй части осадка избытка раствора гидроксида натрия осадок также растворяется. Это происходит из-за образования растворимого комплексного соединения - тетрагидроксоцинката натрия.

Уравнение реакции со щелочью:

$Zn(OH)_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2[Zn(OH)_4]$

Вывод: Гидроксид цинка $Zn(OH)_2$ реагирует как с кислотами, так и с щелочами. Такие гидроксиды называются амфотерными.

Ответ: Гидроксид цинка - белый студенистый осадок, который проявляет амфотерные свойства: он растворяется как в кислотах (проявляя основные свойства), так и в избытке щелочи (проявляя кислотные свойства) с образованием комплексной соли.

Опыт 5. Получение гидроксида хрома (III) и изучение его химических свойств.

При добавлении раствора гидроксида натрия к раствору соли хрома (III) (например, хлориду хрома $CrCl_3$) образуется осадок гидроксида хрома (III).

Наблюдения:

1. При смешивании растворов образуется серо-зеленый (или серо-голубой) студенистый осадок гидроксида хрома (III), $Cr(OH)_3$.

Уравнение реакции получения:

$CrCl_3 + 3NaOH \rightarrow Cr(OH)_3 \downarrow + 3NaCl$

2. При добавлении к части осадка соляной кислоты осадок растворяется с образованием раствора зеленого цвета - раствора хлорида хрома (III).

Уравнение реакции с кислотой:

$Cr(OH)_3 + 3HCl \rightarrow CrCl_3 + 3H_2O$

3. При добавлении ко второй части осадка избытка раствора гидроксида натрия осадок также растворяется с образованием раствора изумрудно-зеленого цвета. Это происходит из-за образования растворимого комплексного соединения, например, гексагидроксохромата(III) натрия.

Уравнение реакции со щелочью:

$Cr(OH)_3 + 3NaOH \rightarrow Na_3[Cr(OH)_6]$

Вывод: Гидроксид хрома (III) $Cr(OH)_3$ реагирует как с кислотами, так и с щелочами. Следовательно, он является амфотерным гидроксидом.

Ответ: Гидроксид хрома (III) - серо-зеленый осадок, проявляющий амфотерные свойства. Он растворяется в кислотах, образуя соли хрома (III), и в избытке щелочей, образуя комплексные соединения (гидроксохроматы).