Лабораторный опыт 19, страница 177 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 37. Олово и свинец. Глава 3. Металлы главных подгрупп - страница 177.

Условие.

Лабораторный опыт 19. Свойства олова, свинца
и их соединений

1. Поместите гранулу олова в сухую пробирку и внесите её в пламя спиртовки. Что вы наблюдаете? Когда пробирка остынет, налейте в неё соляную кислоту. Сделайте вывод о химической активности олова.

2. Рассмотрите выданные вам образцы олова, свинца, их природных минералов и соединений, полученных химическим путём. Опишите их свойства, отметьте области применения.

3. В две пробирки налейте раствор нитрата или ацетата свинца. В одну из них добавьте раствор хлорида натрия, а в другую — иодида натрия. Что вы наблюдаете? Какой цвет имеют выпавшие осадки? Нагрейте пробирки с осадками до кипения. Что вы наблюдаете? Дождитесь, когда растворы в пробирках остынут. Что называют «золотым дождём»?

Решение.

Решение 2.

1. При внесении гранулы олова в пламя спиртовки мы наблюдаем, как металл плавится, превращаясь в серебристую каплю жидкости. Олово имеет относительно низкую температуру плавления ($231,9 \,^{\circ}C$), которая легко достигается в пламени спиртовки. При длительном нагревании на воздухе расплавленное олово может покрыться серовато-белой плёнкой оксида олова(IV) ($SnO_2$).

После того как пробирка остынет и в неё будет добавлена соляная кислота ($HCl$), начнётся химическая реакция. Мы будем наблюдать медленное выделение пузырьков газа (водорода) с поверхности олова. Реакция описывается уравнением:

$Sn + 2HCl \rightarrow SnCl_2 + H_2 \uparrow$

Вывод: Олово является металлом средней химической активности. Оно стоит в ряду активности металлов левее водорода, поэтому способно вытеснять его из растворов кислот (например, соляной). Реакция с кислородом воздуха при нагревании также подтверждает его активность. Однако, по сравнению с такими металлами, как цинк или магний, олово менее активно, так как его реакция с соляной кислотой без нагревания протекает довольно медленно.

Ответ: При нагревании олово плавится. При добавлении соляной кислоты наблюдается выделение пузырьков газа. Вывод: олово — металл средней активности, способный реагировать с кислотами-неокислителями с выделением водорода.

2. Олово (Sn)

Свойства: Серебристо-белый, мягкий, пластичный, ковкий металл. При температуре ниже $13,2 \,^{\circ}C$ может переходить в другую аллотропную модификацию — серое олово (порошок), этот процесс называют «оловянной чумой». Устойчиво к коррозии в воде и на воздухе, но реагирует с сильными кислотами и щелочами.

Применение: Производство белой жести (лужёное железо) для консервных банок, изготовление припоев (сплавы со свинцом), бронзы (сплав с медью), пьютера (сплав с сурьмой и медью), в производстве стекла.

Свинец (Pb)

Свойства: Тяжёлый, мягкий, ковкий металл синевато-белого цвета, который на воздухе тускнеет, покрываясь серой плёнкой оксида. Обладает высокой плотностью и устойчивостью к коррозии. Свинец и его соединения токсичны.

Применение: Производство свинцово-кислотных аккумуляторов, защитных экранов от радиации (в рентгеновских кабинетах), боеприпасов, грузил. Ранее широко использовался в сантехнике и красках, но сейчас его применение ограничено из-за токсичности.

Природные минералы и соединения

• Касситерит ($SnO_2$, оловянный камень): Основной минерал для получения олова. Твёрдый, тяжёлый минерал тёмно-коричневого или чёрного цвета.
• Галенит ($PbS$, свинцовый блеск): Основной минерал для получения свинца. Имеет металлический блеск, серебристо-серый цвет, хрупкий.
• Иодид свинца(II) ($PbI_2$): Соединение, полученное химическим путём. Ярко-жёлтый кристаллический порошок.
• Хлорид свинца(II) ($PbCl_2$): Соединение, полученное химическим путём. Белый кристаллический порошок.

Ответ: Олово — лёгкий, пластичный, серебристо-белый металл, используется для покрытий и в сплавах. Свинец — тяжёлый, мягкий, синевато-серый металл, используется в аккумуляторах и для защиты от радиации. Их основные минералы — касситерит и галенит.

3. При добавлении раствора хлорида натрия к раствору нитрата свинца наблюдается выпадение белого творожистого осадка хлорида свинца(II):

$Pb(NO_3)_2 + 2NaCl \rightarrow PbCl_2 \downarrow + 2NaNO_3$

При добавлении раствора иодида натрия к раствору нитрата свинца наблюдается выпадение ярко-жёлтого осадка иодида свинца(II):

$Pb(NO_3)_2 + 2NaI \rightarrow PbI_2 \downarrow + 2NaNO_3$

При нагревании обеих пробирок до кипения осадки растворяются, так как растворимость хлорида и иодида свинца значительно увеличивается при повышении температуры. Растворы в обеих пробирках становятся прозрачными.

Когда растворы остывают, растворимость солей свинца снова падает, и они начинают кристаллизоваться из раствора. В пробирке с хлоридом свинца снова выпадает белый осадок. В пробирке с иодидом свинца происходит очень красивое явление: из остывающего раствора начинают медленно выпадать блестящие золотистые кристаллы гексагональной формы. Эти кристаллы, медленно опускаясь на дно, переливаются в свете и создают эффект, известный как «золотой дождь».

«Золотым дождём» называют эффект кристаллизации иодида свинца(II) ($PbI_2$) из его насыщенного горячего водного раствора при охлаждении.

Ответ: В первой пробирке выпадает белый осадок ($PbCl_2$), во второй — жёлтый ($PbI_2$). При нагревании осадки растворяются. При охлаждении первой пробирки снова выпадает белый осадок, а во второй наблюдается «золотой дождь» — выпадение блестящих золотистых кристаллов $PbI_2$.