Файл: Методические указания и задания к занятиям семинарского типа, контрольной и самостоятельной работе по дисциплине Неорганическая химия.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 282
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2О2.
Отметьте изменение окраски раствора и составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции, используя таблицу 14 приложения.
Во всех уравнениях окислительно-восстановительных реакций расставьте коэффициенты методом электронного баланса, отметьте окислитель и восстановитель, реакции окисления и восстановления.
3.2. Восстановительные свойства марганца(II)
Поместите в сухую пробирку два-три кристалла NaBiO3, добавьте пять-шесть капель 2н раствора HNO3 и одну каплю 0,2н раствора Mn(NO3)2. Наблюдайте изменение окраски раствора.
Используя таблицу 14 приложения, составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции.
3.3. Восстановительные свойства железа(II)
Поместите в пробирку несколько кристаллов FeSO4 и внесите пять капель дистиллированной воды. Встряхивайте пробирку до растворения кристаллов. Добавляйте к полученному раствору соли по каплям 2н раствор NaOH до образования осадка. Отметьте цвет осадка в момент его образования и спустя некоторое время.
Составьте уравнения реакций образования гидроксида железа(II) и его окисления в гидроксид железа(Ш) под действием кислорода воздуха и воды.
Сделайте вывод о восстановительных свойствах соединений переходных металлов.
Используя таблицы 18-20 приложения, отметьте области применения переходных металлов, их биологическую роль и значения ПДК их соединений.
Опыт 4. Окислительные свойства соединений
переходных металлов
4.1. Окислительные свойства K2Cr2O7
Внесите в пробирку две капли 1н раствора K2Cr2O7, две капли 2н раствора H2SO4 и по каплям 30%-й раствор Na2SO3 – до изменения окраски раствора. Отметьте окраску исходного и полученного растворов.
Составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции, используя таблицу 14 приложения.
4.2. Зависимость окислительных свойств KMnO4
от реакции среды
Поместите в три пробирки по две капли 0,1н раствора KMnO4. Добавьте в одну из пробирок две капли 2н раствора H2SO4, в другую - две капли 1н раствора КOH (в третью пробирку ничего не добавляйте). Далее вносите в каждую пробирку по каплям 30%-й раствор Na2SO3 до изменения окраски исходного раствора.
Отметьте признаки реакций в каждой пробирке и составьте уравнения окислительно-восстановительных реакций, используя таблицу 14 приложения.
4.3. Окислительные свойства железа(III)
В пробирку к пяти каплям 1н раствора FeCI3 добавьте одну каплю 1н раствора KJ. Что наблюдаете? Отметьте цвет исходного и полученного растворов и составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции, используя таблицу 14 приложения.
Сделайте вывод о зависимости окислительных свойств соединений переходных металлов от значения степени окисления.
Задания для самостоятельной работы
1. Составьте электронные формулы атомов элементов: Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn. Отметьте их валентные электроны.
2. Какие степени окисления характерны для указанных выше металлов?
3. Какие из перечисленных металлов: Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn – реагируют с HCI и разбавленной H2SO4? Составьте уравнения возможных реакций.
4. Напишите уравнения реакций взаимодействия цинка и меди с концентрированной H2SO4 и разбавленной HNO3.
5. Составьте уравнения возможных реакций взаимодействия оксидов ZnO и CuO с HCI и NaOH.
6. Как получают гидроксиды d-металлов? Как зависят их кислотно-основные свойства от значения степени окисления металла? Покажите на примере Cr(OH)2 и Cr(OH)3.
7. Какой из указанных гидроксидов: Cu(OH)2, Zn(OH)2 – обладает амфотерными и какой основными свойствами? Подтвердите ответ молекулярными и ионными уравнениями соответствующих реакций.
8. Охарактеризуйте окислительно-восстановительные свойства соединений Cr, Fe, Mn в разной степени окисления.
9. Используя таблицы 14 и 15, допишите формулы продуктов в приведенных схемах реакций, методом электронного баланса подберите коэффициенты, расставьте их в уравнениях и рассчитайте ЭДС этих реакций:
а) Na2SO3 + KMnO4 + H2SO4 ® ; б) FeCI3 + SnCI2 ® ;
в) K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 ® ; г) K2CrO4 + Na2S + H2SO4 ® .
10. Используя таблицу 15 приложения, вычислите ЭДС окислительно-восстановительных систем и оцените возможность их осуществления:
а) Sn +4 + Fe 2+ ®; б) Sn 2+ + Fe 3+ ®;
в) MnO4 - + Cr 3+ + H + ®; г) Cr2O7 2- + Mn 2+ + H + ®.
11. Приведите уравнения реакций получения гидроксокомплексов цинка(II) и хрома(III) и аммиачных комплексов меди(II) и кобальта(III).
12. Отметьте практическое значение соединений: Fe2O3; Cr2O3; ZnO; CuSO4 × 5H2O; FeSO4 × 7H2O; KMnO4; Fe4[Fe(CN)6]3.
13. Отметьте биологическую роль и принадлежность к микро- или макроэлементам следующих металлов: Fe, Co, Cu, Zn, Mn, Cr, Mo. Укажите значения ПДК соединений Co, Cu и Hg (используйте таблицы 19 и 20 приложения).
14. Для чеканки монет используют алюминиевую бронзу, а духовые инструменты и галантерейные изделия делают из латуни. Используя таблицу 18 приложения, отметьте сходство и отличие состава указанных сплавов и их поведение в растворах HCI и NaOH. Составьте уравнения возможных реакций.
15. Столовые приборы изготавливают из нержавеющей стали, мельхиора и нейзильбера. Используя таблицу 18 приложения, отметьте состав указанных сплавов и их отношение к концентрированным растворам HNO3 и NaOH. Составьте уравнения реакций.
16. Малахит применяется как поделочный камень и для получения краски «малахитовая зелень». Какие изменения произойдут с этими материалами в присутствии растворов HCI и NH4OH? Составьте уравнения соответствующих реакций.
17. Оцените возможность применения оцинкованных емкостей для приготовления и хранения маринадов и красильных растворов, у которых рН < 5.
18. Можно ли хранить приготовленную пищу в посуде из медных сплавов, если медь в присутствии воды и СО2 превращается в гидроксокарбонат меди(II)? Составьте уравнение этой реакции.
Лабораторная работа 7
Комплексные соединения
План занятия
1. Понятие о комплексных соединениях, их строение.
2. Типы связей в комплексных соединениях.
3. Определение знаков заряда комплексных ионов и степени окисления комплексообразователей.
4. Классификация и номенклатура.
5. Свойства комплексных соединений:
а) электролитическая диссоциация, выражение константы нестойкости комплексного иона;
б) реакции с участием внешней и внутренней сферы.
6. Получение и практическое значение комплексных соединений.
Растворы: 6н - HNO3, NH4OH; 2н - HCI, H2SO4, NH4OH; 1н - CuSO4, KJ, NH4Fe(SO4)2, FeCI3; 0,5н - КОН, K3[Fe(CN)6], K4[Fe(CN)6]; KNCS (насыщ.); AgNO3 (0,1н), Н2О2 (3 %), Na2SO3 (30 %).
Приборы и материалы: штативы с пробирками, лопатки, стеклянные палочки, FeSO4 (крист.).
Описание опытов
Опыт 1. Образование комплексной соли
В пробирку с тремя каплями 1н раствора CuSO4 добавьте по каплям 2н раствор NH4OH – до образования осадка (CuOH)2SO4. Отметьте его окраску и добавляйте к нему по каплям 6н раствор NH4OH до полного растворения. Отметьте цвет раствора. (Опыт проводите в вытяжном шкафу и по окончании его быстро вымойте пробирку).
Напишите уравнения реакций получения основной соли и ее растворения в избытке NH4OH. При составлении второго уравнения перенесите в его левую часть формулы всех веществ, полученных в первом уравнении, иначе невозможно будет уравнять обе его части.
Опыт 2. Диссоциация двойной и комплексной соли
Поместите в одну пробирку три капли 1н раствора NH4Fe(SO4)2, в другую - три капли 0,5н раствора K
3[Fe(CN)6]. Добавьте в каждую пробирку по одной капле насыщенного раствора KNCS и наблюдайте изменение окраски раствора в одной из пробирок. В каком из исследуемых растворов присутствуют ионы Fe 3+? Дайте соответствующие пояснения.
Для двойной соли составьте схему процесса электролитической диссоциации и напишите уравнение реакции образования гексароданоферрата(III) калия при взаимодействии Fe2(SO4)3 c KNCS.
Для комплексной соли составьте схемы процессов электролитической диссоциации, приведите выражение константы нестойкости комплексного иона и укажите ее численное значение, используя таблицу 17 приложения.
В выводе поясните причину наличия ионов железа(III) в двойной соли и причину их отсутствия в комплексной, обосновав ее особенностями их электролитической диссоциации.
Опыт 3. Образование и разрушение комплексного иона
В пробирку к двум каплям 0,1н раствора AgNO3 добавьте одну каплю 2н раствора HCI. Отметьте вид и цвет осадка и составьте уравнение реакции его образования.
Добавляйте в пробирку с осадком по каплям 6н раствор NH4OH до полного растворения осадка. (Опыт проводите в вытяжном шкафу).
Разделите прозрачный раствор аммиаката серебра на две части. К одной из них добавьте по каплям 1н раствор KJ, а к другой – 6н раствор HNО3. Наблюдайте помутнение растворов вследствие образования коллоидных систем. Отметьте их окраску.
Составьте уравнения реакций образования и разрушения комплексной соли серебра при действии на нее растворов KJ и HNO3.
Приведите схемы процессов электролитической диссоциации аммиачного комплексного соединения серебра. Напишите выражение константы нестойкости его комплексного иона.
Используя таблицу 17 приложения, приведите численное значение константы нестойкости комплексного иона и обоснуйте причину его малой устойчивости.
Опыт 4. Комплексные соединения в реакциях обмена
Поместите в пробирку две капли 1н раствора CuSO4 и добавляйте по каплям 0,5н раствор K4[Fe(CN)6] до образования осадка.
Напишите уравнение реакции образования осадка, укажите его цвет и отметьте, за счет какой сферы комплексного соединения произошла данная реакция.
Отметьте изменение окраски раствора и составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции, используя таблицу 14 приложения.
Во всех уравнениях окислительно-восстановительных реакций расставьте коэффициенты методом электронного баланса, отметьте окислитель и восстановитель, реакции окисления и восстановления.
3.2. Восстановительные свойства марганца(II)
Поместите в сухую пробирку два-три кристалла NaBiO3, добавьте пять-шесть капель 2н раствора HNO3 и одну каплю 0,2н раствора Mn(NO3)2. Наблюдайте изменение окраски раствора.
Используя таблицу 14 приложения, составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции.
3.3. Восстановительные свойства железа(II)
Поместите в пробирку несколько кристаллов FeSO4 и внесите пять капель дистиллированной воды. Встряхивайте пробирку до растворения кристаллов. Добавляйте к полученному раствору соли по каплям 2н раствор NaOH до образования осадка. Отметьте цвет осадка в момент его образования и спустя некоторое время.
Составьте уравнения реакций образования гидроксида железа(II) и его окисления в гидроксид железа(Ш) под действием кислорода воздуха и воды.
Сделайте вывод о восстановительных свойствах соединений переходных металлов.
Используя таблицы 18-20 приложения, отметьте области применения переходных металлов, их биологическую роль и значения ПДК их соединений.
Опыт 4. Окислительные свойства соединений
переходных металлов
4.1. Окислительные свойства K2Cr2O7
Внесите в пробирку две капли 1н раствора K2Cr2O7, две капли 2н раствора H2SO4 и по каплям 30%-й раствор Na2SO3 – до изменения окраски раствора. Отметьте окраску исходного и полученного растворов.
Составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции, используя таблицу 14 приложения.
4.2. Зависимость окислительных свойств KMnO4
от реакции среды
Поместите в три пробирки по две капли 0,1н раствора KMnO4. Добавьте в одну из пробирок две капли 2н раствора H2SO4, в другую - две капли 1н раствора КOH (в третью пробирку ничего не добавляйте). Далее вносите в каждую пробирку по каплям 30%-й раствор Na2SO3 до изменения окраски исходного раствора.
Отметьте признаки реакций в каждой пробирке и составьте уравнения окислительно-восстановительных реакций, используя таблицу 14 приложения.
4.3. Окислительные свойства железа(III)
В пробирку к пяти каплям 1н раствора FeCI3 добавьте одну каплю 1н раствора KJ. Что наблюдаете? Отметьте цвет исходного и полученного растворов и составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции, используя таблицу 14 приложения.
Сделайте вывод о зависимости окислительных свойств соединений переходных металлов от значения степени окисления.
Задания для самостоятельной работы
1. Составьте электронные формулы атомов элементов: Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn. Отметьте их валентные электроны.
2. Какие степени окисления характерны для указанных выше металлов?
3. Какие из перечисленных металлов: Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn – реагируют с HCI и разбавленной H2SO4? Составьте уравнения возможных реакций.
4. Напишите уравнения реакций взаимодействия цинка и меди с концентрированной H2SO4 и разбавленной HNO3.
5. Составьте уравнения возможных реакций взаимодействия оксидов ZnO и CuO с HCI и NaOH.
6. Как получают гидроксиды d-металлов? Как зависят их кислотно-основные свойства от значения степени окисления металла? Покажите на примере Cr(OH)2 и Cr(OH)3.
7. Какой из указанных гидроксидов: Cu(OH)2, Zn(OH)2 – обладает амфотерными и какой основными свойствами? Подтвердите ответ молекулярными и ионными уравнениями соответствующих реакций.
8. Охарактеризуйте окислительно-восстановительные свойства соединений Cr, Fe, Mn в разной степени окисления.
9. Используя таблицы 14 и 15, допишите формулы продуктов в приведенных схемах реакций, методом электронного баланса подберите коэффициенты, расставьте их в уравнениях и рассчитайте ЭДС этих реакций:
а) Na2SO3 + KMnO4 + H2SO4 ® ; б) FeCI3 + SnCI2 ® ;
в) K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 ® ; г) K2CrO4 + Na2S + H2SO4 ® .
10. Используя таблицу 15 приложения, вычислите ЭДС окислительно-восстановительных систем и оцените возможность их осуществления:
а) Sn +4 + Fe 2+ ®; б) Sn 2+ + Fe 3+ ®;
в) MnO4 - + Cr 3+ + H + ®; г) Cr2O7 2- + Mn 2+ + H + ®.
11. Приведите уравнения реакций получения гидроксокомплексов цинка(II) и хрома(III) и аммиачных комплексов меди(II) и кобальта(III).
12. Отметьте практическое значение соединений: Fe2O3; Cr2O3; ZnO; CuSO4 × 5H2O; FeSO4 × 7H2O; KMnO4; Fe4[Fe(CN)6]3.
13. Отметьте биологическую роль и принадлежность к микро- или макроэлементам следующих металлов: Fe, Co, Cu, Zn, Mn, Cr, Mo. Укажите значения ПДК соединений Co, Cu и Hg (используйте таблицы 19 и 20 приложения).
14. Для чеканки монет используют алюминиевую бронзу, а духовые инструменты и галантерейные изделия делают из латуни. Используя таблицу 18 приложения, отметьте сходство и отличие состава указанных сплавов и их поведение в растворах HCI и NaOH. Составьте уравнения возможных реакций.
15. Столовые приборы изготавливают из нержавеющей стали, мельхиора и нейзильбера. Используя таблицу 18 приложения, отметьте состав указанных сплавов и их отношение к концентрированным растворам HNO3 и NaOH. Составьте уравнения реакций.
16. Малахит применяется как поделочный камень и для получения краски «малахитовая зелень». Какие изменения произойдут с этими материалами в присутствии растворов HCI и NH4OH? Составьте уравнения соответствующих реакций.
17. Оцените возможность применения оцинкованных емкостей для приготовления и хранения маринадов и красильных растворов, у которых рН < 5.
18. Можно ли хранить приготовленную пищу в посуде из медных сплавов, если медь в присутствии воды и СО2 превращается в гидроксокарбонат меди(II)? Составьте уравнение этой реакции.
Лабораторная работа 7
Комплексные соединения
План занятия
1. Понятие о комплексных соединениях, их строение.
2. Типы связей в комплексных соединениях.
3. Определение знаков заряда комплексных ионов и степени окисления комплексообразователей.
4. Классификация и номенклатура.
5. Свойства комплексных соединений:
а) электролитическая диссоциация, выражение константы нестойкости комплексного иона;
б) реакции с участием внешней и внутренней сферы.
6. Получение и практическое значение комплексных соединений.
Растворы: 6н - HNO3, NH4OH; 2н - HCI, H2SO4, NH4OH; 1н - CuSO4, KJ, NH4Fe(SO4)2, FeCI3; 0,5н - КОН, K3[Fe(CN)6], K4[Fe(CN)6]; KNCS (насыщ.); AgNO3 (0,1н), Н2О2 (3 %), Na2SO3 (30 %).
Приборы и материалы: штативы с пробирками, лопатки, стеклянные палочки, FeSO4 (крист.).
Описание опытов
Опыт 1. Образование комплексной соли
В пробирку с тремя каплями 1н раствора CuSO4 добавьте по каплям 2н раствор NH4OH – до образования осадка (CuOH)2SO4. Отметьте его окраску и добавляйте к нему по каплям 6н раствор NH4OH до полного растворения. Отметьте цвет раствора. (Опыт проводите в вытяжном шкафу и по окончании его быстро вымойте пробирку).
Напишите уравнения реакций получения основной соли и ее растворения в избытке NH4OH. При составлении второго уравнения перенесите в его левую часть формулы всех веществ, полученных в первом уравнении, иначе невозможно будет уравнять обе его части.
Опыт 2. Диссоциация двойной и комплексной соли
Поместите в одну пробирку три капли 1н раствора NH4Fe(SO4)2, в другую - три капли 0,5н раствора K
3[Fe(CN)6]. Добавьте в каждую пробирку по одной капле насыщенного раствора KNCS и наблюдайте изменение окраски раствора в одной из пробирок. В каком из исследуемых растворов присутствуют ионы Fe 3+? Дайте соответствующие пояснения.
Для двойной соли составьте схему процесса электролитической диссоциации и напишите уравнение реакции образования гексароданоферрата(III) калия при взаимодействии Fe2(SO4)3 c KNCS.
Для комплексной соли составьте схемы процессов электролитической диссоциации, приведите выражение константы нестойкости комплексного иона и укажите ее численное значение, используя таблицу 17 приложения.
В выводе поясните причину наличия ионов железа(III) в двойной соли и причину их отсутствия в комплексной, обосновав ее особенностями их электролитической диссоциации.
Опыт 3. Образование и разрушение комплексного иона
В пробирку к двум каплям 0,1н раствора AgNO3 добавьте одну каплю 2н раствора HCI. Отметьте вид и цвет осадка и составьте уравнение реакции его образования.
Добавляйте в пробирку с осадком по каплям 6н раствор NH4OH до полного растворения осадка. (Опыт проводите в вытяжном шкафу).
Разделите прозрачный раствор аммиаката серебра на две части. К одной из них добавьте по каплям 1н раствор KJ, а к другой – 6н раствор HNО3. Наблюдайте помутнение растворов вследствие образования коллоидных систем. Отметьте их окраску.
Составьте уравнения реакций образования и разрушения комплексной соли серебра при действии на нее растворов KJ и HNO3.
Приведите схемы процессов электролитической диссоциации аммиачного комплексного соединения серебра. Напишите выражение константы нестойкости его комплексного иона.
Используя таблицу 17 приложения, приведите численное значение константы нестойкости комплексного иона и обоснуйте причину его малой устойчивости.
Опыт 4. Комплексные соединения в реакциях обмена
Поместите в пробирку две капли 1н раствора CuSO4 и добавляйте по каплям 0,5н раствор K4[Fe(CN)6] до образования осадка.
Напишите уравнение реакции образования осадка, укажите его цвет и отметьте, за счет какой сферы комплексного соединения произошла данная реакция.