Опыт 3. Взаимодействие амфотерных оксидов с кислотами и щелочами

В две пробирки поместите немного оксида цинка и прилейте в одну пробирку соляной кислоты, а в другую – щелочи. Если осадок не растворяется, пробирку подогрейте.

Напишите уравнения реакций взаимодействия оксида цинка с кислотой и щелочью.

Опыт 4. Получение и свойства оснований

Налейте в пробирку 1-2 мл раствора сульфата никеля и прибавьте столько же щелочи NaOH. Наблюдайте образование студенистого осадка. Отметьте его цвет. Содержимое пробирки поделите на две части. Испытайте растворимость осадков в кислоте и щелочи. Сделайте вывод о свойствах гидроксида никеля (II).

Напишите уравнения реакций получения гидроксида никеля (II) и его растворения.

Опыт 5. Получение основных солей

К 1-2 мл раствора хлорида кобальта (II) добавьте концентрированный раствор щелочи до образования розового осадка гидроксида кобальта (II). К осадку прилейте по каплям раствор соляной кислоты. Наблюдайте образование синего осадка основной соли. Затем добавьте избыток кислоты до его растворения.

Напишите уравнения реакций получения гидроксида кобальта (II), основной соли CoOHCl и растворения ее в избытке кислоты.

Лабораторная работа 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЯРНОЙ МАССЫ ЭКВИВАЛЕНТОВ ЦИНКА

Эквивалент (Э) – это реальная или условная частица вещества, соответствующая одному иону водорода в кислотно-основных или ионообменных реакциях, или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях. Под реальной частицей понимают реально существующие соединения (NaOH, H₂SO₄, H₂O), под условной – доли этих реальных частиц (1/2 H₂SO₄, ½ H₂O).Единицей количества эквивалентов является моль. Моль эквивалентов – это количество вещества, содержащего 6, 02× 10²³ эквивалентов. Масса одного моль эквивалентов называется молярной массойэквивалентов (М_Э)и выражаетсяв г/моль.

Для расчета молярной массы эквивалентов можно использовать формулы:

1) для элемента

где М_А – молярная масса атомов данного элемента; В - валентность атома

2) для сложного вещества

где М – молярная масса данного вещества; В - валентность функциональной группы; n – число функциональных групп в молекуле.

Для кислот функциональной группой является ион водорода, для оснований – гидроксид-ион, для солей – ион металла. Например,

М_э(Al) = М_A/В = 27/3 = 9 г/моль,

М_э(H₂SO₄) = М/В∙ n = 98/1∙ 2 = 49 г/моль,

М_э(NaOH) = М/В∙ n = 40/1∙ 1 = 40 г/моль,

М_э((Al₂(SO₄)₃) = М/В∙ n = 342/3∙ 2 = 57 г/моль.

Эквивалент (Э) – безразмерная величина, состав которой выражают с помощью знаков и формул. Например, Э(NaOH) = NaOH, Э(H₂SO₄) = 1/2H₂SO₄. Число, обозначающее, какая доля от реальной частицы эквивалентна одному иону водорода или одному электрону, называется фактором эквивалентности (f_э). Фактор эквивалентности определяется по формуле:

f_э = M_э /M

Например,

f_э(Al) = 9/27 = 1/3, f_э (H₂SO₄) = 49/98 = 1/2,

f_э(NaOH) = 40/40 = 1, f_э ((Al₂(SO₄)₃) = 57/342 = 1/6.

Используя определение молярной массы эквивалента, можно сформулировать закон эквивалентов: массы участвующих в реакции веществ пропорциональны молярным массам их эквивалентов.

Выполнение работы

Один из методов определения молярной массы эквивалентов металла основан на реакции растворения металла в избытке кислоты и измерении объема выделившегося водорода. По объему водорода вычисляют его массу, а затем молярную массу эквивалентов металла.

Определение молярной массы эквивалентов металла производится в приборе, изображенном на рисунке. Прибор состоит из трех частей: колбы А, двугорлой склянки Вульфа Б и приемника В. Отверстия двугорлой склянки закрываются резиновыми пробками, через которые проходят стеклянные трубки: короткая, оканчивающаяся сразу под пробкой, и длинная, доходящая почти до дна склянки. Короткая стеклянная трубка соединяется резиновой трубкой с колбой А, а длинная - со стеклянной трубкой Г, опущенной в приемник В.

Работу следует выполнять в следующем порядке. Наполните водой двугорлую склянку. В колбу налейте 10-15 мл соляной кислоты. Закрепите колбу в горизонтальном положении. Получите у преподавателя навеску цинка и поместите ее в сухое горло колбы. Закройте колбу резиновой пробкой и проверьте герметичность прибора. Для этого откройте зажим Д и вдуйте воздух в прибор через стеклянную трубку Г. В приборе создается избыточное давление, вследствие чего вода из трубки Г вытекает. Когда давление внутри прибора станет равным атмосферному, вода из трубки перестанет течь. Закройте зажим Д. Если вода из трубки Г не уходит, прибор герметичен. Воду из приемника вылейте и поставьте его под трубку Г.

Наклоните колбу так, чтобы навеска цинка упала в кислоту, и откройте зажим. Водород, выделившийся при взаимодействии металла с кислотой, вытесняет воду из склянки Б в приемник В. Когда весь металл растворится, дайте прибору остыть, не закрывая зажима. Осторожно выньте из приемника трубку Г (следите, чтобы из нее не вылилась вода), измерьте мерным цилиндром объем воды в приемнике. Этот объем равен объему водорода, выделившегося при взаимодействии металла с кислотой. Запишите показания барометра и термометра. Исходные данные и результаты расчетов занесите в табл. 1.

Таблица 1

123 4 5