 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Классификация анионов на аналитические группы
|
|
Классификация анионов основана на различной растворимости бариевых и серебряных солей.
| Аналитические группы | Групповой реагент | Характеристика групп | |
| I | SO42–, SO32–, CO32–, PO43–, SiO32– | BaCl2 в нейтральном / слабощелочном р-ре | Соли бария практически нерастворимы в воде |
| II | Cl–, Br–, I–, S2–, | AgNO3 в присутствии НNO3 | Соли серебра практически нерастворимы в воде и разб. НNO3 |
| III | NO3–, NO2–, CH3COO– | Группового реагента нет | Соли бария и серебра растворимы в воде |
Оборудование и реактивы
Нихромовая проволока, пипетка, пробирки, пробка с газоотводной трубкой, пробиркодержатель, спиртовка, спички, штатив, фильтровальная бумага, вата; бюретки, воронки, колбы, штатив.
Часть 1. Медь (стружки и пластинка), оксид меди (II) CuO (к), сульфат меди CuSO4 (к/безводный), сахароза С12Н22О11 (к), мука (крахмал);
Растворы: соляная кислота HCl, серная кислота H2SO4 (разб. и конц.), азотная кислота HNO3 (разб.), уксусная кислота СН3СООН (2 н.), гидроксид натрия NaОН, гидроксид кальция Са(ОН)2 (известковая вода), аммиак NH3, хлорид аммония NH4Cl, нитрат серебра AgNO3, хлорид алюминия AlCl3, хлорид бария BaCl2, хлорид кальция CaCl2, хлорид хрома (III) CrCl3, сульфат меди (II) CuSO4, хлорид железа (III) FeCl3, сульфат железа (II) FeSO4, тиоционат (роданид) калия KNCS (или NH4NCS), бромид калия KBr, хлорид калия KCl, иодид калия КI, хромат калия K2CrO4, хлорид натрия NaCl, нитрат натрия NаNO3, сульфат натрия Na2SO4, фосфат натрия Na3РO4, карбонат натрия Na2СО3, нитрат свинца (II) Pb(NО3)2, сульфат цинка ZnSO4, гексацианоферрат (III) калия К3[Fе(СN)6], гексацианоферрат (II) калия К4[Fе(СN)6], дистиллированная вода; универсальная индикаторная и фенолфталеиновая бумага.
Часть 2. Растворы жесткой воды; титрованные растворы: гидроксид натрия NаOH (0,02 н), соляная кислота HCl (0,1 н.); индикаторы: метиловый оранжевый, фенолфталеин.
Эксперимент: выполните задания, составьте уравнения реакций, назовите вещества, запишите наблюдения и вывод.
Опыт 1. Окрашивание пламени солями щелочных и щелочноземельных металлов
Нихромовую проволоку тщательно очистите от следов солей, для этого смочите ее в растворе HCl и прокалите в пламени (до полного исчезновения окраски пламени). Петлю проволоки смочите исследуемым раствором и внесите в несветящееся пламя горелки. Поочередно, пользуясь разными проволоками, испытайте соединения калия, натрия, кальция и бария. Отметьте окраску пламени.
Опыт 2. Открытие иона NH4+
К раствору соли аммония (NH4Cl) добавьте равный объем раствора NaOH и осторожно нагрейте. Обратите внимание на запах выделяющегося газа _______. Закройте отверстие пробирки влажной универсальной индикаторной или фенолфталеиновой бумагой.
NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3↑ + H2О
NH3 + H2О 
NH4+ + OH–
Опыт 3. Открытие катиона Ag+
К 2–3 каплям раствора AgNO3 добавьте 3–4 капли воды и 3–4 капли раствора K2CrO4. Обратите внимание на цвет осадка (кирпично-красный) и проверьте его растворимость в кислотах и щелочах.
Опыт 4. Открытие катиона Pb2+
К раствору Pb(NО3)2 прилейте раствор КI. Получив желтый осадок ________, прибавьте в пробирку немного воды и 2 н. раствор СН3СООН, пробирку нагрейте, а затем охладите в струе холодной воды. Наблюдайте растворение осадка при нагревании и снова образование при охлаждении в виде блестящих золотистых кристаллов.
Опыт 5. Открытие катиона Fe3+
5.1. К раствору FeCl3 прилейте по каплям раствор желтой кровяной соли К4[Fе(СN)6], при этом образуется осадок КFe[Fе(СN)6]3 («берлинская лазурь»). Разделите содержимое пробирки на две части и исследуйте отношение осадка к кислоте и щелочи.
Проведите опыт взаимодействия К4[Fе(СN)6] с катионами Zn2+ и Cu2+.
5.1. К раствору FeCl3 прилейте по каплям раствор роданида калия KNCS (или NH4NCS).
Опыт 6. Открытие катиона Fe2+
К раствору соли железа (II) прилейте по каплям раствор красной кровяной соли К3[Fе(СN)6], при этом образуется осадок КFe[Fе(СN)6]2 («турнбулева синь»). Разделите содержимое пробирки на две части и исследуйте отношение осадка к кислоте и щелочи.
Опыт 7. Открытие катиона Cu2+
К раствору CuSO4 прилейте по каплям раствор аммиака до растворения образовавшегося осадка. Затем добавьте в пробирку по каплям раствор разб. H2SO4. Объясните причину наблюдаемых изменений цвета.
Опыт 8. Открытие сульфат-иона SO42–
К раствору Na2SO4 добавьте по каплям раствор BaCl2. Исследуйте отношение осадка к кислоте и щелочи.
Опыт 9. Открытие карбонат-иона CО32–
В пробирку налейте раствор Na2СО3 и столько же раствора HCl. Пробирку быстро закройте пробкой со вставленной в нее пипеткой, капилляр пипетки заполните раствором известковой воды Са(ОН)2. Объясните помутнение раствора в пипетке (помутнение может быстро исчезнуть вследствие образования кислой соли).
Опыт 10. Открытие анионов Cl–, Br–, I–
В три пробирки налейте растворы KCl, KBr, KI (подкисленным разб. HNO3) и по каплям прилейте раствор AgNO3. Наблюдайте выпадение осадков, нерастворимых в HNO3. Исследуйте растворимость осадков в растворе аммиака. Другие анионы с раствором AgNO3 в присутствии HNO3 осадка не образуют.
Проведите опыт взаимодействия раствора AgNO3 с фосфат-ионом РО43– (в присутствии и отсутствии HNO3).
Опыт 11. Открытие нитрат-иона NО3–
К раствору NaNO3 прибавьте конц. H2SO4 и кусочек меди, смесь нагрейте.
Опыт 12. Открытие углерода пробой на обугливание
12.1. В фарфоровую чашку (тигель) насыпьте немного муки, крахмала или сахара и закрепите в штативе. Нагрейте чашку в пламени спиртовки и прокалите исследуемое вещество до обугливания.
12.2. На листе фильтровальной бумаги при помощи стеклянной палочки сделайте надпись концентрированной серной кислотой. При нагревании бумаги над пламенем или электроплиткой надпись проявляется в виде черных обугленных полос.
Опыт 13. Открытие углерода и водорода окислением вещества с оксидом меди (II)
В сухую пробирку внесите 1–1,5 г CuO и 0,1–0,2 г сахарозы С12Н22О11, смесь перемешайте. В верхнюю часть пробирки поместите небольшой кусочек ваты, на который насыпьте безводный CuSO4 и закройте пробкой с газоотводной трубкой. Закрепите пробирку в штативе с небольшим наклоном в сторону отверстия пробирки. Свободный конец газоотводной трубки опустите в пробирку с известковой (или баритовой) водой. Прокалите реакционную смесь.
С12Н22О11 + CuO → 12СО2↑ + 11Н2О↑ + 24Сu
Опыт 14. Определение концентрации кислоты
Заполните через воронку, закрепленную в штативе бюретку (вместе с наконечником) титрованным 0,02 н. раствором NaOH. Установите уровень жидкости в бюретке на нулевом делении и снимите воронку. Наберите пипеткой 10 мл исследуемого (0,1 н.) раствора HCl, перенесите его в чистую коническую колбу, добавьте в него 2–3 капли раствора фенолфталеина. Подведите колбу с раствором кислоты под наконечник бюретки и подложите под нее лист белой бумаги.
Произведите титрование, приливая к кислоте по каплям и при постоянном перемешивании титрованный раствор щелочи из бюретки до тех пор, пока не появится не исчезающее при взбалтывании бледно-розовое окрашивание. Изменение окраски индикатора указывает на окончание реакции.
Отметьте объем щелочи, пошедшей на титрование. Титрование повторите три раза, начиная всегда отсчет объема щелочи с нулевого деления. Результаты титрований запишите по схеме:
| Титрование | Объем взятого раствора кислоты, мл | Объем титрованного раствора щелочи, мл | Среднее значение объема щелочи, мл |
| Первое | 10,0 | ||
| Второе | 10,0 | ||
| Третье | 10,0 |
Вычислите нормальность и титр раствора соляной кислоты, использую для расчетов формулы: V1 / V2 = Н2 / Н1 и Т к = Н к ∙МЭ к / 1000, где V1 и V2 – объемы (мл), затраченных на реакцию растворов, Н1 и Н2 – их нормальности (моль/л); Т к, Н к и МЭ к – титр, нормальность и молярная масса эквивалента кислоты соответственно.
Опыт 15. Определение карбонатной жесткости воды
Наполните бюретку титрованным 0,1 н. раствором HCl. Отмерьте 100 мл жесткой воды и перелейте ее в колбу для титрования, добавив туда 2–3 капли раствора метилового оранжевого.
Приливайте к жесткой воде (по каплям) титрованный раствор HCl до тех пор, пока от прибавления одной капли кислоты окраска не изменится от бледно-желтой до бледно-розовой. Изменение окраски указывает на момент достижения реакции:
Са(НСО3)2 + НСl →
Отметьте объем кислоты, потраченной на титрование. Повторите титрование три раза. Результаты титрований запишите по схеме:
| Титрование | Объем взятой жесткой воды, мл | Объем титрованного раствора НСl, мл | Среднее значение объема раствора НСl, мл |
| Первое | 100,0 | ||
| Второе | 100,0 | ||
| Третье | 100,0 |
Вычислите нормальность (моль/л) образца жесткой воды по формуле:
Н жест.в. = V к ∙ Н к / V жест.в., где Н жест.в. – нормальность образца воды (т.е. масса, соответствующая эквиваленту Са(НСО3)2 в 1 л воды), V к и Н к – объем (мл) и нормальность кислоты, затраченной на титрование жесткой воды, V жест.в. – объем (мл) титрованного образца воды.
Расчет карбонатной жесткости: Ж = Н жест.в. ∙ 1000, где Ж – жесткость образца жесткой воды, Н жест.в. – нормальность образца воды.
Контрольные задания
1. Сколько хлороводородной кислоты (пл. 1,19 г/мл) потребуется для получения 1,5 л 0,2 н. раствора?
2. Можно ли определить в какой из пробирок находятся растворы нитрата алюминия и гидроксида калия, не пользуясь другими реактивами? Написать уравнения?
3. С помощью какого одного реактива можно определить следующие соли: Na2CO3, Na2SO3, NaNO3. Составьте уравнения реакций в молекулярной и ионной форме.
4. Можно ли ион Cr3+ окислить в ион Cr2O72–, действуя ионом NO3–, что последний перешел в NO?
5. Вычислить произведение растворимости хромата серебра, зная, что в 100 мл насыщенного раствора содержится 0,002156 г хромата серебра.
6. Осуществить превращения по схеме и назвать вещества:
Ni → Ni(NO3)2 → Ni(OH)2 → (NiOH)2SO4 → Ni2SO4 → NiHSO4
7. Рассчитать объем воды и массу MgSO4∙7H2O для приготовления 440 г раствора с массовой долей растворенного вещества MgSO4 8%.
8. Закончить уравнения реакций:
a) B + HNO3(конц.) →
б) KI + H2O2 + H2SO4 →
в) KOH + P2O5 →
9. Составить уравнения химических реакций термического разложения NH4NO2 и NH4NO3, NH4Cl.
10. Осуществить превращения по схеме и назвать вещества:
Al(OH)3 → Na3[Al(OH)6] → Al(OH)3 → Al2O3 → Al2(SO4)3
11. При сгорании технической серы массой 10 г выделился газ, который поглотили 300 г раствора NaOH массовой долей 8%. Рассчитать массовую долю серы в исходном образце.
12. Закончить уравнения реакций:
a) Al + NaOH + H2O →
б) Fe(OH)2 + H2O2 →
в) FeSO4 + O2 + H2O →
13. Чем объясняется факт, что нерастворимые в воде PbCl2 и Pb(OH)2 растворяются соответственно в избытке конц. хлороводородной кислоты и щелочи? Написать соответствующие уравнения реакций.
14. Осуществить превращения по схеме и назвать вещества:
Al(OH)3 → Na3[Al(OH)6] → AlCl3 → Al → NaAlO2
15. Через раствор, содержащий 80 г NaOH, было пропущено 160 г оксида серы (IV). Какая соль, и какой массы образовалась?
16. Закончить уравнения реакций:
a) P + HNO3(конц.) →
б) PbO2 + H2O2 →
в) NO2 + Ba(OH)2 →
17. Осуществить превращения по схеме и назвать вещества:
Fe → FeCl2 → Fe(OH)2 → Fe(OH)3 → Fe(OH)SO4 → Fe2(SO4)3
18. К раствору массой 250 г с массовой долей растворенного вещества 32% прилили 250 мл воды. Рассчитать массовую долю растворенного вещества в растворе.
19. Закончить уравнения реакций:
a) KMnO4 + HCl →
б) FeS2 + O2 →
в) P + Mg →
20. С помощью уравнений реакций описать следующие процессы. На сплав Pd–Pt подействовали азотной кислотой. Образовавшийся раствор отфильтровали, а нерастворившийся осадок растворили в царской водке.
Пример. При нагревании смеси нитратов натрия и свинца образовался оксид свинца (II) массой 22,3 г и выделились газы объемом 6,72 л (н.у.). Рассчитайте массу смеси исходных веществ.
Решение
1) 2NaNO3 = 2NaNO2 + O2↑
2) 2Pb(NO3)2 = 2PbO + 4NO2↑ + O2↑
M(NaNO3) = 85 г/моль, M(Pb(NO3)2) = 332 г/моль
M(PbO) = 223 г/моль
υ (PbO) =22,3 / 223 =0,1 моль, υ (газов) = 6,72 / 22,4 = 0,3 моль, υ(Pb(NO3)2) = 0,1 моль или 0,1 • 332 = 33,2 г, υ(NO2 и O2) = 0,20 + 0,05 = 0,25 моль, υ (O2) = 0,30 – 0,25 = 0,05 моль, υ(O2) = 6,72/22,4 = 0,30 моль
Следовательно, в состав смеси входит 2 • 0,05 = 0,1 моль NaNO3 или 0,1 • 85 = 8,5 г
Общая масса смеси составит 33,2 + 8,5 = 41,7 г
Ответ: m(смеси) = 41,7 г
Дата публикования: 2014-11-04; Прочитано: 745 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
