Концентрированные растворы: HCl, H2SO4, Cl2∙aq (хлорная вода), Br2∙aq (бромная вода), CCl4, H2S, Hg2(NO3)2, NaOH, KIO3, K[I(I)2].

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 1

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Лабораторная работа 6. Химия элементов VIIA-группы (часть 1)

Оборудование, материалы и посуда: пробирки центрифужные, фарфоровые тигли, грушевидные колбы, газоотводные трубки, штатив, круглодонные колбы, склянки Страшейна, фильтровальная бумага, стеклянные палочки.

Реактивы

Концентрированные растворы: HCl, H₂SO₄, Cl₂∙aq (хлорная вода), Br₂∙aq (бромная вода), CCl₄, H₂S, Hg₂(NO₃)₂, NaOH, KIO₃, K[I(I)₂].

Разбавленные растворы: KI, NaBr, CuSO₄, H₂SO₄, H₂SO₄, NaCl, NaF, NaOH.

Твердые вещества: KMnO₄, K₂Cr₂O₇, MnO₂, NaCl, NaBr, KI, I₂.

Ход выполнения работы

6.1. Простые вещества

6.1.1. Получение простых веществ (Внимание, работать в вытяжном шкафу при включенной вентиляции!)

П₁. В пробирку шпателем насыпьте несколько кристалликов перманганата калия, прилейте 10 капель концентрированной соляной кислоты. Пробирку нагрейте. Отметьте его окраску выделяющегося газа. Фильтровальную бумагу смочите 1 каплей раствора иодида калия и поднесите к пробирке с выделяющимся газом. Как изменяется её окраска?

П₂. В пробирку шпателем насыпьте несколько кристалликов дихромата калия, прилейте 10 капель концентрированной соляной кислоты. Пробирку нагрейте. Наблюдается выделение газа. Отметьте его окраску. Фильтровальную бумагу смочите 1 каплей раствора иодида калия и поднесите к пробирке с выделяющимся газом. Как изменяется её окраска?

П₃. В пробирку шпателем насыпьте несколько кристалликов оксида марганца(IV) и твердого хлорида натрия, перемешайте встряхиванием. Прилейте 4 капли концентрированной серной кислоты и нагрейте. Наблюдайте выделение газа. Отметьте его окраску. Фильтровальную бумагу смочите 1 каплей раствора иодида калия и поднесите к пробирке с выделяющимся газом. Наблюдайте изменение окраски.

Установка 1 (У₁) (рис. 1). Твердые оксид марганца(IV) и бромид натрия перемешайте на часовом стекле и внесите в колбу. Прилейте в колбу 10 капель конц. серной кислоты и нагрейте. Наблюдайте выделение пара. Какого цвета пары брома? Пропустите пары в воду (используйте полученный раствор в опыте 6.1.2); отметьте окраску раствора.

Установка 2 (У₂) (рис. 2). Твердые оксид марганца(IV) и иодид натрия смешайте в фарфоровом тигле; прилейте в тигель 10 капель концентрированной серной кислоты и нагрейте. Наблюдайте выделение паров иода. Какого цвета пары иода? На тигель с выделяющимися парами иода установите круглодонную колбочку с холодной водой. На внешней поверхности круглодонной колбы наблюдайте рост кристаллов иода (используйте в 6.1.2); отметьте их окраску и вид.

Вопросы и задания. Что общего между реакциями, относящимися к п. 7.1.1? Рассчитайте разность стандартных потенциалов для соответствующих полуреакций. Соблюдается ли критерий протекания окислительно-восстановительных реакций в стандартных условиях? Почему рекомендовано использование твердых реагентов и концентрированных растворов кислот? Какова роль нагревания?

Рис. 1. Установка для получения брома и хлороводорода.	Рис. 2. Установка для получения иода.

6.1.2. Взаимодействие с водой

П₁. Измерьте рН хлорной воды (раствор хлора в воде).

П₂. Измерьте рН бромной воды (раствор брома в воде, см. 6.1.1, У₁).

П₃. В пробирку шпателем насыпьте несколько кристалликов дииода (полученного в опыте 6.1.1, У₂). Прилейте 5 капель воды. Наблюдается ли растворение иода в воде? Измерьте рН.

П₄. В пробирку П₃ прилейте по каплям раствор, содержащий иодид-ионы. Как меняется окраска раствора? Раствор используйте в п. 6.2.1.

Комментарии. Чем обусловлена кислотная среда растворов П₁ и П₂? Напишите уравнения протекающих реакций. Сравните протолитические свойства хлороводорода и хлорноватистой кислоты.

Какое вещество останется в растворе после 2–3 суток хранения хлорной воды в открытом сосуде? По результатам опытов сравните степень дисмутации простых веществ в воде и объясните, почему не идет реакция в П₃. Какова причина перехода иода в раствор в присутствии иодид-иона? Запишите уравнение реакции комплексообразования. Назовите растворимый продукт в П₄.

6.1.3. Растворимость в органическом растворителе

П₁. В пробирку с бромной водой (используйте раствор из опыта 6.1.2, П₂) прилейте 2 капли органического растворителя, не смешивающегося с водой. Встряхните. Какова окраска водной и органической фазы после отстаивания?

П₂. В пробирку с иодом и водой (см. опыт 6.1.2, П₃) прилейте 2 капли органического растворителя. Встряхните. Как меняется окраска водной и органической фазы после отстаивания?

Вопросы и задания. Сравните различное отношение диброма и дииода к воде и к органическому растворителю. Обратите внимание на различия в окраске органической фазы после экстракции (извлечения) галогенов из водной фазы в органическую.

Лабораторная работа 6. Химия элементов VIIA-группы (часть 2)

6.1.4. Окислительные свойства

П₁. В пробирку прилейте 5 капель хлорной воды, 2 капли раствора, содержащего бромид-ионы, и 2 капли органического растворителя, не смешивающегося с водой. Встряхните. Как меняется окраска водной и органической фазы после отстаивания реакционной смеси?

П₂. В пробирку прилейте 5 капель хлорной воды, 2 капли раствора, содержащего иодид-ионы, и 2 капли органического растворителя, не смешивающегося с водой. Встряхните. Как меняется окраска водной и органической фазы после отстаивания реакционной смеси?

П₃. В пробирку прилейте 5 капель бромной воды, 2 капли раствора, содержащего иодид-ионы, и 2 капли органического растворителя, не смешивающегося с водой. Встряхните. Как меняется окраска водной и органической фазы после отстаивания реакционной смеси?

Вопросы и задания. Какой продукт переходит в органическую фазу в каждом из рассмотренных случаев? Учтите, что органический растворитель не участвует в химической реакции. Сравните с результатами опыта 6.1.3. Как в ряду хлор – бром – иод меняются окислительные свойства дигалогенов? При ответе используйте значения стандартных потенциалов.

6.2. Галогениды

6.2.1. Получение (Внимание: работать в вытяжном шкафу при включенной вентиляции!)

Установка 1 (У₁) (см. занятие 13, рис. 1). В реакционную колбу внесите твердый хлорид натрия и 15 капель концентрированной серной кислоты. Нагрейте. Наблюдайте выделение газа. Пропустите газ через воду в сосуде-приемнике. Раствор используйте в опытах 6.2.1, П₁ и П₂.

П₁. К 5 каплям раствора (см. У₁) добавьте индикатор и измерьте рН.

П₂. К 5 каплям раствора (см. У₁) добавьте 2 капли раствора нитрата ди-ртути Hg₂(NO₃)₂. Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка.

П₃. К 4 каплям бромной воды прилейте по каплям сероводородную воду (до обесцвечивания). Нагрейте реакционную смесь. Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка. Раствор разделите на две порции и используйте в опытах П₄ и П₅.

П₄. Измерьте рН раствора, полученного в П₃.

П₅. К раствору (см. П₃) прилейте 2 капли раствора нитрата диртути Hg₂(NO₃)₂. Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка.

П₆. В пробирку внесите 5 капель «иодной воды» (см. опыт 6.1.2, П₄) добавьте по каплям сероводородную воду (до обесцвечивания).

Нагрейте до кипения. Наблюдайте выпадение осадка. Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка. Раствор разделите на две порции и используйте в опытах П₇ и П₈.

П₇. Измерьте рН раствора, полученного в П₆.

П₈. К раствору (см. П₆) прилейте 2 капли раствора соли свинца(II). Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка.

Вопросы и задания. Каков состав осадка и растворов в опытах П₃ и П₆; рН растворов галогеноводородов и тип среды в П₁, П₄ и П₇? Охарактеризуйте протолитические свойства галогеноводородов. Почему для получения бромоводорода и иодоводорода непригодны реакции, аналогичные использованной для хлороводорода (Установка 1)? Для ответа привлеките значения стандартных потенциалов и результаты опытов 7.2.2. Какими еще способами можно получить бромоводород и иодоводород в лаборатории? Каковы условия осаждения галогенидов ртути(I) и свинца(II) в П₂, П₅ и П₈ с учетом ПР?

6.2.2. Восстановительные свойства