1) Медният нитрат се калцинира, получената твърда утайка се разтваря в сярна киселина. През разтвора се пропуска сероводород, получената черна утайка се изпича и твърдият остатък се разтваря чрез нагряване в концентрирана азотна киселина.
2) Калциевият фосфат се слива с въглища и пясък, след което полученото просто вещество се изгаря в излишък от кислород, продуктът от горенето се разтваря в излишък от сода каустик. Към получения разтвор се добавя разтвор на бариев хлорид. Получената утайка се третира с излишък от фосфорна киселина.
| Покажи | |
|---|---|
Ca 3 (PO 4) 2 → P → P 2 O 5 → Na 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 → BaHPO 4 или Ba(H 2 PO 4) 2 Ca 3 (PO 4) 2 + 5C + 3SiO 2 → 3CaSiO 3 + 2P + 5CO |
|
3) Медта се разтваря в концентрирана азотна киселина, полученият газ се смесва с кислород и се разтваря във вода. В получения разтвор се разтваря цинков оксид, след което към разтвора се добавя голям излишък от разтвор на натриев хидроксид.
4) Сухият натриев хлорид се третира с концентрирана сярна киселина при слабо нагряване, полученият газ се прекарва в разтвор на бариев хидроксид. Към получения разтвор се добавя разтвор на калиев сулфат. Получената утайка се слива с въглища. Полученото вещество се третира със солна киселина.
5) Проба от алуминиев сулфид се третира със солна киселина. В същото време се отделя газ и се образува безцветен разтвор. Към получения разтвор се добавя разтвор на амоняк и газът се пропуска през разтвор на оловен нитрат. Получената утайка се третира с разтвор на водороден прекис.
| Покажи | |
|---|---|
Al(OH) 3 ←AlCl 3 ←Al 2 S 3 → H 2 S → PbS → PbSO 4 Al 2 S 3 + 6HCl → 3H 2 S + 2AlCl 3 |
|
6) Алуминиевият прах се смесва със серен прах, сместа се нагрява, полученото вещество се третира с вода, освобождава се газ и се образува утайка, към която се добавя излишък от разтвор на калиев хидроксид до пълно разтваряне. Този разтвор се изпарява и калцинира. Към полученото твърдо вещество се добавя излишък от разтвор на солна киселина.
7) Разтвор на калиев йодид се третира с разтвор на хлор. Получената утайка се третира с разтвор на натриев сулфит. Към получения разтвор първо се добавя разтвор на бариев хлорид и след отделяне на утайката се добавя разтвор на сребърен нитрат.
8) Сиво-зелен прах от хром (III) оксид се слива с излишък от алкали, полученото вещество се разтваря във вода, което води до тъмнозелен разтвор. Към получения алкален разтвор се добавя водороден пероксид. Резултатът е жълт разтвор, който става оранжев при добавяне на сярна киселина. Когато сероводородът премине през получения подкислен оранжев разтвор, той става мътен и отново става зелен.
| Покажи | |
|---|---|
Cr 2 O 3 → KCrO 2 → K → K 2 CrO 4 → K 2 Cr 2 O 7 → Cr 2 (SO 4) 3 Cr 2 O 3 + 2KOH → 2KCrO 2 + H 2 O |
|
9) Алуминият се разтваря в концентриран разтвор на калиев хидроксид. Въглеродният диоксид се пропуска през получения разтвор, докато утаяването спре. Утайката се филтрира и калцинира. Полученият твърд остатък се слива с натриев карбонат.
10) Силицият се разтваря в концентриран разтвор на калиев хидроксид. Към получения разтвор се добавя излишък от солна киселина. Мътният разтвор се нагрява. Получената утайка се филтрира и калцинира с калциев карбонат. Напишете уравненията за описаните реакции.
11) Меден (II) оксид се нагрява в поток от въглероден оксид. Полученото вещество се изгаря в хлорна атмосфера. Реакционният продукт се разтваря във вода. Полученият разтвор се разделя на две части. Към едната част се добавя разтвор на калиев йодид, а към втората - разтвор на сребърен нитрат. И в двата случая се наблюдава образуване на утайка. Напишете уравнения за четирите описани реакции.
12) Медният нитрат се калцинира, полученото твърдо вещество се разтваря в разредена сярна киселина. Разтворът на получената сол се подлага на електролиза. Веществото, освободено на катода, се разтваря в концентрирана азотна киселина. Разтварянето протича с освобождаване на кафяв газ. Напишете уравнения за четирите описани реакции.
13) Желязото е изгорено в хлорна атмосфера. Полученото вещество се третира с излишък от разтвор на натриев хидроксид. Образува се кафява утайка, която се филтрира и калцинира. Остатъкът след калциниране се разтваря в йодоводородна киселина. Напишете уравнения за четирите описани реакции.
14) Алуминиев метален прах се смесва с твърд йод и се добавят няколко капки вода. Към получената сол се добавя разтвор на натриев хидроксид, докато се образува утайка. Получената утайка се разтваря в солна киселина. При последващо добавяне на разтвор на натриев карбонат отново се наблюдава утаяване. Напишете уравнения за четирите описани реакции.
15) В резултат на непълно изгаряне на въглища се получава газ, в потока на който се нагрява железен (III) оксид. Полученото вещество се разтваря в гореща концентрирана сярна киселина. Полученият солен разтвор се подлага на електролиза. Напишете уравнения за четирите описани реакции.
16) Определено количество цинков сулфид беше разделено на две части. Единият от тях е обработен с азотна киселина, а другият е изстрелян във въздуха. При взаимодействието на отделените газове се образува просто вещество. Това вещество се нагрява с концентрирана азотна киселина и се отделя кафяв газ. Напишете уравнения за четирите описани реакции.
17) Калиевият хлорат се нагрява в присъствието на катализатор и се отделя безцветен газ. Чрез изгаряне на желязо в атмосфера на този газ се получава железен оксид. Той се разтваря в излишък от солна киселина. Към получения разтвор се добавя разтвор, съдържащ натриев дихромат и солна киселина.
| Покажи | |
|---|---|
1) 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2 2) ЗFe + 2O 2 → Fe 3 O 4 3) Fe 3 O 4 + 8НІ → FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O 4) 6 FeCl 2 + Na 2 Cr 2 O 7 + 14 HCI → 6 FeCl 3 + 2 CrCl 3 + 2NaCl + 7H 2 O 18) Желязото е изгорено в хлор. Получената сол се добавя към разтвора на натриев карбонат и се образува кафява утайка. Тази утайка се филтрира и калцинира. Полученото вещество се разтваря в йодоводородна киселина. Напишете уравнения за четирите описани реакции. 1) 2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3 2)2FeCl 3 +3Na 2 CO 3 →2Fe(OH) 3 +6NaCl+3CO 2 3) 2Fe(OH)3Fe2O3 + 3H2O 4) Fe 2 O 3 + 6HI → 2FeI 2 + I 2 + 3H 2 O |
|
19) Разтвор на калиев йодид се третира с излишък от хлорна вода и първо се наблюдава образуването на утайка, а след това пълното й разтваряне. Получената йодсъдържаща киселина се изолира от разтвора, изсушава се и внимателно се нагрява. Полученият оксид реагира с въглероден оксид. Запишете уравненията за описаните реакции.
20) Хром(III) сулфид на прах се разтваря в сярна киселина. В същото време се отделя газ и се образува оцветен разтвор. Към получения разтвор се добавя излишък от разтвор на амоняк и газът се пропуска през оловен нитрат. Получената черна утайка става бяла след третиране с водороден прекис. Запишете уравненията за описаните реакции.
21) Алуминиевият прах се нагрява със серен прах и полученото вещество се третира с вода. Получената утайка се третира с излишък от концентриран разтвор на калиев хидроксид, докато се разтвори напълно. Към получения разтвор се добавя разтвор на алуминиев хлорид и отново се наблюдава образуването на бяла утайка. Запишете уравненията за описаните реакции.
22) Калиевият нитрат се нагрява с олово на прах, докато реакцията спре. Сместа от продукти се третира с вода и след това полученият разтвор се филтрува. Филтратът се подкислява със сярна киселина и се третира с калиев йодид. Изолираното просто вещество се нагрява с концентрирана азотна киселина. Червеният фосфор се изгаря в атмосферата на получения кафяв газ. Запишете уравненията за описаните реакции.
23) Медта се разтваря в разредена азотна киселина. Към получения разтвор се добавя излишък от разтвор на амоняк, като се наблюдава първо образуването на утайка и след това пълното й разтваряне с образуването на тъмносин разтвор. Полученият разтвор се третира със сярна киселина до появата на характерния син цвят на медните соли. Запишете уравненията за описаните реакции.
| Покажи | |
|---|---|
1)3Cu+8HNO 3 →3Cu(NO 3) 2 +2NO+4H 2 O 2)Cu(NO 3) 2 +2NH 3 H 2 O→Cu(OH) 2 + 2NH 4 NO 3 3)Cu(OH) 2 +4NH 3 H 2 O → (OH) 2 + 4H 2 O 4)(OH) 2 +3H 2 SO 4 → CuSO 4 +2(NH 4) 2 SO 4 + 2H 2 O |
|
24) Магнезият се разтваря в разредена азотна киселина и не се наблюдава отделяне на газ. Полученият разтвор се третира с излишък от разтвор на калиев хидроксид при нагряване. Отделеният газ се изгаря в кислород. Запишете уравненията за описаните реакции.
25) Смес от калиев нитрит и амониев хлорид на прах се разтваря във вода и разтворът се нагрява леко. Отделеният газ реагира с магнезий. Реакционният продукт се добавя към излишък от разтвор на солна киселина и не се наблюдава отделяне на газ. Получената магнезиева сол в разтвор се третира с натриев карбонат. Запишете уравненията за описаните реакции.
26) Алуминиевият оксид беше слят с натриев хидроксид. Реакционният продукт се добавя към разтвор на амониев хлорид. Отделеният газ с остра миризма се абсорбира от сярна киселина. Получената средна сол се калцинира. Запишете уравненията за описаните реакции.
27) Хлорът реагира с горещ разтвор на калиев хидроксид. Когато разтворът се охлади, се утаяват кристали от бертолетовата сол. Получените кристали се добавят към разтвор на солна киселина. Полученото просто вещество реагира с метално желязо. Реакционният продукт се нагрява с нова порция желязо. Запишете уравненията за описаните реакции.
28) Медта се разтваря в концентрирана азотна киселина. Към получения разтвор се добавя излишък от разтвор на амоняк, като се наблюдава първо образуването на утайка и след това пълното й разтваряне. Полученият разтвор се третира с излишък от солна киселина. Запишете уравненията за описаните реакции.
29) Желязото се разтваря в гореща концентрирана сярна киселина. Получената сол се третира с излишък от разтвор на натриев хидроксид. Образуваната кафява утайка се филтрира и калцинира. Полученото вещество беше слято с желязо. Напишете уравнения за четирите описани реакции.
30) В резултат на непълно изгаряне на въглища се получава газ, в потока на който се нагрява железен (III) оксид. Полученото вещество се разтваря в гореща концентрирана сярна киселина. Полученият солен разтвор се третира с излишък от разтвор на калиев сулфид.
31) Определено количество цинков сулфид беше разделено на две части. Едната от тях е обработена със солна киселина, а другата е изстреляна във въздуха. При взаимодействието на отделените газове се образува просто вещество. Това вещество се нагрява с концентрирана азотна киселина и се отделя кафяв газ.
32) Сярата беше слята с желязо. Реакционният продукт се третира със солна киселина. Освободеният газ се изгаря в излишък на кислород. Продуктите от горенето се абсорбират от воден разтвор на железен (III) сулфат.
Предложеният материал представя методически разработки на практическа работа за 9 клас: „Решаване на експериментални задачи по темата „Азот и фосфор“, „Определяне на минерални торове“, както и лабораторни експерименти по темата „Обменни реакции между електролитни разтвори“.
Обменни реакции между електролитни разтвори
Методическата разработка се състои от три части: теория, семинар, контрол. Теоретичната част предоставя някои примери за молекулни, пълни и съкратени йонни уравнения на химични реакции, протичащи с образуването на утайка, леко дисоцииращо вещество и отделянето на газ. Практическата част съдържа задачи и препоръки към учениците за провеждане на лабораторни опити. Контролът се състои от тестови задачи с избор на верен отговор.
Теория
1. Реакции, водещи до образуване на утайка.
а) Когато меден (II) сулфат реагира с натриев хидроксид, се образува синя утайка от меден (II) хидроксид.
CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4.
Cu 2+ + + 2Na + + 2OH – = Cu(OH) 2 + 2Na + + ,
Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2.
б) Когато бариевият хлорид реагира с натриев сулфат, се утаява бяла млечна утайка от бариев сулфат.
Молекулно уравнение на химична реакция:
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = 2NaCl + BaSO 4.
Пълни и съкратени уравнения на йонна реакция:
Ba 2+ + 2Cl – + 2Na + + = 2Na + + 2Cl – + BaSO 4,
Ba 2+ + = BaSO 4 .
2.
При взаимодействие на натриев карбонат или бикарбонат (сода за хляб) със солна или друга разтворима киселина се наблюдава кипене или интензивно отделяне на газови мехурчета. Това освобождава въглероден диоксид CO 2, причинявайки помътняване на бистрия разтвор на варовита вода (калциев хидроксид). Варовитата вода става мътна, защото... се образува неразтворим калциев карбонат.
а) Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2;
b) NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2 + H2O;
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O.
а) 2Na + + + 2H + + 2Cl – = 2Na + + 2Cl – + CO 2 + H 2 O,
2H+ = CO2 + H2O;
б) Na + + + H + + Cl – = Na + + Cl – + CO 2 + H 2 O,
H + = CO 2 + H 2 O.
3. Реакции, протичащи с образуването на леко дисоцииращо вещество.
Когато натриевият или калиевият хидроксид реагира със солна киселина или други разтворими киселини в присъствието на индикатора фенолфталеин, алкалният разтвор става безцветен и в резултат на реакцията на неутрализация се образува ниско дисоцииращо вещество H 2 O.
Молекулни уравнения на химичните реакции:
а) NaOH + HCl = NaCl + H 2 O;
в) 3KOH + H3PO4 = K3PO4 + 3H2O.
Пълни и съкратени уравнения на йонна реакция:
а) Na + + OH – + H + + Cl – = Na + + Cl – + H 2 O,
OH – + H + = H 2 O;
б) 2Na + + 2OH – + 2H + + = 2Na + + + 2H 2 O,
2OH – + 2H + = 2H 2 O;
в) 3K + + 3OH – +3H + + = 3K + + + 3H 2 O,
3OH – + 3H + = 3H 2 O.
Работилница
1. Обменни реакции между електролитни разтвори, водещи до образуване на утайка.
а) Проведете реакция между разтвори на меден (II) сулфат и натриев хидроксид. Напишете молекулни, пълни и съкратени йонни уравнения на химични реакции, отбележете признаците на химична реакция.
б) Проведете реакция между разтвори на бариев хлорид и натриев сулфат. Напишете молекулни, пълни и съкратени йонни уравнения на химични реакции, отбележете признаците на химична реакция.
2. Реакции, които включват отделяне на газ.
Провеждайте реакции между разтвори на натриев карбонат или натриев бикарбонат (сода за хляб) със солна или друга разтворима киселина. Прекарайте освободения газ (използвайки изходна тръба за газ) през чиста варовита вода, налята в друга епруветка, докато стане мътна. Напишете молекулярни, пълни и съкратени йонни уравнения на химичните реакции, отбележете признаците на тези реакции.
3. Реакции, протичащи с образуването на леко дисоцииращо вещество.
Извършете реакции на неутрализация между основа (NaOH или KOH) и киселина (HCl, HNO 3 или H 2 SO 4), след поставяне на фенолфталеин в алкалния разтвор. Отбележете наблюденията и напишете молекулни, пълни и съкратени йонни уравнения за химични реакции.
Знаци, придружаващи тези реакции, могат да бъдат избрани от следния списък:
1) освобождаване на газови мехурчета; 2) утаяване; 3) появата на миризма; 4) разтваряне на утайката; 5) отделяне на топлина; 6) промяна в цвета на разтвора.
Контрол (тест)
1. Йонното уравнение за реакцията, която произвежда синята утайка е:
а) Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2;
в) Fe 3+ + 3OH – = Fe(OH) 3;
г) Al 3+ + 3OH – = Al(OH) 3.
2. Йонното уравнение за реакцията, при която се отделя въглероден диоксид, е:
а) CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca 2+ +;
b) 2H + + SO 2-3 = H 2 O + SO 2;
c) CO 2-3 + 2H + = CO 2 + H 2 O;
г) 2H + + 2OH – = 2H 2 O.
3. Йонното уравнение за реакцията, при която се образува слабо дисоцииращо вещество, е:
а) Ag + + Cl – = AgCl;
б) OH – + H + = H 2 O;
c) Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2;
г) Fe 3+ + 3OH – = Fe(OH) 3.
4. Йонното уравнение за реакцията, която произвежда бялата утайка е:
а) Cu 2+ + 2OH – = Cu(OH) 2;
b) CuO + 2H + = Cu 2+ + H 2 O;
в) Fe 3+ + 3OH – = Fe(OH) 3;
г) Ba 2+ + SO 2- 4 = BaSO 4 .
5. Молекулното уравнение, което съответства на съкратеното йонно уравнение за реакцията 3OH – + 3H + = 3H 2 O е:
а) NaOH + HCl = NaCl + H 2 O;
b) 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O;
c) 3KOH + H3PO4 = K3PO4 + 3H2O;
г) Ba(OH) 2 + 2HCl = BaCl 2 + H 2 O.
6. Молекулно уравнение, което съответства на съкратеното уравнение на йонната реакция
H + + = H 2 O + CO 2 , –
а) MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + CO 2 + H 2 O;
b) Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + H 2 O;
c) NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2 + H2O;
г) Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O.
| Отговори. 1 -А; 2 -V; 3 -b; 4 -G; 5 -V; 6 -В. |
Решаване на експериментални задачи по темата „Азот и фосфор“
При изучаването на нов материал по темата „Азот и фосфор“ учениците извършват серия от експерименти, свързани с производството на амоняк, определянето на нитрати, фосфати и амониеви соли и придобиват определени умения и способности. Тази методическа разработка съдържа шест задачи. За изпълнение на практическата работа са достатъчни три задачи: една за получаване на вещество, две за разпознаване на вещества. При извършване на практическа работа на учениците могат да се предлагат задачи във форма, която ще ги улесни при подготовката на доклад (виж задачи 1, 2). (Отговорите са дадени за учителя.)
Упражнение 1
Получете амоняк и експериментално докажете наличието му.
а) Производство на амоняк.
Загрейте смес от равни обемни части от твърд амониев хлорид и калциев хидроксид на прах в епруветка с изходна тръба за газ. В този случай ще се отдели амоняк, който трябва да се събере в друга суха епруветка, разположена с отвор ............ ( Защо?).
Напишете уравнението на реакцията за получаване на амоняк.
…………………………………………………..
б) Определяне на амоняк.
Може да се разпознае по миризма………… (име на веществото), както и чрез промени в цвета на лакмус или фенолфталеин. При разтваряне на амоняк във вода се образува ....... (име на базата), така че лакмусът...... (посочете цвят), а безцветният фенолфталеин става …………. (посочете цвят).
Вместо точки вмъкнете думи според значението им. Напишете уравнението на реакцията.
…………………………………………………..
* Амоняк, воден разтвор на амоняк, мирише на амоняк. – Забележка изд.
Задача 2
Пригответе меден нитрат по два различни начина, като разполагате със следните вещества: концентрирана азотна киселина, медни стърготини, меден (II) сулфат, натриев хидроксид. Напишете уравнения за химични реакции в молекулна форма и отбележете промените. В метод 1, за редокс реакция, напишете уравнения за електронен баланс, определете окислителя и редуциращия агент. В метод 2 напишете съкратени уравнения на йонна реакция.
1-ви s p o s o b. Мед + азотна киселина. Загрейте леко съдържанието на епруветката. Безцветният разтвор става... (посочете цвят), защото е формиран….. (име на веществото); отделя се газ……..оцветен с неприятна миризма, това е……. (име на веществото).
2-ри s p o s o b. Когато медният (II) сулфат реагира с натриев хидроксид, се получава утайка с ..... цвят, това е ...... (име на веществото). Добавете азотна киселина към нея, докато утайката се разтвори напълно......... (име на утайката). Образува се бистър син разтвор...... (име на сол).
Задача 3
Докажете експериментално, че амониевият сулфат съдържа NH 4 + и SO 2-4 йони. Отбележете наблюденията и напишете молекулярни и съкратени йонни уравнения за реакциите.
Задача 4
Как експериментално да се определи наличието на разтвори на натриев ортофосфат, натриев хлорид, натриев нитрат в епруветки № 1, № 2, № 3? Отбележете наблюденията и напишете молекулярни и съкратени йонни уравнения за реакциите.
Задача 5
Имайки следните вещества: азотна киселина, медни стърготини или тел, универсална индикаторна хартия или метилоранж, докажете експериментално състава на азотната киселина. Напишете уравнението за дисоциацията на азотна киселина; молекулярно уравнение за реакцията на мед с концентрирана азотна киселина и уравнения на електронен баланс, идентифицирайте окислителя и редуциращия агент.
Задача 6
Пригответе разтвор на меден нитрат по различни начини, като имате веществата: азотна киселина, меден оксид, основен меден карбонат или хидроксимеден (II) карбонат. Напишете молекулни, пълни и съкратени йонни уравнения за химични реакции. Обърнете внимание на признаци на химични реакции.
Бенчмарк тестове
1. Дайте уравнението на реакцията, където се образува жълта утайка.
2. Йонното уравнение на реакцията, при която се образува бялата сиренеста утайка е:
3. За да докажете наличието на нитратен йон в нитратите, трябва да вземете:
а) солна киселина и цинк;
б) сярна киселина и натриев хлорид;
в) сярна киселина и мед.
4. Реагентът за хлоридния йон е:
а) мед и сярна киселина;
б) сребърен нитрат;
в) бариев хлорид.
5. В уравнението на реакцията, чиято диаграма
HNO 3 + Cu -> Cu(NO 3) 2 + NO 2 + H 2 O,
Преди окислителя трябва да поставите коефициента:
а) 2; б) 4; на 6.
6. Основните и киселинните соли съответстват на двойките:
а) Cu(OH)2, Mg(HCO3)2;
b) Cu(NO3)2, HNO3;
в) 2 CO 3, Ca(HCO 3) 2.
|
Отговори. 1 -А; 2 -b; 3 -V; 4 -b; 5 -b; 6 -В. |
Определяне на минерални торове
Методическата разработка на тази практическа работа се състои от три части: теория, семинар, контрол. Теоретичната част предоставя обща информация за качественото определяне на катиони и аниони, включени в минералните торове. В семинара са дадени примери за седем минерални тора с описание на техните характерни свойства, а също така са дадени уравнения за качествени реакции. В текста, вместо точки и въпросителни знаци, трябва да вмъкнете отговори, които са подходящи по смисъл. За да завършите практическата работа по преценка на учителя, достатъчно е да вземете четири тора. Проверката на знанията на учениците се състои от тестови задачи за определяне на формули на торове, които са дадени в тази практическа работа.
Теория
1. Реагентът за хлоридния йон е сребърен нитрат. Реакцията протича с образуването на бяла сиренеста утайка:
Ag + + Cl – = AgCl.
2. Амониевият йон може да бъде открит с помощта на алкали. Когато разтвор на амониева сол се нагрява с алкален разтвор, се отделя амоняк, който има остър характерен мирис:
NH + 4 + OH – = NH 3 + H 2 O.
Можете също да използвате червена лакмусова хартия, навлажнена с вода, универсален индикатор или лента от фенолфталеинова хартия за определяне на амониевия йон. Парчето хартия трябва да се държи над изпаренията, отделяни от епруветката. Червеният лакмус става син, универсалният индикатор става лилав, а фенолфталеинът става пурпурен.
3. За да се определят нитратните йони, към солевия разтвор се добавят медни стърготини или парчета, след което се добавя концентрирана сярна киселина и се нагрява. След известно време започва да се отделя кафяв газ с неприятна миризма. Освобождаването на кафяв газ NO2 показва наличието на йони.
Например:
NaNO 3 + H 2 SO 4 NaHSO 4 + HNO 3,
4HNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.
4. Реагентът за фосфатния йон е сребърен нитрат. Когато се добави към фосфатен разтвор, се утаява жълта утайка от сребърен фосфат:
3Ag + + PO 3- 4 = Ag 3 PO 4.
5. Реагентът за сулфатен йон е бариев хлорид. Бяла млечна утайка от бариев сулфат, неразтворима в оцетна киселина, се утаява:
Ba 2+ + SO 2- 4 = BaSO 4 .
Работилница
1. Силвинит (NaCl KCl), розови кристали, добра разтворимост във вода. Пламъкът става жълт. При гледане на пламъка през синьо стъкло се забелязва виолетов цвят. С …….. (име на реагента)дава бяла утайка...... (име на сол).
KCl + ? -> KNO 3 + AgCl.
2. Амониев нитрат NH 4 NO 3, или…….. (име на тора), бели кристали, силно разтворими във вода. Кафявият газ се отделя със сярна киселина и мед... (име на веществото). С решение……. (име на реагента)При нагряване се усеща миризмата на амоняк, неговите пари превръщат червения лакмус в....... цвят.
NH 4 NO 3 + H 2 SO 4 NH 4 HSO 4 + HNO 3,
HNO 3 + Cu -> Cu(NO 3) 2 + ? + ? .
NH4NO3+? -> NH3 + H2O + NaNO3.
3. Калиев нитрат (KNO 3), или…… (име на тора), с H 2 SO 4 и ……… (име на веществото)произвежда кафяв газ. Пламъкът става лилав.
KNO 3 + H 2 SO 4 KHSO 4 + HNO 3,
4HNO3+? -> Cu(NO 3) 2 + ? + 2Н 2 О.
4. Амониев хлорид NH 4 Cl с разтвор……. (име на реагента)При нагряване образува амоняк, изпаренията му стават червени лакмусови сини. С …… (име на анионния реагент)среброто дава бяла сиренеста утайка...... (име на утайката).
NH4CI+? = NH 4 NO 3 + AgCl,
NH4CI+? = NH3 + H2O + NaCl.
5. При нагряване амониевият сулфат (NH 4) 2 SO 4 с алкален разтвор образува амоняк; неговите пари стават червени лакмусово сини. С …….. (име на реагента)дава бяла млечна утайка......... (име на утайката).
(NH 4) 2 SO 4 + 2NaOH = 2NH 3 + 2H 2 O +? ,
(NH4)2SO4+? -> NH4Cl+? .
6. Натриев нитрат NaNO 3, или…… (име на тора), бели кристали, добра разтворимост във вода, произвежда кафяв газ с H 2 SO 4 и Cu. Пламъкът става жълт.
NaNO 3 + H 2 SO 4 NaHSO 4 + ? ,
Cu -> Cu(NO 3) 2 + ? + 2Н 2 О.
7. Калциев дихидроген фосфат Ca(H 2 PO 4) 2, или…… (име на тора), сив финозърнест прах или гранули, слабо разтворими във вода, с ..... (име на реагента)дава ….. (посочете цвета) утайка ……… (име на веществото) AgH 2 PO 4.
Ca(H2PO4)2+? -> 2AgH 2 PO 4 + Ca(NO 3) 2.
Контрол (тест)
1. Розови кристали, силно разтворими във вода, оцветяват пламъка в жълто; при взаимодействие с AgNO 3 се образува бяла утайка - това е:
а) Ca(H2PO4)2; b) NaCl KCl;
в) KNO 3; г) NH4Cl.
2. Кристалите са силно разтворими във вода; при реакция с H 2 SO 4 и мед се отделя кафяв газ; с алкален разтвор, когато се нагрява, той произвежда амоняк, чиито пари стават червени лакмусови сини - това е:
а) NaNO3; b) (NH4)2SO4;
c) NH4NO3; г) KNO 3.
3. Леки кристали, силно разтворими във вода; при взаимодействие с H 2 SO 4 и Cu се отделя кафяв газ; пламъкът става лилав - това е:
а) KNO 3; b) NH4H2PO4;
c) Ca(H2PO4)2CaSO4; г) NH4NO3.
4. Кристалите са силно разтворими във вода; със сребърен нитрат дава бяла утайка, с алкали при нагряване дава амоняк, чиито пари оцветяват червено лакмусово синьо - това е:
а) (NH4)2SO4; b) NH4H2PO4;
c) NaCl KCl; г) NH4Cl.
5. Леки кристали, силно разтворими във вода; с BaCl 2 дава бяла млечна утайка, с алкали дава амоняк, чиито пари оцветяват червения лакмус в синьо - това е:
c) NH4CI; г) NH4H2PO4.
6. Леки кристали, силно разтворими във вода; когато взаимодейства с H 2 SO 4 и Cu, той произвежда кафяв газ, пламъкът става жълт - това е:
а) NH4NO3; b) (NH4)2SO4;
в) KNO 3; г) NaNO3.
7. Сив финозърнест прах или гранули, разтворимост във вода е лоша, с разтвор на сребърен нитрат дава жълта утайка - това е:
а) (NH4)2SO4; b) NaCl KCl;
c) Ca(H2PO4)2; г) KNO 3.
| Отговори. 1 -b; 2 -V; 3 -А; 4 -G; 5 -b; 6 -G; 7 -В. |
- Предпоставка за усвояване на материала са задачите за самопроверка, към всеки раздел са приложени тестови задачи по разгледаните теми, които трябва да бъдат решени.
- След като решите всички задачи от раздела, ще видите резултата си и ще можете да разгледате отговорите на всички примери, което ще ви помогне да разберете какви грешки сте допуснали и къде трябва да затвърдите знанията си!
- Тестът се състои от 10 теста от задача 8, част 1 от Единния държавен изпит, отговорите са произволно смесени и взети от създадената от нас база данни с въпроси!
- Опитайте се да получите над 90% верни отговори, за да сте уверени в знанията си!
- Използвайте само референтния материал по-долу, ако искате да проверите запазването на материала!
- След като преминете теста, вижте отговорите на въпросите, където сте допуснали грешки и затвърдете материала, преди да го вземете отново!
Ако учите с преподавател, напишете истинското си име в началото на теста! Разчитайки на вашето име, преподавателят ще намери теста, който сте преминали, ще разгледа грешките ви и ще вземе предвид пропуските ви, за да ги запълни в бъдеще!
Справочен материал за полагане на теста:
Менделеевата таблица
Таблица за разтворимост
Видове въпроси, които се появяват в този тест (можете да видите отговорите на въпросите и пълните условия на задачите, като попълните теста по-горе до края. Препоръчваме ви да разгледате как да решите тези въпроси в нашия):
- Разтвор на вещество Y беше добавен в епруветка с разтвор на сол X. В резултат на това се получи реакция, която се описва със съкратеното йонно уравнение ____. От предложения списък изберете вещества X и Y, които могат да влязат в описаната реакция.
- В епруветка с разтвор на сол X се добавя разтвор на вещество Y. В резултат на реакцията се образува бяла утайка. От предложения списък изберете вещества X и Y, които могат да влязат в описаната реакция.
- Разтвор на вещество Y беше добавен в епруветка с разтвор на калиева сол X. В резултат на това се получи реакция, която се описва със следното съкратено йонно уравнение: ____. От предложения списък изберете вещества X и Y, които могат да влязат в описаната реакция.
- В епруветка с разтвор на сол X се добавя разтвор на вещество Y. В резултат на реакцията се наблюдава отделяне на безцветен газ. От предложения списък изберете вещества X и Y, които могат да влязат в описаната реакция.
- Разтвор на киселина Y беше добавен в епруветка, съдържаща разтвор на вещество X. В резултат на това се получи реакция, която се описва със следното съкратено йонно уравнение: ____. От предложения списък изберете вещества X и Y, които могат да влязат в описаната реакция.
- Разтвор на сол Y се добавя към епруветка, съдържаща разтвор на вещество X. В резултат на реакцията се образува синя утайка. От предложения списък изберете вещества X и Y, които могат да влязат в описаната реакция.
- Разтвор на вещество Y се добавя към епруветка, съдържаща неразтворимо във вода твърдо вещество X. В резултат на реакцията твърдото вещество се разтваря без отделяне на газ. От предложения списък изберете вещества X и Y, които могат да влязат в описаната реакция.
- Разтвор на сол Y беше добавен в епруветка, съдържаща разтвор на вещество X. В резултат на това се получи реакция, която се описва със следното съкратено йонно уравнение: ____. От предложения списък изберете вещества X и Y, които могат да влязат в описаната реакция.
- Разтвор на сол Y се добавя към епруветка, съдържаща разтвор на вещество X. В резултат на реакцията се образува кафява утайка. От предложения списък изберете вещества X и Y, които могат да влязат в описаната реакция.
- Разтвор на веществото Y се добавя към епруветка с разтвор на киселина X. В резултат се получава реакция, която се описва със следното съкратено йонно уравнение. От предложения списък изберете вещества X и Y, които могат да влязат в описаната реакция.
Безцветно ярко синьо
Аналитични характеристики на веществата и аналитични реакции
Когато извършвате качествен и количествен анализ, използвайте аналитични характеристики на веществата и аналитични реакции.
Аналитични характеристики – такива свойства на анализираното вещество или продуктите от неговата трансформация, които позволяват да се прецени наличието на определени компоненти в него. Характерни аналитични характеристики -цвят, мирис, ъгъл на въртене на равнината на поляризация на светлината, радиоактивност, способност за взаимодействие с електромагнитно излъчване (например наличието на характерни ивици в спектрите на инфрачервена абсорбция или максимуми в спектрите на абсорбция във видимата и UV област на спектъра) и др.
Аналитична реакция - химическа трансформация на анализираното вещество под действието на аналитичен реагент с образуването на продукти със забележими аналитични характеристики. Като аналитични реакции най-често използваните реакции са образуването на оцветени съединения, отделянето или разтварянето на утайки, газове, образуването на кристали с характерна форма, оцветяването на пламъка на газовата горелка, образуването на съединения, които луминесцират в разтвори и т.н. Резултатите от аналитичните реакции се влияят от температурата, концентрацията на разтворите, pH на средата, присъствието на други вещества (пречещи, маскиращи, катализиращи процеси) и др.
Нека илюстрираме казаното с няколко примера.
Образуване на оцветени съединения.Медни йони Cu 2+ във водни разтвори, в които съществуват под формата на почти безцветни (бледосинкави) водни комплекси 2+ , когато взаимодействат с амоняк, те образуват разтворим комплекс (амоняк 2+) с ярко синьо-син цвят, оцветявайки разтвора в същия цвят:
2+ + 4NH 3 = 2+ + П H 2 O
С помощта на тази реакция е възможно да се идентифицират (открият) медни йони Cu 2+ във водни разтвори.
Ако водният разтвор съдържа безцветни (бледожълти) йони на ферижелязо Fe 3+ (също под формата на 3+ аква комплекс), тогава с въвеждането на тиоцианатни йони (роданидни йони) NCS – , разтворът става интензивно оцветен поради образуването на 3– комплекси нЧервен:
3+ + П NCS – = 3– н + П H 2 O
Където П < или = 6. При этом, в зависимости от отношения концентраций 3+ и NCS – , образуется равновесная смесь комплексов с П= 1; 2; 3; 4; 5; 6. Всички са боядисани в червено. Тази реакция се използва за откриване (откриване) на железни (III) йони.
Обърнете внимание, че отделните многозарядни йони, например Cu 2+, Fe 2+, Fe 3+, Co 3+, Ni 2+ и т.н., както и водородните йони H + (т.е. протоните – ядрата на водородния атом) не могат да съществуват във водни разтвори при нормални условия, тъй като те са термодинамично нестабилни и взаимодействат с водни молекули или други частици, за да образуват водни комплекси (или комплекси с различен състав):
М m + + n H 2 O = [M(H 2 O) n ] m+(аква комплекс)
H+ + H 2 O = H 3 O + (хидрониев йон)
В бъдеще, за краткост, в химичните уравнения няма винаги да посочваме водните молекули, които са част от аква комплексите, като помним обаче, че всъщност съответните аква комплекси, а не „голи“ катиони на метали или водород, участват в реакции в разтвори. Така че за простота ще напишем H +, Cu 2+, Fe 2+ и т.н. вместо по-правилното H 3 O + , 2+, 3+, съответно и т.н.
Освобождаване или разтваряне на утайки. Ba 2+ йони, присъстващи във воден разтвор, могат да бъдат утаени чрез добавяне на разтвор, съдържащ SO 4 2+ сулфатни йони под формата на леко разтворима бяла утайка от бариев сулфат:
Ba 2+ + SO 4 2+ = BaSO 4. ↓(бяла утайка)
Подобна картина се наблюдава при утаяването на калциеви йони Ca 2+ от разтворими карбонати:
Ca 2+ + CO 3 2– → CaCO 3 ↓(бяла утайка)
Бялата утайка от калциев карбонат се разтваря под действието на киселини по схемата:
CaCO 3 + 2HC1 → CaC1 2 + CO 2 + H 2 O
Това освобождава газ въглероден диоксид.
Хлороплатинатните йони 2– образуват жълти утайки, когато се добави разтвор, съдържащ калиев K + или амониеви катиони NH +. Ако разтвор на натриев хлороплатинат Na 2 (тази сол е доста разтворима във вода) се третира с разтвор на калиев хлорид KCl или амониев хлорид NH 4 C1, тогава изпадат жълти утайки от калиев хексахлороплатинат K 2 или амониев (NH 4) 2 , съответно (тези соли са слабо разтворими във вода):
Na 2 + 2KS1 → K 2 ↓ +2NaCl
Na 2 + 3 NH 4 C1 → (NH 4) 2 ↓ +2NaCl
Реакции, при които се отделят газове(газоотделящреакции). Реакцията на разтваряне на калциев карбонат в киселини, при която се отделя газообразен въглероден диоксид, вече е описана по-горе. Нека посочим и някои реакции, отделящи газ.
Ако се добави алкал към разтвор на каквато и да е амониева сол, се отделя газ амоняк, който може лесно да се определи по миризмата или по синьото на мокра червена лакмусова хартия:
NH 4 + + OH – = NH 3 H 2 0 → NH 3 + H 2 0
Тази реакция се използва както при качествен, така и при количествен анализ.
Сулфидите, когато са изложени на киселини, отделят газ сероводород:
S 2– + 2H + → H 2 S
което лесно се забелязва по специфичната миризма на развалени яйца.
Образуване на характерни кристали(микрокристалоскопски реакции). Натриевите йони Na + в капка разтвор, когато взаимодействат с хексахидроксостибат(V)-йони, образуват бели кристали на натриев хексахидроксостибат(V) Na с характерната форма:
Na + + -- = Na
Формата на кристалите е ясно видима при изследването им под микроскоп. Тази реакция понякога се използва при качествен анализ за откриване на натриеви катиони.
Калиеви йони K + при взаимодействие в разтвори на неутрална или оцетна киселина с разтворим натриев и оловен хексанитрокупрат (P) Na 2 Pb образуват черни (или кафяви) кристали на калиев и оловен хексанитрокупрат (P) K 2 Pb [Cu (N0 2) 6 ] характерни кубични форми, които могат да се видят и при наблюдение под микроскоп. Реакцията протича по схемата:
2К + + Na 2 Pb = К 2 Рb[Сu(N0 3) 6 ] + 2Na +
Използва се при качествен анализ за откриване ( открития) калиеви катиони. Микрокристалоскопският анализ е въведен за първи път в аналитичната практика през 1794–1798 г. Член на Академията на науките в Санкт Петербург T.E. Ловиц.
Оцветяване на пламък на газова горелка.Когато съединения на някои метали се въведат в пламъка на газовата горелка, пламъкът се оцветява в един или друг цвят в зависимост от естеството на метала. Така литиевите соли оцветяват пламъка в карминово червено, натриевите соли в жълто, калиевите соли във виолетово, калциевите соли в тухленочервено, бариевите соли в жълто-зелено и др.
Това явление може да се обясни по следния начин. Когато съединение на даден метал (например негова сол) се въведе в пламъка на газова горелка, това съединение се разлага. Металните атоми, образувани по време на термичното разлагане на съединението, се възбуждат при висока температура на пламъка на газовата горелка, т.е., като поглъщат определена част от топлинната енергия, те преминават в някакво възбудено електронно състояние, което има по-голяма енергия в сравнение с невъзбуденото (земя ) състояние. Времето на живот на възбудените електронни състояния на атомите е незначително (много малки части от секундата), така че атомите почти моментално се връщат в невъзбудено (основно) състояние, излъчвайки абсорбираната енергия под формата на светлинно лъчение с определена дължина на вълната, в зависимост от енергийната разлика между възбудените и основните енергийни нива на атома. За атомите на различни метали тази разлика в енергията не е еднаква и съответства на светлинно излъчване с определена дължина на вълната. Ако това излъчване се намира във видимата област на спектъра (в червено, жълто, зелено или друга част), тогава човешкото око долавя един или друг цвят на пламъка на горелката. Оцветяването на пламъка е краткотрайно, тъй като металните атоми се отнасят с газообразни продукти на горене.
Оцветяването на пламък на газова горелка с метални съединения се използва при качествен анализ за откриване на метални катиони, които излъчват радиация във видимата област на спектъра. Атомноабсорбционните (флуоресцентни) методи за анализ на елементи също се основават на същата физикохимична природа.
В табл Фигура 3.1 показва примери за цветове на пламъка на горелката от някои елементи.
Образуване на газообразно вещество
Na 2 S + 2HCl = H 2 S + 2NaCl
2Na + + S 2- + 2H + + 2Cl - = H 2 S + 2Na + + 2Cl -
Уравнение на йонно-молекулярна реакция,
2H + + S 2- = H 2 S е кратка форма на уравнението на реакцията.
Образуване на валежи
с образуването на слабо разтворими вещества:
а) NaCl + AgNO 3 = NaNO 3 + AgCl
Cl - + Ag + = AgCl - съкратено йонно-молекулно уравнение.
Реакциите, при които слаби електролити или слабо разтворими вещества са част както от продуктите, така и от изходните вещества, като правило не протичат докрай, т.е. са обратими. Равновесието на обратимия процес в тези случаи се измества към образуването на най-малко дисоциирани или най-малко разтворими частици.
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaCl
Уравнение на молекулярната реакция,
Ba 2+ + 2Cl - + 2Na + + SO= BaSO 4 ↓ + 2Na + + 2Cl -
Уравнение на йонно-молекулярна реакция,
Ba 2+ + SO = BaSO 4 ↓ - кратка форма на уравнението на реакцията.
Условие за образуване на утайка. Продукт на разтворимост
Няма абсолютно неразтворими вещества. Повечето твърди вещества имат ограничена разтворимост. В наситени разтвори на електролити на слабо разтворими вещества утайката и наситеният електролитен разтвор са в състояние на динамично равновесие. Например, в наситен разтвор на бариев сулфат в контакт с кристали от това вещество се установява динамично равновесие:
BaSO 4 (t) = Ba 2+ (p) + SO 4 2- (p).
За този равновесен процес можем да напишем израз за равновесната константа, като вземем предвид, че концентрацията на твърдата фаза не е включена в израза за равновесната константа: Kp =
Тази стойност се нарича продукт на разтворимост на слабо разтворимо вещество (SP). По този начин, в наситен разтвор на слабо разтворимо съединение, произведението на концентрациите на неговите йони до степента на стехиометричните коефициенти е равно на стойността на продукта на разтворимост. В разглеждания пример
PR BaSO4 =.
Продуктът на разтворимост характеризира разтворимостта на слабо разтворимо вещество при дадена температура: колкото по-нисък е продуктът на разтворимост, толкова по-малко разтворимо е съединението. Познавайки продукта за разтворимост, е възможно да се определи разтворимостта на слабо разтворим електролит и съдържанието му в определен обем наситен разтвор.
В наситен разтвор на силен, слабо разтворим електролит, произведението на концентрациите на неговите йони в степени, равни на стехиометричните коефициенти за дадени йони (при дадена температура), е постоянна стойност, наречена продукт на разтворимост.
Стойността на PR характеризира сравнителната разтворимост на вещества от същия тип (образуващи същия брой йони по време на дисоциация). Колкото по-голям е PR на дадено вещество, толкова по-голяма е неговата разтворимост. Например:
В този случай най-малко разтворимият е железен (II) хидроксид.
Състояние на валежите :
X · y > PR(K x A y).
Това условие се постига чрез въвеждане на йон със същото име в системата наситен разтвор - утайка. Такова решение е пренаситенспрямо даден електролит, така че от него ще се образува утайка.
Състояние на разтваряне на утайката:
Xy< ПР(K x A y).
Това условие се постига чрез свързване на един от йоните, изпратени от утайката в разтвора. Решението в случая е ненаситени. Когато в него се въведат кристали от слабо разтворим електролит, те ще се разтворят. Равновесните моларни концентрации на йоните K y+ и A x- са пропорционални на разтворимостта S (mol/l) на веществото K x A y:
X·S и = y·S
PR = (x S) x (y S) y = x x y y S x+y
Получените по-горе зависимости позволяват да се изчислят стойностите на PR от известната разтворимост на веществата (и следователно равновесните концентрации на йони) от известните стойности на PR при T = const.
