1) Нітрат міді прожарили, отриманий твердий осад розчинили у сірчаній кислоті. Через розчин пропустили сірководень, отриманий чорний осад випалили, а твердий залишок розчинили при нагріванні в концентрованій азотній кислоті.
2) Фосфат кальцію сплавили з вугіллям і піском, потім отриману просту речовину спалили в надлишку кисню, продукт спалювання розчинили в надлишку їдкого натру. До отриманого розчину долили розчин барію хлориду. Отриманий осад обробили надлишком фосфорної кислоти.
| Показати | |
|---|---|
Ca 3 (PO 4) 2 → P → P 2 O 5 → Na 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 → BaHPO 4 або Ba(H 2 PO 4) 2 Ca 3 (PO 4) 2 + 5C + 3SiO 2 → 3CaSiO 3 + 2P + 5CO |
|
3) Мідь розчинили у концентрованій азотній кислоті, отриманий газ змішали з киснем і розчинили у воді. В отриманому розчині розчинили оксид цинку, потім до розчину додали великий надлишок розчину натрію гідроксиду.
4) На сухий хлорид натрію подіяли концентрованою сірчаною кислотою при слабкому нагріванні, газ пропустили в розчин гідроксиду барію. До одержаного розчину долили розчин сульфату калію. Отриманий осад сплавили з вугіллям. Отриману речовину обробили соляною кислотою.
5) Наважку сульфіду алюмінію обробили соляною кислотою. При цьому виділився газ та утворився безбарвний розчин. До одержаного розчину додали розчин аміаку, а газ пропустили через розчин нітрату свинцю. Одержаний осад обробили розчином пероксиду водню.
| Показати | |
|---|---|
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) Порошок алюмінію змішали з порошком сірки, суміш нагріли, отриману речовину обробили водою, при цьому виділився газ і утворився осад, до якого додали надлишок гідроксиду калію калію до повного розчинення. Цей розчин випарили та прожарили. До отриманої твердої речовини додали надлишок розчину соляної кислоти.
7) Розчин йодиду калію обробили розчином хлору. Отриманий осад обробили розчином натрію сульфіту. До отриманого розчину додали спочатку розчин хлориду барію, а після відділення осаду додали розчин нітрату срібла.
8) Сіро-зелений порошок оксиду хрому (III) сплавили з надлишком луги, отриману речовину розчинили у воді, при цьому вийшов темно-зелений розчин. До отриманого лужного розчину додали пероксид водню. Вийшов розчин жовтого кольору, який при додаванні сірчаної кислоти набуває помаранчевого кольору. При пропущенні сірководню через одержаний підкислений помаранчевий розчин він каламутніє і знову стає зеленим.
| Показати | |
|---|---|
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) Алюміній розчинили у концентрованому розчині гідроксиду калію. Через отриманий розчин пропускали вуглекислий газ до припинення виділення осаду. Осад відфільтрували і прожарили. Отриманий твердий залишок сплавили з натрію карбонатом.
10) Кремній розчинили у концентрованому розчині гідроксиду калію. До отриманого розчину додали надлишок соляної кислоти. Помутнілий розчин нагріли. Осад, що виділився, відфільтрували і прожарили з карбонатом кальцію. Напишіть рівняння описаних реакцій.
11) Оксид міді(II) нагріли в струмі чадного газу. Отриману речовину спалили у атмосфері хлору. Продукт реакції розчинили у воді. Отриманий розчин поділили на дві частини. До однієї частини додали розчин йодиду калію, до другої – розчин нітрату срібла. І в тому, і в іншому випадку спостерігали утворення осаду. Напишіть рівняння чотирьох описаних реакцій.
12) Нітрат міді прожарили, тверду речовину, що утворилася, розчинили в розведеній сірчаній кислоті. Розчин отриманої солі піддали електролізу. Речовину, що виділилася на катоді, розчинили в концентрованій азотній кислоті. Розчин протікало з виділенням бурого газу. Напишіть рівняння чотирьох описаних реакцій.
13) Залізо спалили у атмосфері хлору. Отриману речовину обробили надлишком розчину гідроксиду натрію. Утворився бурий осад, який відфільтрували та прожарили. Залишок після прожарювання розчинили в йодоводородній кислоті. Напишіть рівняння чотирьох описаних реакцій.
14) Порошок металевого алюмінію змішали із твердим йодом і додали кілька крапель води. До отриманої солі додали розчин натрію гідроксиду до випадання осаду. Осад, що утворився, розчинили в соляній кислоті. При подальшому додаванні розчину карбонату натрію знову спостерігали випадання осаду. Напишіть рівняння чотирьох описаних реакцій.
15) Внаслідок неповного згоряння вугілля отримали газ, у струмі якого нагріли оксид заліза(III). Отриману речовину розчинили у гарячій концентрованій сірчаній кислоті. Розчин солі, що утворився, піддали електролізу. Напишіть рівняння чотирьох описаних реакцій.
16) Деяку кількість сульфіду цинку поділили на дві частини. Одну з них обробили азотною кислотою, а іншу випалили на повітрі. При взаємодії газів, що виділилися, утворилася проста речовина. Цю речовину нагріли із концентрованою азотною кислотою, причому виділився бурий газ. Напишіть рівняння чотирьох описаних реакцій.
17) Хлорат калію нагріли у присутності каталізатора, у своїй виділився безбарвний газ. Спалюванням заліза в атмосфері цього газу була отримана залізна окалина. Її розчинили у надлишку соляної кислоти. До отриманого розчину додали розчин, що містить дихромат натрію і соляну кислоту.
| Показати | |
|---|---|
1) 2КClО 3 → 2КСl + 3О 2 2) ЗFe + 2O 2 → Fе 3 O 4 3) Fе 3 O 4 + 8НСІ → FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4Н 2 О 4) 6 FeCl 2 + Na 2 Cr 2 O 7 + 14 НСІ → 6 FeCl 3 + 2 CrCl 3 + 2NaCl + 7Н 2 О 18) Залізо спалили у хлорі. Отриману сіль додали до розчину натрію карбонату, при цьому випав бурий осад. Цей осад відфільтрували і прожарили. Отриману речовину розчинили у йодоводородній кислоті. Напишіть рівняння чотирьох описаних реакцій. 1) 2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3 2)2FeCl 3 +3Na 2 CO 3 →2Fe(OH) 3 +6NaCl+3CO 2 3) 2Fe(OH) 3 Fe 2 O 3 + 3H 2 O 4) Fe 2 O 3 + 6HI → 2FeI 2 + I 2 + 3H 2 O |
|
19) Розчин іодиду калію обробили надлишком хлорної води, при цьому спостерігали спочатку утворення осаду, а потім його повне розчинення. Іодосодержащую кислоту, що утворилася при цьому, виділили з розчину, висушили і обережно нагріли. Отриманий оксид прореагував з чадним газом. Запишіть рівняння описаних реакцій.
20) Порошок сульфіду хрому(III) розчинили у сірчаній кислоті. При цьому виділився газ та утворився забарвлений розчин. До отриманого розчину додали надлишок розчину аміаку, а газ пропустили через свинцевий нітрат. Отриманий при цьому чорний осад побілів після обробки пероксидом водню. Запишіть рівняння описаних реакцій.
21) Порошок алюмінію нагріли з порошком сірки, отриману речовину обробили водою. Осад, що виділився при цьому, обробили надлишком концентрованого розчину гідроксиду калію до його повного розчинення. До отриманого розчину додали розчин хлориду алюмінію та знову спостерігали утворення білого осаду. Запишіть рівняння описаних реакцій.
22) Нітрат калію нагріли з порошкоподібним свинцем до припинення реакції. Суміш продуктів обробили водою, а потім одержаний розчин профільтрували. Фільтрат підкислили сірчаною кислотою та обробили йодидом калію. Просту речовину, що виділилася, нагріли з концентрованою азотною кислотою. В атмосфері бурого газу, що утворився при цьому, спалили червоний фосфор. Запишіть рівняння описаних реакцій.
23) Мідь розчинили у розведеній азотній кислоті. До отриманого розчину додали надлишок розчину аміаку, спостерігаючи спочатку утворення осаду, а потім його повне розчинення з утворенням темно-синього розчину. Отриманий розчин обробили сірчаною кислотою до появи характерного блакитного забарвлення солей міді. Запишіть рівняння описаних реакцій.
| Показати | |
|---|---|
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) Магній розчинили у розведеній азотній кислоті, причому виділення газу не спостерігалося. Отриманий розчин обробили надлишком розчину гідроксиду калію при нагріванні. Газ, що виділився при цьому, спалили в кисні. Запишіть рівняння описаних реакцій.
25) Суміш порошків нітриту калію та хлориду амонію розчинили у воді та розчин обережно нагріли. Газ, що виділився, прореагував з магнієм. Продукт реакції внесли надлишок розчину соляної кислоти, при цьому виділення газу не спостерігалося. Отриману магнієву сіль у розчині обробили карбонатом натрію. Запишіть рівняння описаних реакцій.
26) Оксид алюмінію сплавили з гідроксидом натрію. Продукт реакції внесли до розчину хлориду амонію. Газ, що виділився з різким запахом, поглинений сірчаною кислотою. Середню сіль, що утворилася при цьому, прожарили. Запишіть рівняння описаних реакцій.
27) Хлор прореагував з гарячим розчином гідроксиду калію. При охолодженні розчину випали кристали солі бертолетової. Отримані кристали внесли у розчин соляної кислоти. Проста речовина, що утворилася, прореагувала з металевим залізом. Продукт реакції нагріли з новою наважкою заліза. Запишіть рівняння описаних реакцій.
28) Мідь розчинили в концентрованій азотній кислоті. До отриманого розчину додали надлишок розчину аміаку, спостерігаючи спочатку утворення осаду, а потім його повне розчинення. Отриманий розчин обробили надлишком соляної кислоти. Запишіть рівняння описаних реакцій.
29) Залізо розчинили у гарячій концентрованій сірчаній кислоті. Отриману сіль обробили надлишком розчину гідроксиду натрію. Випав бурий осад відфільтрували і прожарили. Отриману речовину сплавили із залізом. Напишіть рівняння чотирьох описаних реакцій.
30) Внаслідок неповного згоряння вугілля отримали газ, у струмі якого нагріли оксид заліза(ІІІ). Отриману речовину розчинили у гарячій концентрованій сірчаній кислоті. Розчин солі, що утворився, обробили надлишком розчину сульфіду калію.
31) Деяку кількість сульфіду цинку поділили на дві частини. Одну з них обробили соляною кислотою, а іншу випалили на повітрі. При взаємодії газів, що виділилися, утворилася проста речовина. Цю речовину нагріли із концентрованою азотною кислотою, причому виділився бурий газ.
32) Сірку сплавили із залізом. Продукт реакції обробили соляною кислотою. Газ, що виділився при цьому, спалили в надлишку кисню. Продукти горіння поглинули водним розчином сульфату заліза (ІІІ).
У запропонованому матеріалі представлені методичні розробки практичних робіт для 9-го класу: "Рішення експериментальних завдань на тему "Азот і фосфор", "Визначення мінеральних добрив", а також лабораторних дослідів на тему "Реакції обміну між розчинами електролітів".
Реакція обміну між розчинами електролітів
Методична технологія складається з трьох частин: теорія, практикум, контроль. У теоретичній частині наведено деякі приклади молекулярних, повних та скорочених іонних рівнянь хімічних реакцій, що протікають з утворенням осаду, малодисоціюючої речовини, виділенням газу. У практичній частині дано завдання та рекомендації для учнів щодо виконання лабораторних дослідів. Контроль складається з тестових завдань із вибором правильної відповіді.
Теорія
1. Реакції, що йдуть з утворенням осаду.
а) При взаємодії сульфату міді(II) з гідроксидом натрію утворюється блакитний осад гідроксиду міді(II).
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) При взаємодії хлориду барію із сульфатом натрію випадає білий молочний осад сульфату барію.
Молекулярне рівняння хімічної реакції:
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = 2NaCl + BaSO 4 .
Повне та скорочене іонні рівняння реакцій:
Ba 2+ + 2Cl – + 2Na + + = 2Na + + 2Cl – + BaSO 4 ,
Ba 2+ + = BaSO 4 .
2.
При взаємодії карбонату або гідрокарбонату натрію (харчова сода) з соляною або іншою розчинною кислотою спостерігається закипання або інтенсивне виділення бульбашок газу. Це виділяється вуглекислий газ 2 , що викликає помутніння прозорого розчину вапняної води (гідроксиду кальцію). Вапняна вода каламутніє, т.к. утворюється нерозчинний карбонат кальцію.
а) Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2;
б) NaHCO 3 + HCl = NaCl + CO 2 + H 2 O;
Ca(OH) 2 + CO2 = CaCO3+H2O.
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 + = CO2 + H2O.
3. Реакції, що йдуть з утворенням малодисоціюючої речовини.
При взаємодії гідроксиду натрію або калію з соляною кислотою або іншими розчинними кислотами у присутності індикатора фенолфталеїну розчин лугу знебарвлюється, в результаті реакції нейтралізації утворюється малодисоціююча речовина H 2 O.
Молекулярні рівняння хімічних реакцій:
а) NaOH + HCl = NaCl + H 2 O;
в) 3KOH + H3PO4=K3PO4+3H2O.
Повні та скорочені іонні рівняння реакцій:
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.
Практикум
1. Реакції обміну між розчинами електролітів, що йдуть з утворенням осаду.
а) Провести реакцію між розчинами сульфату міді(II) та гідроксиду натрію. Написати молекулярне, повне та скорочене іонні рівняння хімічних реакцій, відзначити ознаки хімічної реакції.
б) Провести реакцію між розчинами хлориду барію та сульфату натрію. Написати молекулярне, повне та скорочене іонні рівняння хімічних реакцій, відзначити ознаки хімічної реакції.
2. Реакції, що з виділенням газу.
Провести реакції між розчинами карбонату натрію або гідрокарбонату натрію (харчова сода) із соляною або іншою розчинною кислотою. Газ, що виділяється (використовуючи газовідвідну трубку) пропустити через прозору вапняну воду, налиту в іншу пробірку, до її помутніння. Написати молекулярні, повні та скорочені іонні рівняння хімічних реакцій, відзначити ознаки цих реакцій.
3. Реакції, що йдуть з утворенням малодисоціюючої речовини.
Провести реакції нейтралізації між лугом (NaOH або KOH) та кислотою (HCl, HNO 3 або H 2 SO 4), попередньо помістивши в розчин лугу фенолфталеїн. Відзначити спостереження та написати молекулярні, повні та скорочені іонні рівняння хімічних реакцій.
Ознаки, супутні даним реакціям, можна вибрати з наступного переліку:
1) виділення бульбашок газу; 2) випадання осаду; 3) поява запаху; 4) розчинення осаду; 5) виділення тепла; 6) зміна кольору розчину.
Контроль (тест)
1. Іонне рівняння реакції, у якій утворюється блакитний осад, – це:
а) Cu 2+ + 2OH - = Cu(OH) 2;
в) Fe 3+ + 3OH – = Fe(OH) 3 ;
г) Al 3+ + 3OH – = Al(OH) 3 .
2. Іонне рівняння реакції, у якій виділяється вуглекислий газ, – це:
а) CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca 2+ +;
б) 2Н + + SO 2-3 = H 2 O + SO 2;
в) CO 2-3 + 2H + = CO 2 + H 2 O;
г) 2H + + 2OH - = 2H2O.
3. Іонне рівняння реакції, у якій утворюється малодисоціююча речовина, – це:
а) Ag + + Cl - = AgCl;
б) OH - + H + = H 2 O;
в) Zn + 2H + = Zn 2 + H 2;
г) Fe 3+ + 3OH – = Fe(OH) 3 .
4. Іонне рівняння реакції, у якій утворюється білий осад, – це:
а) Cu 2+ + 2OH - = Cu(OH) 2;
б) СuO + 2H + = Cu 2+ + H 2 O;
в) Fe 3+ + 3OH – = Fe(OH) 3 ;
г) Ba 2+ + SO 2-4 = BaSO 4 .
5. Молекулярне рівняння, яке відповідає скороченому іонному рівнянню реакції 3OH – + 3H + = 3H 2 O, – це:
а) NaOH + HCl = NaCl + H 2 O;
б) 2NaOH + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O;
в) 3KOH + H3PO4=K3PO4+3H2O;
г) Ba(OH) 2 + 2HCl = BaCl 2 + H 2 O.
6. Молекулярне рівняння, яке відповідає скороченому іонному рівнянню реакції
H + + = H 2 O + CO 2
а) MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + CO 2 + H 2 O;
б) Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + H 2 O;
в) NaHCO 3 + HCl = NaCl + CO 2 + H 2 O;
г) Ca(OH) 2 + CO2 = CaCO3+H2O.
| Відповіді. 1 -а; 2 -В; 3 -Б; 4 -г; 5 -В; 6 -в. |
Вирішення експериментальних завдань на тему “Азот та фосфор”
Учні щодо нового матеріалу на тему “Азот і фосфор” виконують ряд дослідів, що стосуються отримання аміаку, визначення нітратів, фосфатів, солей амонію, набувають певні навички та вміння. У цій методичній розробці наведено шість завдань. Для виконання практичної роботи достатньо трьох завдань: одне – на одержання речовини, два – на розпізнавання речовин. За виконання практичної роботи учням можна запропонувати завдання у формі, яка полегшить їм оформлення звіту (див. завдання 1, 2). (Відповіді наведено для вчителя.)
Завдання 1
Отримайте аміак та досвідченим шляхом доведіть його наявність.
а) Отримання аміаку.
Суміш рівних за обсягом порцій твердого хлориду амонію та порошку гідроксиду кальцію нагрійте у пробірці з газовідвідною трубкою. При цьому виділятиметься аміак, який треба зібрати в іншу суху пробірку, розташовану отвором ………… ( чому?).
Написати рівняння реакції одержання аміаку.
…………………………………………………..
б) Визначення аміаку.
Можна визначити запахом ………… (назва речовини), а також зміни кольору лакмусу або фенолфталеїну. При розчиненні аміаку у питній воді утворюється ……. (назва основи), Тому лакмусовий папірець. (вказати колір)а безбарвний фенолфталеїн стає …………. (вказати колір).
Замість точок вставити слова за змістом. Написати рівняння реакції.
…………………………………………………..
* Аміаком пахне нашатирний спирт, що є в домашній аптечці, - водний розчин аміаку. - Прим. ред.
Завдання 2
Отримайте нітрат міді двома різними способами, маючи такі речовини: концентровану азотну кислоту, мідну стружку, сульфат міді(II), гідроксид натрію. Напишіть рівняння хімічних реакцій у молекулярному вигляді, позначте зміни. У 1-му способі для окислювально-відновної реакції напишіть рівняння електронного балансу, визначте окислювач та відновник. У другому методі напишіть скорочені іонні рівняння реакцій.
1-й запит о. Мідь + азотна кислота. Злегка нагріваємо вміст пробірки. Безбарвний розчин стає …. (вказати колір), т.к. утворюється …. (назва речовини); виділяється газ …….. кольори з неприємним запахом, це – ……. (назва речовини).
2-й запит о. При взаємодії сульфату міді(II) з гідроксидом натрію утворюється осад ….. кольору, це – …… (назва речовини). До нього приливаємо азотну кислоту до повного розчинення осаду. (назва осаду). Утворюється прозорий блакитний розчин. (назва солі).
Завдання 3
Доведіть дослідним шляхом, що до складу сульфату амонію входять іони NH 4+ та SO2-4. Позначте спостереження, напишіть молекулярні та скорочені іонні рівняння реакцій.
Завдання 4
Як дослідним шляхом визначити знаходження розчинів ортофосфату натрію, хлориду натрію, нітрату натрію в пробірках №1, №2, №3? Позначте спостереження, напишіть молекулярні та скорочені іонні рівняння реакцій.
Завдання 5
Маючи речовини: азотну кислоту, мідну стружку або дріт, універсальний індикаторний папір або метилоранж, доведіть дослідним шляхом азотну кислоту. Напишіть рівняння дисоціації азотної кислоти; молекулярне рівняння для реакції міді з концентрованою азотною кислотою та рівняння електронного балансу, визначте окислювач та відновник.
Завдання 6
Отримайте розчин нітрату міді у різний спосіб, маючи речовини: азотну кислоту, оксид міді, основний карбонат міді або карбонат гідроксомеді(II). Напишіть молекулярні, повні та скорочені іонні рівняння хімічних реакцій. Зауважте ознаки хімічних реакцій.
Контрольні тести
1. Вкажіть рівняння реакції, де випадає жовтий осад.
2. Іонне рівняння реакції, у якій утворюється білий сирний осад, – це:
3. Для доказу наявності нітрат-іона в нітратах треба взяти:
а) соляну кислоту та цинк;
б) сірчану кислоту та хлорид натрію;
в) сірчану кислоту та мідь.
4. Реактивом на хлорид-іон є:
а) мідь та сірчана кислота;
б) нітрат срібла;
в) хлорид барію.
5. У рівнянні реакції, схема якої
HNO 3 + Cu -> Cu(NO 3) 2 + NO 2 + H 2 O,
перед окислювачем треба поставити коефіцієнт:
а) 2; б) 4; о 6.
6. Основна та кисла солі відповідають парам:
а) Cu(OH) 2 Mg(HCO 3) 2 ;
б) Cu(NO 3) 2 HNO 3 ;
в) 2 CO 3 Ca (HCO 3) 2 .
|
Відповіді. 1 -а; 2 -Б; 3 -В; 4 -Б; 5 -Б; 6 -в. |
Визначення мінеральних добрив
Методична розробка цієї практичної роботи складається із трьох частин: теорія, практикум, контроль. У теоретичній частині дано загальні відомості щодо якісного визначення катіонів та аніонів, що входять до складу мінеральних добрив. У практикумі наведено приклади семи мінеральних добрив з описом їх характерних ознак, а також дано рівняння якісних реакцій. У тексті замість точок і знака питання треба вставити відповіді за змістом відповіді. Для виконання практичної роботи на розсуд вчителя достатньо взяти чотири добрива. Контроль знань учнів складається з тестових завдань щодо визначення формул добрив, які дано у цій практичній роботі.
Теорія
1. Реактивом на хлорид-іон є нітрат срібла. Реакція йде з утворенням білого сирного осаду:
Ag + + Cl - = AgCl.
2. Іон амонію можна виявити за допомогою лугу. При нагріванні розчину солі амонію з розчином лугу виділяється аміак, який має характерний різкий запах:
NH + 4 + OH - = NH 3 + H 2 O.
Можна також для визначення іону амонію скористатися змоченою водою червоним лакмусовим папірцем, універсальним індикаторним або фенолфталеїновим смужкою паперу. Папірець треба потримати над парами, що виділяються з пробірки. Червоний лакмус синіє, універсальний індикатор стає фіолетовим, а фенолфталеїн малиновим.
3. Для визначення нітрат-іонів до розчину солі додають стружку або шматочки міді, потім доливають концентровану сірчану кислоту та нагрівають. Через деякий час починає виділятися газ бурого кольору із неприємним запахом. Виділення бурого газу NO 2 вказує на наявність іонів.
Наприклад:
NaNO 3 + H 2 SO 4 NaHSO 4 + HNO 3
4HNO 3 + Cu = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O.
4. Реактивом фосфат-іон є нітрат срібла. При додаванні до розчину фосфату випадає жовтий осад фосфату срібла:
3Ag + + PO 3-4 = Ag 3 PO 4 .
5. Реактивом на сульфат-іон є хлорид барію. Випадає білий молочний осад сульфату барію, нерозчинний в оцтовій кислоті:
Ba 2+ + SO 2-4 = BaSO 4 .
Практикум
1. Сільвініт (NaCl KCl), рожеві кристали, розчинність у воді хороша. Полум'я забарвлюється у жовтий колір. При розгляді полум'я через синє скло помітне фіолетове забарвлення. З …….. (назва реактиву)дає білий осад. (назва солі).
KCl +? -> KNO 3 + AgCl.
2. Нітрат амонію NH 4 NO 3 або …….. (назва добрива), білі кристали, добре розчиняються у воді. Із сірчаною кислотою та міддю виділяється бурий газ …. (назва речовини). З розчином ……. (назва реактиву)при нагріванні відчувається запах аміаку, його пари фарбують червоний лакмус …. колір.
NH 4 NO 3 + H 2 SO 4 NH 4 HSO 4 + HNO 3 ,
HNO 3 + Cu -> Cu (NO 3) 2 +? +? .
NH 4 NO 3 +? -> NH 3 + H 2 O + NaNO 3 .
3. Нітрат калію (KNO 3), або … (назва добрива), з H 2 SO 4 та ……… (назва речовини)дає бурий газ. Полум'я забарвлюється у фіолетовий колір.
KNO 3 + H 2 SO 4 KHSO 4 + HNO 3
4HNO 3 +? -> Cu(NO 3) 2 +? + 2H2O.
4. Хлорид амонію NH 4 Cl c розчином ……. (назва реактиву)при нагріванні утворює аміак, його пари забарвлюють червоний лакмус у синій колір. З …… (Назва аніону реактиву)срібла дає білий сирний осад. (назва осаду).
NH 4 Cl +? = NH 4 NO 3 + AgCl,
NH 4 Cl +? = NH 3 + H 2 O + NaCl.
5. Сульфат амонію (NH 4) 2 SO 4 c розчином лугу при нагріванні утворює аміак, його пари фарбують червоний лакмус у синій колір. З …….. (назва реактиву)дає білий молочний осад. (назва осаду).
(NH 4) 2 SO 4 + 2NaOH = 2NH 3 + 2H 2 O + ? ,
(NH 4) 2 SO 4 +? -> NH 4 Cl +? .
6. Нітрат натрію NaNO 3 , або … (назва добрива)білі кристали, розчинність у воді хороша, з H 2 SO 4 і Cu дає бурий газ. Полум'я забарвлюється у жовтий колір.
NaNO 3 + H 2 SO 4 NaHSO 4 +? ,
Cu -> Cu(NO 3) 2 +? + 2H2O.
7. Дигідрофосфат кальцію Ca(H 2 PO 4) 2 або …… (назва добрива), сірий дрібнозернистий порошок або гранули, погано розчиняється у воді, …. (назва реактиву)дає ….. (вказати колір) осад ……… (назва речовини) AgН 2 PO 4 .
Ca(H 2 PO 4) 2 + ? -> 2AgH 2 PO 4 + Ca(NO 3) 2 .
Контроль (тест)
1. Рожеві кристали, добре розчинні у воді, забарвлюють полум'я у жовтий колір; при взаємодії з AgNO 3 випадає білий осад – це:
а) Ca(H 2 PO 4) 2; б) NaCl KCl;
в) KNO 3; г) NH4Cl.
2. Кристали добре розчиняються у воді; у реакції з H 2 SO 4 та міддю виділяється бурий газ, з розчином лугу при нагріванні дає аміак, пари якого забарвлюють червоний лакмус у синій колір, – це:
а) NaNO 3; б) (NH 4) 2 SO 4;
в) NH 4 NO 3; г) KNO 3 .
3. Світлі кристали, добре розчиняються у воді; при взаємодії з H 2 SO 4 та Cu виділяється бурий газ; полум'я забарвлює у фіолетовий колір – це:
а) KNO 3; б) NH 4 H 2 PO 4;
в) Ca(H 2 PO 4) 2 CaSO 4; г) NH 4 NO 3 .
4. Кристали добре розчиняються у воді; з нітратом срібла дає білий осад, з лугом при нагріванні дає аміак, пари якого забарвлюють червоний лакмус у синій колір, – це:
а) (NH 4) 2 SO 4; б) NH 4 H 2 PO 4;
в) NaCl KCl; г) NH4Cl.
5. Світлі кристали, добре розчиняються у воді; з BaCl 2 дає білий молочний осад, з лугом дає аміак, пари якого забарвлюють червоний лакмус у синій колір, – це:
в) NH4Cl; г) NH4H2PO4.
6. Світлі кристали, добре розчиняються у воді; при взаємодії з H 2 SO 4 і Cu дає бурий газ, полум'я забарвлює жовтий колір – це:
а) NH 4 NO 3; б) (NH 4) 2 SO 4;
в) KNO 3; г) NaNO 3 .
7. Сірий дрібнозернистий порошок або гранули, погана розчинність у воді, з розчином нітрату срібла дає жовтий осад – це:
а) (NH 4) 2 SO 4; б) NaCl KCl;
в) Ca(H 2 PO 4) 2; г) KNO 3 .
| Відповіді. 1 -Б; 2 -В; 3 -а; 4 -г; 5 -Б; 6 -г; 7 -в. |
- Завдання для самоперевірки є обов'язковою умовою для засвоєння матеріалу, до кожного розділу додаються тестові завдання на пройдену тематику, які необхідно вирішити.
- Вирішивши всі завдання з розділу, ви побачите свій результат і зможете подивитися відповіді до всіх прикладів, що допоможе зрозуміти які помилки ви зробили, і де ваші знання необхідно зміцнити!
- Тест є 10 тестів завдання 8, частини 1 ЄДІ, відповіді перемішуються випадковим чином, і беруться зі створеної нами бази питань!
- Намагайтеся отримати вище 90% вірних відповідей, щоб бути впевненими у своїх знаннях!
- Користуйтеся лише довідковим матеріалом, наведеним нижче, якщо ви хочете перевірити закріплення матеріалу!
- Після проходження тесту перегляньте відповіді до питань, де ви помилилися і закріпите матеріал перед повторним проходженням!
Якщо ви займаєтеся з репетитором, то на початку тестування пишіть своє реальне ім'я! Покладаючись на ваше ім'я, репетитор знайде пройдене вами тестування, перегляне ваші помилки та врахує ваші прогалини, щоб надалі їх заповнити!
Довідковий матеріал для проходження тестування:
таблиця Менделєєва
Таблиця розчинності
Типи питань які зустрічаються в даному тесті (відповіді на запитання та повні умови завдань ви можете подивитися пройшовши тест вище до кінця. Як вирішувати ці питання ми радимо дивитися в нашому ):
- У пробірку з розчином солі X додали розчин речовини Y. В результаті відбулася реакція, яку описує скорочене іонне рівняння ____. З запропонованого переліку виберіть речовини X та Y, які можуть вступати до описаної реакції.
- У пробірку із розчином солі X додали розчин речовини Y. В результаті реакції спостерігали випадання білого осаду. З запропонованого переліку виберіть речовини X та Y, які можуть вступати до описаної реакції.
- У пробірку з розчином солі калію X додали розчин речовини Y. В результаті відбулася реакція, яку описує наступне скорочене іонне рівняння: ____. З запропонованого переліку виберіть речовини X та Y, які можуть вступати до описаної реакції.
- У пробірку із розчином солі X додали розчин речовини Y. В результаті реакції спостерігали виділення безбарвного газу. З запропонованого переліку виберіть речовини X та Y, які можуть вступати до описаної реакції.
- У пробірку з розчином речовини X додали розчин кислоти Y. В результаті відбулася реакція, яку описує наступне скорочене іонне рівняння: ____. З запропонованого переліку виберіть речовини X та Y, які можуть вступати до описаної реакції.
- У пробірку з розчином речовини X додали розчин солі Y. Внаслідок реакції спостерігали випадання блакитного осаду. З запропонованого переліку оберіть речовини X і Y, які можуть вступати в описану реакцію.
- У пробірку з твердою нерозчинною у воді речовиною X додали розчин речовини Y. В результаті реакції спостерігали розчинення твердої речовини без виділення газу. З запропонованого переліку оберіть речовини X і Y, які можуть вступати в описану реакцію.
- У пробірку з розчином речовини X додали розчин солі Y. В результаті відбулася реакція, яку описує наступне скорочене іонне рівняння: ____. З запропонованого переліку виберіть речовини X та Y, які можуть вступати до описаної реакції.
- У пробірку з розчином речовини X додали розчин солі Y. Внаслідок реакції спостерігали випадання бурого осаду. З запропонованого переліку виберіть речовини X та Y, які можуть вступати до описаної реакції.
- У пробірку з розчином кислоти X додали розчин речовини Y. В результаті відбулася реакція, яку описує наступне скорочене іонне рівняння. З запропонованого переліку виберіть речовини X та Y, які можуть вступати до описаної реакції.
Безбарвний яскраво-синьо-блакитний
Аналітичні ознаки речовин та аналітичні реакції
При проведенні якісного та кількісного аналізу використовують аналітичні ознаки речовин та аналітичні реакції.
Аналітичні ознаки – такі властивості аналізованої речовини або продуктів її перетворення, які дозволяють судити про наявність у ньому тих чи інших компонентів. Характерні аналітичні ознакиколір, запах, кут обертання площини поляризації світла, радіоактивність, здатність до взаємодії з електромагнітним випромінюванням (наприклад, наявність характеристичних смуг в ІЧ-спектрах поглинання або максимумів у спектрах поглинання у видимій та УФ-області спектру) та ін.
Аналітична реакція - хімічне перетворення аналізованої речовини при дії аналітичного реагенту з утворенням продуктів із помітними аналітичними ознаками. В якості аналітичних реакцій найчастіше використовують реакції утворення пофарбованих сполук, виділення або розчинення опадів, газів, утворення кристалів характерної форми, фарбування полум'я газового пальника, утворення сполук, що люмінескують у розчинах та ін. На результати проведення аналітичних реакцій впливають температура, концентрація розчинів, рН середовища, присутність інших речовин (що заважають, маскують, каталізують процеси) і т.д.
Проілюструємо сказане деякими прикладами.
Утворення забарвлених сполук.Іони міді Сu 2+ у водних розчинах, в яких вони існують у формі майже безбарвних (блідо-блакитних) аквкомплексів 2+ , при взаємодії з аміаком утворюють розчинний комплекс (аміакат) 2+ яскравого синьо-блакитного, що фарбує розчин у той же колір:
2+ + 4NH 3 = 2+ + пН 2 Про
За допомогою цієї реакції можна ідентифікувати (виявити) іони міді Сі 2+ у водних розчинах.
Якщо у водному розчині присутні безбарвні (блідо жовті) іони тривалентного заліза Fe 3+ (також у формі аквокомплексу 3+), то при введенні тіоціанат-іонів (роданід-іонів) NCS – , розчин забарвлюється в інтенсивний колір внаслідок утворення комплексів 3– nчервоного кольору:
3+ + п NCS - = 3 - n + пН 2 Про
де 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. Усі вони забарвлені у червоний колір. Ця реакція використовується для відкриття (виявлення) іонів заліза (Ш).
Зауважимо, що індивідуальні багатозарядні іони, наприклад, Сu 2+ ,Fe 2+ , Fе 3+ , З 3+ , Ni 2+ і т.д., так само, як і іони водню Н + (тобто протони – ядра атома водню), у водних розчинах у звичайних умовах існувати не можуть, оскільки вони термодинамічно нестійкі та взаємодіють з молекулами води або з іншими частинками з утворенням аквокомплексів (або комплексів іншого складу):
М m++ пН 2 О = [М(Н 2 О) n ] m +(аквокомплекс)
H+ + Н 2 Про = H 3 Про + (іон гідроксонію)
Надалі для стислості в хімічних рівняннях не завжди будемо вказувати молекули води, що входять до складу аквокомплексів, пам'ятаючи, проте, що насправді в реакціях в розчинах беруть участь відповідні аквокомплекси, а не голі катіони металів або водню. Так, для простоти, писатим Н + , Сu 2+ , Fe 2+ і т. д. замість більш правильного Н 3 Про + , 2+, 3+, відповідно, і т.д.
Виділення чи розчинення опадів.Іони Ва 2+ , присутні у водному розчині, можна осадити, додаючи розчин, що містить сульфат-іони SO 4 2+ , у формі малорозчинного білого осаду сульфату барію:
2+ + SO 4 2+ = BaSO 4 . ↓(білий осад)
Аналогічна картина спостерігається при осадженні іонів кальцію Са 2+ розчинними карбонатами:
Са 2+ + СО 3 2– → СаСО 3 ↓(білий осад)
Білий осад карбонату кальцію розчиняється при дії кислот за схемою:
СаСО 3 + 2НС1 → СаС1 2 + СО 2 + Н 2 О
При цьому виділяється газоподібний діоксид вуглецю.
Хлороплатинат-іони 2-утворюють опади жовтого кольору при додаванні розчину, що містить катіони калію K + або амонію NH + . Якщо на розчин хлороплатинату натрію Na 2 (ця сіль досить добре розчинна у воді) подіяти розчином хлориду калію КСl або хлориду амонію NH 4 C1, то випадають жовті опади гексахлороплатинату калію К 2 або амонію (NH 4) 2 , відповідно ( в воді):
Na 2 + 2КС1 → К 2 ↓ +2NaCl
Na 2 + З NH 4 C1 → (NH 4) 2 ↓ +2NaCl
Реакції із виділенням газів(газовидільніреакції). Вище наводилася реакція розчинення карбонату кальцію в кислотах, при якій виділяється газоподібний діоксид вуглецю. Вкажемо ще деякі газовидільні реакції.
Якщо до розчину будь-якої солі амонію додати луг, то виділяється газоподібний аміак, що можна легко визначити за запахом або посинення вологого червоного лакмусового паперу:
NH 4 + + ВІН - = NН 3 Н 2 0 → NН 3 + Н 2 0
Ця реакція використовується як у якісному, так і кількісному аналізі.
Сульфіди при дії кислот виділяють газоподібний сірководень:
S 2– + 2H + → H 2 S
що легко відчувається за специфічним запахом тухлих яєць.
Освіта характерних кристалів(Мікрокристаллоскопічні реакції). Іони натрію Na + у краплі розчину при взаємодії з гексагідроксостибат (V)-іонами - утворюють білі кристали гексагідроксостибату (V) натрію Na характерної форми:
Na + + - = Na
Форма кристалів добре видно під час розгляду під мікроскопом. Ця реакція іноді використовується як якісний аналіз для відкриття катіонів натрію.
Іони калію К + при реакції в нейтральних або оцтовокислих розчинах з розчинним гексанітрокупратом(П) натрію і свинцю Na 2 Pb утворюють чорні (або коричневі) кристали гексанітрокупрату(П) калію та свинцю К 2 Рb[Сu(N0 2) 6 ] характерною форми, які можна побачити під час розгляду під мікроскопом. Реакція протікає за схемою:
2К + + Na 2 Pb = До 2 Рb [Сu (N0 3) 6] + 2Na +
Вона застосовується в якісному аналізі для виявлення ( відкриття) катіонів калію. Мікрокристаллоскопічний аналіз вперше ввів в аналітичну практику у 1794 – 1798 роках. член Петербурзької академії наук Т.Є. Ловиць.
Фарбування полум'я газового пальника.При внесенні з'єднань деяких металів в полум'я газового пальника спостерігається фарбування полум'я в той чи інший колір, залежно від природи металу. Так, солі літію забарвлюють полум'я в карміново-червоний колір, солі натрію – у жовтий, солі калію – у фіолетовий, солі кальцію – у цегляно-червоний, солі барію – у жовто-зелений тощо.
Це можна пояснити так. При введенні в полум'я газового пальника з'єднання даного металу (наприклад, його солі) це з'єднання розкладається. Атоми металу, що утворюються при термічному розкладанні з'єднання, при високій температурі полум'я газового пальника збуджуються, тобто, поглинаючи певну порцію теплової енергії, переходять в якийсь збуджений електронний стан, що має більшу енергію порівняно з незбудженим (основним) станом. Час життя збуджених електронних станів атомів мізерно мало (дуже малі частки секунди), так що атоми практично миттєво повертаються в незбуджений (основний) стан, випускаючи поглинену енергію у вигляді світлового випромінювання з тією чи іншою довжиною хвилі, яка залежить від різниці енергії між збудженим і основним енергетичними рівнями атома Для атомів різних металів ця різниця енергій неоднакова і відповідає світловому випромінюванню певної довжини хвилі. Якщо це випромінювання лежить у видимій області спектру (у червоній, жовтій, зеленій або якійсь іншій її частині), то людське око фіксує те чи інше забарвлення полум'я пальника. Фарбування полум'я - короткочасне, оскільки атоми металу несуть газоподібні продукти горіння.
Фарбування полум'я газового пальника з'єднаннями металів використовується в якісному аналізі для відкриття катіонів металів, що дають випромінювання у видимій області спектра. На цій же фізико-хімічній природі засновано і атомно-абсорбційні (флуоресцентні) методи аналізу елементів.
У табл. 3.1 наведено приклади кольорів полум'я пальника деяких елементів.
Утворення газоподібної речовини
Na 2 S + 2HCl = H 2 S + 2NaCl
2Na + + S 2- + 2H + + 2Cl - = H 2 S + 2Na + + 2Cl -
Іонно-молекулярне рівняння реакції,
2H + + S 2- = H 2 S - коротка форма рівняння реакції.
Утворення опадів
з утворенням малорозчинних речовин:
а) NaCl + AgNO 3 = NaNO 3 + AgCl
Cl - + Ag + = AgCl - скорочене іонно-молекулярне рівняння.
Реакції, у яких слабкі електроліти чи малорозчинні речовини входять до складу як продуктів, і вихідних речовин, протікають, зазвичай, остаточно, тобто. є оборотними. Рівновагу оборотного процесу в цих випадках зміщено у бік утворення найменш дисоційованих або найменш розчинних частинок.
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaCl
Молекулярне рівняння реакції,
Ba 2+ + 2Cl - + 2Na + + SO = BaSO 4 ↓ + 2Na + + 2Cl -
Іонно-молекулярне рівняння реакції,
Ba 2+ + SO = BaSO 4 ↓ - коротка форма рівняння реакції.
Умова утворення осаду. Твір розчинності
Абсолютно нерозчинних речовин немає. Більшість твердих речовин мають обмежену розчинність. У насичених розчинах електролітів малорозчинних речовин у стані динамічної рівноваги знаходяться осад та насичений розчин електроліту. Наприклад, у насиченому розчині сульфату барію, що знаходиться в контакті з кристалами цієї речовини, встановлюється динамічна рівновага:
BaSO 4 (т) = Ba 2+ (р) + SO 4 2-(р).
Для цього рівноважного процесу можна написати вираз константи рівноваги з огляду на те, що концентрація твердої фази не входить у вираз константи рівноваги: Kp =
Ця величина називається добутком розчинності малорозчинної речовини (ПР). Таким чином, у насиченому розчині малорозчинної сполуки добуток концентрацій його іонів у ступені стехіометричних коефіцієнтів дорівнює величині добутку розчинності. У розглянутому прикладі
ПР BaSO4 = .
Твір розчинності характеризує розчинність малорозчинної речовини при даній температурі: чим менше добуток розчинності, тим гірше розчинна сполука. Знаючи добуток розчинності, можна визначити розчинність малорозчинного електроліту та вміст його у певному обсязі насиченого розчину.
У насиченому розчині сильного малорозчинного електроліту добуток концентрацій його іонів у ступенях, рівних стехіометричним коефіцієнтам при даних іонах (при даній температурі), є постійна величина, звана добутком розчинності.
Величина ПР характеризує порівняльну розчинність однотипних (що утворюють при дисоціації однакову кількість іонів) речовин. Чим більше ПР даної речовини, тим більша його розчинність. Наприклад:
У разі найменш розчинним є гідроксид заліза (II).
Умова утворення осаду :
X · y> ПР(K x A y).
Ця умова досягають введенням однойменного іона в систему насичений розчин - осад. Подібний розчин є пересиченимщодо даного електроліту, тому з нього випадатиме осад.
Умова розчинення осаду:
X · y< ПР(K x A y).
Цю умову досягають, зв'язуючи один з іонів, що посилаються осадом у розчин. Розчин у цьому випадку - ненасичений. При введенні в нього кристалів малорозчинного електроліту вони розчинятимуться. Рівноважні молярні концентрації іонів K y+ та A x- пропорційні розчинності S (моль/л) речовини K x A y:
X·S і = y·S
ПР = (x · S) x · (y · S) y = x x · y y · S x+y
Отримані вище співвідношення дозволяють розраховувати значення ПР за відомою розчинністю речовин (а отже, і рівноважні концентрації іонів) за відомими значеннями ПР при T = const.
