Получение и свойства соединений бора и алюминия

Цель работы: ознакомиться с методами получения и свойствами соединений бора и алюминия.

Необходимые реактивы: тетраборат натрия, борная кислота, алюминий металлический (гранулированный, опилки и проволока), сульфид алюминия, сульфид натрия; растворы: хлористоводородная кислота (37%, 20% и 1 и 2М), азотная кислота (65% и 1М), серная кислота (96% и 1М), гидроксид натрия (20% и 2М), гидроксид аммония (2М), 1М растворы хлорида кальция, тетрабората натрия, карбоната натрия, хлорида хрома (III), хлорида железа (III), хлорида кобальта (II), нитрата никеля (II), сульфата алюминия, хлорида аммония, ацетат свинца (0,2М), борная кислота (5%), сульфат меди (0,5М), сульфат марганца (2М), нитрат ртути (II) (0,2М), этанол.

Необходимое оборудование: пробирки химические, химический стаканы на 150 мл, фарфоровые ступка, пестик и чашки, шпатель металлический, пипетки на 2 и 10 мл, стеклянная коническая воронка, воронка Бюхнера, колба Бунзена, железная пластинка, стеклянная палочка, наждачная бумага, фильтровальная бумага, pH-метр, электроплитка, асбестовая сетка.

7.1. Свойства бора.

7.1.2. Окисление бора азотной кислотой.

Все операции проводить в вытяжном шкафу! Крупинку аморфного бора поместить в фарфоровую чашку и прилить 2 мл 65% азотной кислоты. Смесь выпарить до начала образования кристаллов, нагревая фарфоровую чашку через асбестовую сетку на электроплитке. Написать уравнения реакций. Объяснить наблюдаемые явления. Как относится бор к действию кислот и щелочей?

7.2. Получение и свойства борной кислоты.

7.2.1. Получение борной кислоты из тетрабората натрия.

Растворить при нагревании в пробирке 1 г тетрабората натрия в 3 мл воды. Взять 1-2 капли раствора и определить его рН с помощью универсального индикатора. Почему изменяется цвет универсального индикатора? Написать уравнения реакции гидролиза тетрабората натрия. К остальному раствору прилить 1 мл концентрированной хлористоводородной кислоты. Охладить пробирку с раствором в проточной воде, отфильтровать кристаллы борной кислоты на воронке Бюхнера и высушить, отжимая их фильтровальной бумагой. Высушенные кристаллы взвесить. Определить выход борной кислоты в процентах от теоретического.

7.2.2. Исследование кислотных свойств борной кислоты.

Приготовить 50 мл 1% раствора борной кислоты и с помощью рН-метра определить рН приготовленного раствора.

7.2.3. Обнаружение борной кислоты и ее солей.

В одну фарфоровую чашку поместить около 0,1 г борной кислоты, а в другую – около 0,1 г тетрабората натрия. К содержимому обеих фарфоровых чашек добавить по 1 мл этанола и 1 каплю концентрированной серной кислоты, перенести под тягу и поджечь. Какого цвета пламя? Написать уравнения реакций образования этилового эфира борной кислоты и его горения.

7.3. Получение и свойства солей борных кислот.

7.3.1. Получение метаборатов и их растворимость.

В две пробирки налить по 1 мл раствора тетрабората натрия. В первую пробирку добавить 3-4 капли раствора хлорида кальция, а во вторую – три капли раствора ацетата свинца (II). Написать уравнения реакций, учитывая, что образуются метабораты. Объяснить наблюдаемые явления.

7.4. Свойства алюминия.

7.4.1. Взаимодействие алюминия с растворами кислот.

В три пробирки налить по 5 капель разбавленных (1M) растворов хлористоводородной, серной и азотной кислот. Опустить в каждую пробирку по кусочку алюминия одинакового размера. В какой из кислот более энергично протекает реакция? Какие газы выделяются?

Аналогично провести эксперименты с концентрированными растворами этих кислот (В вытяжном шкафу!). Написать уравнения реакций в молекулярной и электронно-ионной формах.

7.4.2. Взаимодействие алюминия с растворами щелочей..

В пробирку налить 0,5 мл раствора щелочи. Опустить кусочек алюминия. Нагреть. Наблюдать растворение металла. Какой газ выделяется? Какое вещество играет роль окислителя? Какова роль щелочи? Написать уравнение реакции в молекулярной и электронно-ионной формах.

7.4.3. Взаимодействие алюминия с кислородом и водой..

Кусочек алюминиевой проволоки длиной 5 см зачистить наждачной бумагой, согнуть дугой и опустить концами в пробирку с раствором нитрата ртути (II). Через 1-2 минуты алюминиевую проволоку достать из раствора нитрата ртути (II), промокнуть фильтровальной бумагой и опустить одним концом в пробирку с дистиллированной водой, а другой конец проволоки оставить на воздухе. Объяснить наблюдаемые явления. Написать уравнения реакций в молекулярной и электронно-ионной формах.

7.5. Свойства соединений алюминия.

7.5.1. Получение и свойства гидроксида алюминия.

Налить в три пробирки по 4 капли раствора сульфата алюминия. В первую и вторую пробирку прибавить по каплям 2 М раствор гидроксида натрия до образования объемистого осадка, а в третью – прилить раствор гидроксида аммония. В первую пробирку добавить 10-15 капель 2 М раствора гидроксида натрия, во вторую – 10-15 капель раствора хлористоводородной кислоты, а в третью – 10-15 капель раствора гидроксида аммония. Объяснить наблюдаемые явления. Написать уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

7.5.2. Гидролиз солей алюминия.

C помощью рН-метра определить рН 1 М раствора сульфата алюминия. Написать уравнения гидролиза сульфата алюминия в молекулярной и ионной формах.

В пробирку налить 4-5 капель раствора сульфата алюминия и добавить столько же раствора карбоната натрия. Что образуется в результате гидролиза? Почему в этом случае гидролиз протекает необратимо? Написать уравнения реакции в молекулярной и ионной формах. В другую пробирку налить 4-5 капель сульфата алюминия и добавить 1 каплю раствора гидроксида натрия. Что наблюдается? Добавить в пробирку гидроксид натрия до полного растворения осадка. Затем добавить 10-15 капель раствора хлорида аммония. Раствор нагреть и прокипятить до полного удаления аммиака. Объяснить наблюдаемые явления. Написать уравнения реакций в молекулярной и ионной форме.

Дата добавления: 2015-06-25