Лабораторная работа №9

Подгруппа цинка (Zn, Cd, Hg)

Цель работы: Изучить свойства цинка, кадмия, ртути и их соединений.

Необходимые реактивы: цинк (гранулированный, стружки), цинковая пыль, железо восстановленное, ртуть, олово (фольга), медь (фольга), сера элементарная, иод, сульфат железа (II), оксид ртути (II), нитрат ртути (II), сульфат ртути (II), нитрат ртути (I), сульфид ртути (II), сульфат кадмия.

Растворы: азотная кислота (2н, 30% и концентрированная, r=1,4 г/см³), серная кислота (2н и концентрированная, r=1,84 г/см³), хлористоводородная кислота (2н, 18% и концентрированная, r=1,18 г/см³), 2н растворы уксусной кислоты, гидроксида натрия, гидроксида аммония, карбоната натрия, ацетата натрия, сульфата меди (II), растворы хлорида ртути (II) (0,2н), нитрата ртути (II) (0,2н и 2%), нитрата ртути (I) (0,2н и 5%), хлорида олова (II) (0,1н), иодида калия (0,1н), 0,5н. растворы сульфида аммония или натрия, нитрата калия, сульфата кадмия, сульфата цинка, хлорида цинка, нитрата кобальта, хлорид аммония (насыщенный раствор), нейтральный раствор лакмуса, сероводородная вода.

Необходимое оборудование: пробирки, пипетки, воронка коническая, делительная воронка на 100 мл, мерный цилиндр на 25 мл, колбы конические на 50 -100 мл, химические стаканы на 50 - 100 мл, фильтр Шотта № 3, термометр до 100⁰, электрический паяльник, фарфоровая чашка, фарфоровый тигель с крышкой, фильтровальная бумага, индикаторная бумага, лучинка.

При работе с ртутью и ее соединениями необходимо придерживаться следующих правил:

- все работы с ртутью и ртутными соединениями проводить в вытяжном шкафу!

- все приборы и посуду, которые содержат ртуть, всегда следует ставить на особую эмалированную подставку (или поднос), сделанную из железа, с высокими бортами.

- все остатки ртути и растворов, содержащих соединения ртути, выливать в склянки, сдавать лаборанту.

- после работы с ртутью необходимо тщательно вымыть руки с мылом.

- капли случайно разлитой ртути необходимо тотчас же собрать пылесосом или чистой поверхностью цинковой жести, или щеткой, ворсинки которой сделаны из тонкой медной проволоки. Собранную ртуть перенести в специальную посуду для загрязненной ртути, установленную на подносе, и залить водой.

- ни в коем случае ртуть или ее соли не выливать и не выбрасывать в раковины!

9.1. Получение кадмия и ртути.

9.1.1. В одну коническую пробирку положить маленький кусочек металлического цинка, в другую – кусочек медной фольги. В первую пробирку внести 10 капель раствора сульфата кадмия, во вторую (с медью) – 10 капель нитрата ртути. Что наблюдается? Дать объяснение с помощью ряда стандартных электродных потенциалов.

9.1.2. Небольшое количество красной модификации оксида ртути (II) нагреть в пробирке, укрепленной горизонтально в штативе. Доказать разложение оксида ртути (II), обнаружив продукты реакции. Написать уравнение реакции.

9.2. Взаимодействие цинка с кислотами и щелочами.

Работу проводить в вытяжном шкафу!

9.2.1. В шесть пробирок поместить по кусочку гранулированного цинка и подействовать в отдельности разбавленными и концентрированными растворами кислот хлористоводородной, серной и азотной. Наблюдать происходящие явления. Нагреть те пробирки, в которых на холоде не началась реакция. После растворения цинка в разбавленной азотной кислоте доказать присутствие ионов аммония в полученном растворе. Написать уравнения реакций в молекулярном и электронно-ионном виде.

9.2.2. Поместить в пробирку немного цинковых стружек и прилить концентрированный раствор щелочи. Нагреть. Наблюдать выделение газа. Доказать опытным путем, что выделяющийся газ – водород. Объяснить механизм происходящих реакций. Написать уравнение реакции в молекулярном и электронно-ионном виде.

9.3. Свойства соединений цинка, кадмия и ртути.

9.3.1. Оксиды цинка и кадмия. На крышку тигля положить несколько кристаллов нитратов цинка и кадмия, нагреть их вначале осторожно, а затем сильно прокалить. Что наблюдается? Какой цвет имеют получившиеся оксиды? Написать уравнения реакций.

9.3.2. Гидроксиды цинка и кадмия. К растворам солей цинка и кадмия прилить небольшое количество 1н раствора гидроксида натрия, разделить полученные осадки на две части и испытать их отношение к растворам кислот и щелочей. Что наблюдается? Какие свойства гидроксидов цинка и кадмия характеризуют данные реакции? Написать уравнения реакций. В каких условиях происходит наиболее полное осаждение гидроксидов цинка и кадмия?

9.3.3. Гидроксид ртути. В коническую пробирку налить 5-7 капель нитрата ртути (II), добавить 2-3 капли раствора щелочи. Сделать вывод об устойчивости гидроксида ртути (II)

9.3.4. Сульфиды цинка, кадмия и ртути. (Тяга). Поместить в три пробирки отдельно по 5-7 капель раствора солей цинка, кадмия и ртути и подействовать на них 2-3 каплями сульфида аммония или сульфида натрия. Отметить цвет осадков. Промыть осадки дистиллированной водой, отцентрифугировать их и испытать на растворимость в 2н серной кислоте. Какой из осадков растворяется? Сопоставить величины произведений растворимости этих сульфидов и объяснить растворение осадка в первой пробирке.

9.4. Комплексные соединения цинка, кадмия, ртути.

9.4.1. В одну коническую пробирку налить 3-5 капель раствора соли цинка, в другую – раствора соли кадмия. Затем отдельно в каждую пробирку добавлять по каплям раствор аммиака до растворения первоначально образовавшегося осадка. Написать уравнения реакций с учетом, что координационное число цинка и кадмия в полученных соединениях равно четырем.

9.4.2. В коническую пробирку налить 3-5 капель раствора нитрата ртути (II), добавлять по каплям в него раствор соли иодида калия до образования осадка. Отметить цвет осадка. Затем продолжать наливать по каплям иодид калия до полного растворения осадка. Написать уравнения реакций. Координационное число ртути в комплексном соединении также равно четырем.

9.5. Гидролиз солей цинка, кадмия и ртути.

9.5.1. Испытать раствором нейтрального лакмуса или с помощью универсальной индикаторной бумаги реакцию среды растворов сульфата цинка и хлорида цинка. Написать уравнения реакций гидролиза.

9.5.2. В горячий раствор хлорида цинка опустить кусочек цинка, предварительно очистив его поверхность наждачной бумагой. Наблюдать выделение водорода. Объяснить механизм происходящих процессов. Написать уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

9.5.3. Испытать раствором нейтрального лакмуса или по универсальному индикатору реакцию среды раствора сульфата кадмия. Объяснить наблюдаемое явление. Написать уравнение реакции гидролиза в молекулярной и ионной форме.

9.5.4. К раствору сульфата кадмия прилить раствор карбоната натрия. Наблюдать образование осадка. Продуктом какой ступени гидролиза является образовавшееся вещество? Написать молекулярные и ионные уравнения реакций гидролиза карбоната кадмия по ступеням.

9.5.5. Несколько кристаллов сульфата или нитрата ртути (II) растворить в 3-5 каплях дистиллированной воды. Наблюдать выпадение осадка основной соли. Определить реакцию раствора по универсальному индикатору. Написать уравнение реакции гидролиза.

Дата добавления: 2015-06-25