Лабораторные работы по "Неорганической химии"

ЖЕЛЕЗО

Опыт № 1. Взаимодействие железа с кислотами.

В четыре пробирки налили по пять капель следующих кислот: 2 н. HCl, 2 н. H₂SO₄, концентрированную H₂SO₄, 2 н. HNO₃. В каждую пробирку положили кусочек железной стружки. Пробирку с концентрированной серной кислотой нагрели. Затем в каждую пробирку добавили по капле 0,01 н. раствора роданида калия. Растворы окрасились в красный цвет в пробирках с концентрированной серной и азотной кислотами, это вызванной тем, что в них присутствуют ионы Fe³⁺.

 

1. Fe+2HCl=FeCl₂
2. Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂
3. 2Fe+6H₂SO_4(K)=Fe₂(SO₄)₃+3SO₂+6H₂O
4. Fe+4HNO₃=Fe(NO₃)₃+NO+2H₂O

 

Fe³⁺+3SCN^-=Fe(SCN)₃

 

 

 

Опыт №2. Характерные  реакции на ионы железа.

А) Взаимодействие солей железа (II) с гексацианоферратом (III) калия.

Приготовили в пробирке соль Мора (NH₄)₂SO₄×FeSO₄×6H₂O и добавили каплю раствора гексацианоферрата (III) калия (красная кровяная соль).

 

(NH₄)₂SO₄×FeSO₄×6H₂O +K₃[Fe(CN)₆]=KFe[Fe(CN)₆]+ (NH₄)₂SO₄+6H₂O+K₂SO₄

 

Б) Взаимодействие солей железа (III) с гексацианоферратом (II) калия.

Поместили в пробирку 2-3 капли раствора хлорида железа (III) и добавили одну каплю раствора гексацианоферрата (II) калия (желтая кровяная соль).

FeCl₃+K₄[Fe(CN)₆]= KFe[Fe(CN)₆]+3KCl

 

В) Взаимодействие солей железа (III) с роданидом калия.

Поместили в пробирку 2-3 капли раствора железа (III) и добавили каплю раствора роданида калия. То же самое проделали с солью Мора.

 

FeCl₃+3KSCN=Fe(SCN)₃+3KCl  - кроваво-красный

(NH₄)₂SO₄×FeSO₄×6H₂O +2KSCN=(NH₄)₂SO₄+Fe(SCN)₂+K₂SO₄+6H₂O

 

Опыт №3. Восстановительные  свойства железа (II).

А) Восстановление перманганата калия. Поместили в пробирку 5 капель раствора перманганата калия и 2 капли 2 н. раствора серной кислоты. Добавили к раствору один микрошпатель соли железа (II). Раствор обесцветился.

 

2KMnO₄+2FeSO₄+4H₂SO₄=2MnSO₄+ Fe₂(SO₄)₃+K₂SO₄+4H₂O – обесвечивание р-ра

 

Б) Восстановление пероксида водорода. Приготовили в двух пробирках раствор Мора. В одну добавили 3 капли 2 н. раствора серной кислоты и 3 капли 3 %-ного раствора перекиси водорода, а затем в обе пробирки добавили по 0.01 н. раствора роданида калия.

1. H₂O₂ + H₂SO₄ + 2FeSO₄= Fe₂(SO₄)₃ + 2H₂O

Fe₂(SO₄)₃ + 6KSCN=2Fe(SCN)₃+3K₂(SO₄)₃  - кроваво-красный

2. (NH₄)₂SO₄×FeSO₄×6H₂O +2KSCN=(NH₄)₂SO₄+Fe(SCN)₂+K₂SO₄+6H₂O

 

Опыт №4. Получение гидроксида железа (III) и исследование его свойств

Налить в две пробирки по 5 капель раствора хлорида железа (III) и добавить по 3 капли 2 н. раствора щелочи до получения бурого осадка гидроксида железа (III). Испытала полученный гидроксид на растворимость в 2 н. кислоте и щелочи.

FeCl₃+3KOH = Fe(OH) ₃↓+3KCl - бурый осадок

Fe(OH) ₃ + 3НCl = FeCl₃+ 3H₂O – растворение

Fe(OH) ₃ +3KOH = K₃[Fe(OH)₆] – растворение

Опыт №5. Окислительные свойства железа (III)

а) Окисление иодида калия. В пробирку с 3 каплями раствора FеС1₃ добавить 1 - 2 капли раствора иодида калия

4FeCl₃+4KI = 2I₂ + 4KCl  +4 FeCl₂  - желтый цвет

б) Окисление цинка. В пробирку с 3 каплями раствора FеС1₃ поместить кусочек цинка

FeCl₃+ Zn = Fe + ZnCl₂

Опыт №6. Гидролиз солей железа (II) и железа (III)

а) Гидролиз сульфата железа (II). Поместить в пробирку 5 капель нейтрального раствора лакмуса и добавить два микрошпателя соли Мора. Взболтать содержимое пробирки

2FeSO₄ + 2НОН = (FeОН)₂SO₄ + H₂SO₄

2Fe²⁺  +  2НОН = 2(FeОН)⁺ + 2Н⁺  среда кислая

б) Гидролиз хлорида железа (III). Поместить в две пробирки по 5 капель нейтрального раствора лакмуса и добавить по 2 микрошпателя хлорида железа (III).

1. FeCl₃+ НОН = FeОНCl₂ + НС1

Fe³⁺  +  НОН = FeОН²⁺  +  Н⁺  среда кислая, лакмус красный

2. FeОНCl₂ + НОН   Fe(ОН)₂Cl + НС1

FeОН²⁺  +  НОН = Fe(ОН)₂⁺ + Н⁺  среда кислая, лакмус более красный

3. Fe(ОН)₂Cl + НОН Fe(ОН)₃ ↓+  НС1

Fe(ОН)₂⁺ + НОН= Fe(ОН)₃↓+ Н⁺  среда кислая, лакмус более красный

 

2FeCl₃ + 3Na₂CO₃ + 3НОН  = 2Fe(ОН)₃ ↓+  6NaCl + 3CO₂­

2 Fe³⁺  +  3 CO₃^2- +  3НОН = = 2Fe(ОН)₃ ↓+ 3CO₂­

 

 

 

 

 

КОБАЛЬТ.    НИКЕЛЬ

Опыт 1. Получение гидроксидов кобальта (II) и никеля (II) и исследование их свойств

а) Получение гидроксида кобальта (II) и его окисление. Влить в две пробирки по 2 - 3 капли раствора соли кобальта и добавить по каплям раствор гидроксида натрия. Сначала появляется синий осадок основной соли кобальта, который затем меняет цвет на розовый вследствие образования гидроксида кобальта (II).

CoCl₂ +  NaOH  = NaCl  + Co(OH)Cl ↓ - синий осадок

Co(OH)Cl + +  NaOH  = NaCl  + Co(OH)₂↓ -  розовый осадок

В одной пробирке размешать осадок стеклянной палочкой для  обеспечения лучшего соприкосновения Со(ОН)₂ с кислородом воздуха, в другую - добавить 3 % - ного раствора пероксида водорода.

1. 4 Co(OH)₂ + О₂ + 2H₂O = 4 Co(OH)₃↓ - темно-бурый осадок
2. 2Co(OH)₂+ H₂O₂= 2 Co(OH)₃↓ - темно-бурый осадок

б) Получение гидроксида никеля (II) и его окисление. Налить в три пробирки по 2 - 3 капли раствора соли никеля (II) и добавить по каплям раствор гидроксида натрия до выпадения осадка гидроксида никеля (II).

NiCl₂ + 2NaOH  = 2NaCl  + Ni(OH)₂↓ – белый студенистый осадок

 

 В первой пробирке перемешать осадок стеклянной палочкой, во вторую пробирку добавить 2 - 3 капли 3 % - ного раствора пероксида водорода, в третью - каплю бромной воды.

1. 4Ni (OH)₂ + О₂ + 2H₂O = 4Ni (OH)₃↓ - черно-бурый осадок
2. 2Ni (OH)₂+ H₂O₂= 2Ni (OH)₃↓ - черно-бурый осадок
3. 2Ni (OH)₂+ Br₂ + 2H₂O =2HBr + 2Ni (OH)₃↓ - черно-бурый осадок

Опыт 2 Получения сульфидов кобальта и никеля

Налить в  две пробирки по 2 - 3 капли раствора соли кобальта и попробовать получить сульфид кобальта, прибавляя сероводородную воду и сульфид аммония. Такие же опыты провести с раствором соли никеля (II).

CoCl₂ + H₂S  = CoS↓ + 2HCl

CoCl₂ + (NH₄)₂S  = CoS↓ + 2(NH₄)Cl

 

NiCl₂ + H₂S  = NiS↓ + 2HCl

NiCl₂ + (NH₄)₂S  = NiS↓ + 2(NH₄)Cl

 

Опыт 3 Комплексные соединения кобальта и никеля

а) Получение аммиачного комплекса кобальта. Влить в пробирку 3-4 капли раствора соли кобальта и добавить по каплям 25 % - ный раствор аммиака. Вначале выпадет осадок гидроксида кобальта (II). Затем осадок растворится вследствие образования комплексного основания кобальта [Со(NНз)₆](ОН)₂.

CoCl₂ +  2NH₄OH  = 2NH₄Cl  + Co(OH)₂↓-  розовый осадок

Co(OH)₂+ 6NH₃ =  [Со(NНз)₆](ОН)₂ ярко-розовый

 Полученный раствор разлить в две пробирки. В одной из них тщательно перемешать раствор стеклянной палочкой и наблюдать за изменением окраски вследствие окисления полученного комплексного соединения кобальта (II) в комплексное соединение кобальта (III) с координационным числом, равным 6.

[Со(NНз)₆](ОН)₂ + О₂= [Со(NНз)₆](ОН)₃ желтый

Прилить две  капли раствора сульфида аммония.

[Со(NНз)₆](ОН)₃ + 3(NH₄)₂S  = Со₂S₃↓ +12NH₃ + 4H₂O

Во вторую пробирку добавить 2-3 капли 3 % - ного раствора пероксида водорода.

2[Со(NНз)₆](ОН)₂ + H₂O₂= Co(OH)₃↓ +12NH₃

 

б) Получение аммиачного комплекса никеля. Растворить один микрошпатель сухого хлорида никеля (II) в 5 каплях воды. Добавить по каплям раствор 2 н. щелочи до выпадения осадка и затем 5 капель 25 % - ного раствора аммиака до растворения осадка.

NiCl₂ + 2NaOH  = 2NaCl  + Ni(OH)₂↓ – белый студенистый осадок

Ni(OH)₂ + 6NH₃ = [Ni(NH₃)₆](OH)₂ – синий

Подействовать на полученный раствор раствором сульфида аммония

[Ni(NH₃)₆](OH)₂ + (NH₄)₂S  = NiS + 8NH₃ + 2H₂O