Автор заданий – Хлебникова Л.А.

Вариант 1.

Задание.В пробирках находятся водные растворы растворимых солей калия, магния, алюминия, аммония, железа(II), железа (III). Можно ли используя только один реактив, различить растворы этих солей? Если это невозможно, укажите набор необходимых реактивов. Опишите ход определения. Посуда и оборудование:Штатив для пробирок, пробирки.

Вариант 2.

Задание.В пробирках находятся водные растворы хлорида натрия, гидроксида натрия, иодида калия, нитрата свинца, сульфата алюминия. Используя растворы только этих солей, определите содержимое этих пробирок. Опишите ход определения. Напишите уравнения реакций. Посуда и оборудование:Штатив для пробирок, пробирки.

Класс

Автор заданий – Хлебникова Л.А.

Задание:В пакетах находятся сухие соли: хлориды натрия, бария, свинца и карбонаты натрия и кальция, а в пробирках без надписей - растворы соляной кислоты, серной кислоты и вода. Используя только растворы, находящиеся в пробирках без надписей, определите содержимое каждого пакета и пробирок. Напишите ход определения и уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Посуда и оборудование: Штатив для пробирок, пробирки, ложечка для отбора проб.

Класс

Автор заданий – Хлебникова Л.А.

Определение состава смеси солей.В растворе имеется смесь двух солей натрия :

карбонат натрия и одна из солей галогенидов натрия (бромид натрия отсутствует).

1. Предложите методики качественного и количественного определения смеси, если известна масса навески.

2. Проведите качественное и количественное определение смеси.

3. Напишите уравнения проводимых реакций.

4. Определите массовые доли (в %%) карбоната натрия и галогенида натрия в смеси.

Реактивы:

1. раствор CaCl₂
2. раствор HNO₃ ( конц.)
3. раствор AgNO₃

4. раствор H₂SO₄ Cn=0,1000N

5. индикатор - метиловый оранжевый

Посуда:

1. Штатив для пробирок
2. Пробирки
3. Установка для титрования
4. Мерная колба на 200 мл. с задачей
5. Пипетка на 20 мл.
6. Маленький химический стакан для промывания пипетки
7. Коническая колба для титрования

Класс

Автор заданий – Хлебникова Л.А.

Определение состава карбоновых кислот.В отличие от неорганических кислот карбоновые кислоты даже при больших разбавлениях диссоциируют очень слабо, для растворения таких кислот используют растворы щелочей.

Задание:

1.Предложите методику определения состава карбоновой кислоты методом объемного анализа (методом нейтрализации)

2. Выберите индикатор, используемый при титровании, объясните свой выбор .

3. Напишите уравнения проводимых реакций.

4. По данным, полученным при титровании, проведите расчеты и определите состав карбоновой кислоты.

5. Напишите структурную формулу карбоновой кислоты

Реактивы:

1. Раствор NaOH

2. Раствор H₂SO₄ Сn = 0,1000N

3. Набор индикаторов

Посуда и оборудование:

1. Установка для титрования

2. Две конические колбы с навесками.

3. Коническая колба для титрования

4. Пипетка на 25 мл

Решения заданий практического тура заключительного (городского) этапа

Класс

Вариант 1.

Распознать вещества можно, используя только концентрированный раствор щелочи. Тогда в пробирке с солью калия не будет наблюдаться никаких изменений, в пробирке с раствором соли магния выпадет белый осадок, в пробирке с раствором соли алюминия выпадет бесцветный студенистый осадок, растворяющийся при дальнейшем добавлении щелочи, в пробирке с солью аммония будет выделяться газ (определение по запаху), в пробирке с раствором соли железа(II) выпадет светло-зеленый, быстро буреющий осадок, а в пробирке с раствором соли железа (III) – бурый осадок.

Уравнения реакций (на примере хлоридов и гидроксида натрия):

1) MgCl₂ + 2NaOH = Mg(OH)₂↓ + 2NaCl (Mg²⁺ + 2OH^– = Mg(OH)₂↓)

2) NH₄Cl + NaOH = NH₃↑ + H₂O + NaCl (NH₄⁺ + OH^– = NH₃↑ + H₂O)

3) AlCl₃ + 3NaOH = Al(OH)₃↓ + 3NaCl (Al³⁺ + 3OH^– = Al(OH)₃↓)

Al(OH)₃ + NaOH = NaAl(OH)₄ (Al(OH)₃ + OH^- = Al(OH)₄^-)

4) FeCl₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + 2NaCl (Fe²⁺ + 2OH^– = Fe(OH)₂↓)

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃

5) FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃↓ + 3NaCl (Fe³⁺ + 3OH^– = Fe(OH)₃↓)

Вариант 2.

Рассмотрим попарное взаимодействие этих веществ:

	NaCl	NaOH	KI	Pb(NO3)2	Al2(SO4)3
NaCl	-	-	-	Белый осадок	-
NaOH	-	-	-	Бесцветный студенистый осадок	Бесцветный студенистый осадок, растворяющийся в избытке щелочи
KI	-	-	-	Желтый осадок	-
Pb(NO3)2	Белый осадок	Бесцветный студенистый осадок	Желтый осадок	-	Белый осадок
Al2(SO4)3	-	Бесцветный студенистый осадок, растворяющийся в избытке щелочи	-	Белый осадок	–

Из таблицы отчетливо видно различие в результатах исследования растворов.

Уравнения реакций:

1. 2NaCl + Pb(NO₃)₂ = PbCl₂↓ + 2NaNO₃ (Pb²⁺ + 2Cl^– = PbCl₂↓)

2. 2NaOH + Pb(NO₃)₂ = Pb(OH)₂↓ + 2NaNO₃ (Pb²⁺ + 2OH^– = Pb(OH)₂↓)

3. 6NaOH + Al₂(SO₄)₃ = 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4 (Al³⁺ + 3OH^– = Al(OH)₃↓)

Al(OH)₃ + NaOH = NaAl(OH)₄ (Al(OH)₃ + OH^- = Al(OH)₄^-)

4. 2KI + Pb(NO₃)₂ = PbI₂↓ + 2KNO₃ (Pb²⁺ + 2I^– = PbI₂↓)

5. 3Pb(NO₃)₂ + Al₂(SO₄)₃ = 3PbSO₄↓ + 2Al(NO₃)₃

Класс

Рассмотрим отношение указанных солей к воде и кислотам:

	H2O	HCl	H2SO4
NaCl	растворяется	Растворяется	растворяется
BaCl2	Растворяется	Растворяется	Выпадает осадок
PbCl2	Не растворяется	Растворяется с трудом	Выпадает осадок
Na2CO3	Растворяется	Растворяется, выделяется газ	Растворяется, выделяется газ
CaCO3	Не растворяется	Растворяется, выделяется газ	Растворяется, выделяется газ

Из таблицы отчетливо видно различие в результатах исследования растворов.

Уравнения реакций:

BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2HCl (Ba²⁺ + SO₄^2– = BaSO₄↓)

PbCl₂ + H₂SO₄ = PbSO₄↓ + 2HCl (PbCl₂ + SO₄^2– = PbSO₄↓ + 2Cl^–)

PbCl₂ + HCl = HPbCl₃ (PbCl₂ + Cl^– = PbCl₃^–) – принимаются и другие варианты хлорокомплкексов свинца

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + CO₂↑ + H₂O (CO₃^2- + 2H⁺ = CO₂↑ + H₂O)

Na₂CO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + CO₂↑ + H₂O (CO₃^2- + 2H⁺ = CO₂↑ + H₂O)

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O (CaCO₃ + 2H⁺ = Ca²⁺ + CO₂↑ + H₂O)

CaCO₃ + H₂SO₄ = CaSO₄ + CO₂↑ + H₂O (CaCO₃ + 2H⁺ = Ca²⁺ + CO₂↑ + H₂O)

Класс

1. Раствор в мерной колбе довести до метки дистиллированной водой, тщательно перемешать.

2. Перелить небольшое количество раствора в пробирки и провести качественное определение смеси. Для этого подкислить выданный раствор азотной кислотой (выделяется газ:

Na₂CO₃ + 2HNO₃ = 2NaNO₃ + CO₂↑ + H₂O; СО₃^2- + 2Н⁺ = СО₂↑ + Н₂О) и добавить в одну пробирку – раствор хлорида кальция, в другую – раствор нитрата серебра. Варианты:

А) при добавлении хлорида кальция выпадает белый осадок – следовательно, в исходной пробе содержался фторид натрия: CaCl₂ + 2NaF = CaF₂↓ + 2NaCl; Ca²⁺ + 2F^– = CaF₂↓);

Б) при добавлении нитрата серебра выпадает белый осадок – следовательно, в исходной пробе содержался хлорид натрия: AgNO₃ + NaCl = AgCl↓ + NaNO₃; Ag⁺ + Cl^– = AgCl↓);

В) при добавлении нитрата серебра выпадает желтый осадок, а исходный раствор при подкислении приобрел бурый цвет – следовательно, в исходной пробе содержался иодид натрия: AgNO₃ + NaI = AgI↓ + NaNO₃; Ag⁺ + I^– = AgI↓ и

6NaI + 8HNO₃ = 6NaNO₃ + 2NO + 3I₂ + 4H₂O

3. После проведения качественного определения, перелить небольшое количество раствора в маленький химический стакан и промыть этим раствором пипетку.

4. Отобрать пипеткой 20 мл. раствора из мерной колбы в коническую колбу.

5. Добавить 3-5 капель индикатора метилового оранжевого (проводится кислотно-основное титрование для определения содержания карбоната натрия).

6. Титровать раствором серной кислоты до точки эквивалентности (до перехода окраски из желтой в оранжевую).

7. Титрование повторить несколько раз до достижения сходящихся результатов.

8. По полученным данным рассчитать массовую долю каждого компонента в смеси:

m(Na₂CO₃) = 106*C_к-ты*V_к-ты*V_{мерн. колбы}/(1000*V_{пипетки}),

Где 106 г/моль – молярная масса карбоната натрия,

1000 – коэффициент пересчета объема из мл в л,

С_к-ты – конфентрация кислоты в моль/л.

w(Na₂CO₃) = m(Na₂CO₃)/m(нав.)*100%

Класс

Ход работ

А) Определение концентрации щелочи.

1.Отобрать пипеткой 25 мл. раствора щелочи в коническую колбу.

2. Добавить 3-5 капель индикатора метилового оранжевого.

3.Титровать раствором серной кислоты в присутствии метилоранжа до точки эквивалентности (до перехода окраски из желтой в оранжевую ).

4. Определить концентрацию щелочи по соотношению:

C_к-ты*V_к-ты = C_щел.* V_щел., где С – молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация) кислоты и щелочи, соответственно.

Б) Определение концентрации карбоновой кислоты.

1.Отобрать пипеткой 25 мл. раствора щелочи и перенести в коническую колбу, где находится навеска карбоновой кислоты.

2.Растворить навеску кислоты в щелочи круговыми движениями. Если навеска плохо растворяется, добавить воды.

3. Добавить 3-5 капли индикатора метилового оранжевого.

4.Титровать раствором серной кислоты в присутствии индикатора метилоранжа до точки эквивалентности (до перехода окраски из желтой в оранжевую).

4. Формул для расчета

М = 1000*m_нав

Cn*(A-B)

Где М – молярная масса карбоновой кислоты,

m_нав – масса навески,

Cn – молярная концентрация эквивалента ( нормальная концентрация) раствора серной кислоты,

A – объем раствора серной кислоты, пошедший на титрование щелочи,

B –объем раствора серной кислоты, пошедший на титрование щелочи после растворения карбоновой кислоты

Для анализа были предложены следующие кислоты: гидроксикарбоновая кислота (салициловая кислота, C₆H₄COOH(OH)), гидроксикарбоновая кислота, содержащая сульфогруппу (сульфосалициловая кислота, C₆H3COOH(OH)(SO₃H)), карбоновая кислота, содержащая нитрогруппу ( нитробензойная кислота, C₆H₄(NO₂)(COOH)).