Свойства растворов электролитов

Опыт 1. Сравнение степени диссоциации растворов кислот

и оснований:

а) В три пробирки налейте по 2-3 мл 0,1 N раствора серной, уксусной и борной кислот. В каждую из них добавьте по 2-3 капли раствора метилоранжа. Какую окраску приобрел раствор в каждой из пробирок?

В каждую пробирку бросьте по небольшому кусочку магния.

Что при этом наблюдается? Какой газ выделяется? Изменяется ли окраска индикатора к концу реакции? Почему? Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном видах. От концентрации каких ионов в растворе зависит скорость реакции между кислотой и магнием?

б) В две пробирки налейте 1-2 мл хлорида кальция. В одну пробирку добавьте немного 0,2 N раствора гидроксида натрия, а в другую - 0,2 N раствора гидроксида аммония.

Что при этом наблюдается? Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном видах.

Опыт 2.Реакции на ион хлора.

Налейте в пробирку 1-2 мл разбавленной соляной кислоты и добавьте в неё 2-3 капли раствора нитрата серебра.

Что при этом наблюдается? Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Проведите в отдельных пробирках реакции между растворами хлорида натрия, хлорида кальция и раствором нитрата серебра.

Какой ион является аналитическим на ион хлора?

Опыт 3. Реакции на ион SO₄^2-

Налейте в пробирку 1-2 мл разбавленной серной кислоты и добавьте в неё 2-3 капли хлорида бария.

Что наблюдается? Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Между какими ионами идет реакция?

Проведите в отдельных пробирках реакции между растворами сульфата натрия, сульфата магния и раствором хлорида бария.

Какой ион является аналитическим на ион SO₄^2-?

Опыт 4. Смещение ионного равновесия слабого электролита.

Налейте в одну пробирку 3 мл 0,1 N раствора уксусной кислоты, а в другую - 3 мл чистой воды. Прибавьте в обе пробирки по 2-3 капли метилоранжа. Какую окраску имеет индикатор в каждой пробирке? Почему? Оставьте пробирку с водой для сравнения.

В пробирку с раствором уксусной кислоты насыпьте немного сухого ацетата натрия. Слегка взболтайте содержимое пробирки.

Как изменится окраска раствора? Почему?

Опыт 5. Гидролиз солей.

В 4 отдельные пробирки налейте по 2-3 мл разбавленных растворов следующих солей: в первую - раствор карбоната натрия, во вторую - сульфата алюминия, в третью - карбоната аммония, в четвертую хлорида натрия. В каждую пробирку опустите поочередно розовую и синюю лакмусовые или универсальную индикаторную бумажки. Как изменится окраска индикаторной бумажки в каждой из пробирок? Почему? Напишите в молекулярном и ионном виде уравнения реакций гидролиза солей. В какой пробирке гидролиз не происходит? Почему? Определите рН растворов

Лабораторная работа № 5

Окислительно-восстановительные реакции

Опыт 1.

К 2 - 3 см³ раствора иодида калия KI прилейте несколько капель раствора серной кислоты H₂SO₄ и добавьте 2 - 3 см³ нитрита калия KNO₂. Наблюдайте и опишите изменения в пробирке. Определите изменение степени окисления иода и азота. Какие свойства проявляют эти элементы в данной реакции? Составьте уравнение реакции.

Опыт 2.

К 2 - 3 см³ раствора перманганата калия KMnO₄ прилейте несколько капель раствора серной кислоты H₂SO₄ и добавьте 2 - 3 см³ нитрита калия KNO₂. Наблюдайте и опишите изменения в пробирке. Определите изменение степени окисления азота и марганца. Какие свойства проявляют эти элементы в данной реакции? Сравните роль азота в первом и во втором опытах. Составьте уравнение реакции.

Опыт 3.

К 2 - 3 см³ раствора перманганата калия KMnO₄ прилейте несколько капель раствора серной кислоты H₂SO₄ и добавьте 2 - 3 см³ сульфита натрия Na₂SO₃. Наблюдайте и опишите изменения в пробирке. Определите изменение степени окисления серы и марганца. Какие свойства проявляют эти элементы в данной реакции? Сравните роль марганца во втором и третьем опытах. Составьте уравнение реакции.

Опыт 4.

К 2 - 3 см³ раствора перманганата калия KMnO₄ добавьте 2 - 3 см³ сульфита натрия Na₂SO₃. Наблюдайте и опишите изменения в пробирке Определите изменение степени окисления серы и марганца. Какие свойства проявляют эти элементы в данной реакции? Составьте уравнение реакции.

Опыт 5.

К 2 - 3 см³ раствора перманганата калия KMnO₄ прилейте немного раствора щелочи NaOH или KOH и добавьте 2 - 3 см³ сульфита натрия Na₂SO₃. Наблюдайте и опишите изменения в пробирке. Определите изменение степени окисления серы и марганца. Какие свойства проявляют эти элементы в данной реакции? Сделайте вывод о глубине протекания процесса восстановления марганца в кислой, нейтральной и щелочной средах. Составьте уравнение реакции.

Опыт 6.

К 2 - 3 см³ раствора бихромата калия K₂Cr₂O₇ прилейте несколько капель раствора серной кислоты H₂SO₄ и добавьте немного кристаллического сульфата железа (II) FeSO₄. Наблюдайте и опишите изменения в пробирке. Определите изменение степени окисления хрома и железа. Какие свойства проявляют эти элементы в данной реакции? Составьте уравнение реакции.

Лабораторная работа № 6

Свойства металлов

Опыт 1. Действие кислот на металлы.

1.1. В 1 н. растворы соляной, серной, уксусной кислот поместите по кусочку магния, цинка, железа, меди. Какие продукты получаются? Напишите уравнения реакций.

Опыт 2. Сравнительная активность металлов.

2.1. В пробирки с 2-3 мл водного раствора медного купороса поместите по кусочку железа, цинка, магния. Оставьте на 10 мин. Опишите наблюдения. Напишите реакции.

2.2. Используя кусочки меди, железа, цинка, магния, растворы их солей и разбавленную серную кислоту, по методике 2.1. составьте вытеснительный ряд для предложенных металлов. Определите место водорода в этом ряду.

Опыт 3. Гальванические элементы.

3.1. В 10%-ный раствор серной кислоты поочередно поместите пластинку меди и пластинку цинка. Опишите наблюдения. Напишите уравнения протекающих реакции.

Соберите схему, состоящую из двух электродов медь-цинк, поместите электроды в раствор серной кислоты. Объясните наблюдения. Напишите реакции, протекающие на электродах.

Замкните цепь через лампочку /1В/. Опишите наблюдения в момент замыкания цепи и через 1 мин.

Определите разность потенциалов с помощью вольтметра.

Замкните цепь через насыщенный раствор сульфата натрия /на часовом стекле/, добавив несколько капель спиртового раствора фенолфталеина. Опишите наблюдения.

3.2. Составьте концентрационный гальванический элемент. В стакан, содержащий 1 М раствор сульфата меди, поместите медный электрод. В другой стакан, содержащий 0.0001 М раствор сульфата меди, также поместите медный электрод. Растворы соедините электрохимическим ключом (U -образная трубка, заполненная коллоидным раствором агар-агар, содержащим сульфат магния или натрия). С помощью милливольтметра определите разность потенциалов между электродами.

ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ

1.Составьте математические выражения для скорости прямой реакции:

а) CO + Cl₂ Þ COCl₂ ; г) 2SO₂ + O₂ + 2H₂O Þ 2H₂SO₄;

б) 2NO + O₂ Þ 2NO₂; д) 2C(кр.) + O₂ Þ 2CO.

в) CaO(кр.) + CO₂ Þ CaCO₃;

2. Как изменится состояние равновесия в системах:

2Н₂ + O₂ Û 2Н₂О – 483,6 кДж,

N₂ + O₂ Û 2NO – 180,8 кДж,

если а) повысить температуру; б) увеличить давление; в) увеличить концентрации продуктов реакции?

3. Вычислите массовую долю, моляльную концентрацию и мольную долю хлорида бария в растворе, содержащем 50 г BaCl₂ в 1000 г воды.

4. Cоставьте полные ионные и молекулярные уравнения, соответствующие приведенным кратким уравнениям реакций:

NiOH⁺ + H⁺ Þ Ni²⁺ + H₂O;

BO₃^3- + 3H⁺ Þ H₃BO₃.

5. Составьте уравнения гидролиза Be(NO₃)₂, Rb₂S, BaCl₂ в молекулярном и ионном виде. Укажите рН среды.

6. Определите молярные концентрации ионов Н⁺ и ОН^-; рН и рОН 0,00001 М растворов азотной кислоты и едкого кали, если их степени диссоциации принять равными 1.

7. Вычислить степень окисления подчеркнутых элементов: КBrO₃, BaWO₄, Cl₂O₅

8. Определите окислитель и восстановитель в следующих превращениях:

NO₂ + H₂O Þ HNO₃ + HNO₂,

HNO₂ Þ HNO₃ + NO + H₂O,

HI + H₂SO₄ Þ I₂ + SO₂ + H₂O.

9. Подберите коэффициенты в уравнениях реакций, пользуясь методом полуреакций:

a) HBr + H₂SO₄ Þ Br₂ + SO₂ + H₂O,

б) SO₂ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ Þ K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + H₂O,

в) CuS + HNO₃ Þ Cu(NO₃)₂ + H₂SO₄ + H₂O + NO,

г) Na₂SO₃ + KIO₃ + H₂SO₄ Þ Na₂SO₄ + I₂ + K₂SO₄ + H₂O,

д) Ag + HNO₃ Þ AgNO₃ + NO₂ + H₂O,

е) Al + KNO₂ + KOH + H₂O Þ KAlO₂ + NH₃,

ж) MnSO₄ + KMnO₄ + H₂O Þ MnO₂ + K₂SO₄ + H₂SO₄

10.Составьте уравнения возможных реакций:

Zn + H₂SO₄(разб)Þ; Сu + HCl Þ; Na + HCl Þ; Al + H₂SO₄(конц) Þ; Ag + H₂SO₄(конц) Þ; Mg + HNO₃(очень разб) Þ.

11. Определите направление перемещения электронов во внешней цепи следующих гальванических элементов:

Fe½Fe(NO₃)₂½½ Pb(NO₃)₂½Pb;

Cu½Cu(NO₃)₂½½ AgNO₃½Ag;

Zn½ZnSO₄½½ MgSO₄½Mg.

Составьте уравнения реакций, протекающих на электродах.

12. Вычислите Э.Д.С. гальванического элемента, образованного никелевым электродом с концентрацией ионов никеля(II) 0,1 моль/л, и хромовым электродом с концентрацией ионов хрома(III) 0,0001 моль/л.

13. Определите массу веществ, выделившихся на золотых электродах в процессе электролиза сульфата меди при силе тока 2 А в течение 40 минут. Составьте уравнения электродных процессов.