При проведении опытов с кислородом не должно быть рядом зажженной спиртовки!

Лабораторная работа.

Тема:Кислород и водород.

Цель работы:Получить в лабораторных условиях кислород и водород, изучить их химические свойства. Изучить свойства перекиси водорода.

Приборы и реактивы:перманганат калия кристаллический; сера; древесный уголь; цинк гранулированный; алюминий гранулированный; 20%-й раствор серной кислоты; раствор гидроксида натрия 20%-й; пероксид водорода, 3%; диоксид марганца; раствор иодида калия; крахмальный клейстер;гидрат окиси кальция; концентрированная соляная кислота; ложечка для сжигания; спиртовка; газоотводная трубка; пробирки; штатив для пробирок; стеклянные палочки.

Ход работы

ОПЫТ 1.Получение и собирание кислорода, изучение его свойств.

При проведении опытов с кислородом не должно быть рядом зажженной спиртовки!

1.1. Получение О₂.

В основе получения кислорода в лаборатории лежит реакция разложения перманганата калия (1):

(1)

- Укрепите горизонтально в зажиме штатива сухую пробирку с 0,5 г кристаллического KMnO₄ (рис.1).

Рис. 1. Получение кислорода методом вытеснения воздуха

- Закройте пробирку с газоотводной трубкой, конец которой опустите на дно сухой пробирки.

- Подогрейте пробирку целиком, а затем KMnO₄.

- Испытайте выделяющийся газ тлеющей лучинкой. Для этого подожгите лучинку и погасите ее. Поднесите тлеющую лучинку к краю пробирки.

1.2. Изучение свойств О₂.

- Положите в ложечку для сжигания кусочек серы, подожгите ее на пламени спиртовки (под тягой). Обратите внимание на цвет и размер пламени горящей серы. Внесите горящую серу в колбу с кислородом. Какие изменения в горении серы наблюдаются? Напишите уравнения реакции горения серы.

- Положите в ложечку для сжигания небольшой кусочек древесного угля, накалите на пламени спиртовки и внесите в колбу с кислородом. Как изменилась интенсивность горения угля в кислороде? Напишите уравнения реакции горения угля.

?Какой вывод о свойствах кислорода можно сделать на основании проведенных опытов? Как влияет на интенсивность горения веществ замена воздуха кислородом? Чем это объясняется?

ОПЫТ 2.Получение водорода и его горение.

1.1 Получение водорода при взаимодействии цинка и кислоты.

Водород получаем при взаимодействии активного металла (цинка) с серной кислотой (2):

(2)

Рис. 2. Прибор для получения водорода

Собрать прибор (рис.2). Внесите в пробирку 5-6 кусочков цинка, прилить 15-20 мл 20%-го раствора H₂SO₄. Закройте пробирку пробкой с отводной трубкой (конец трубки должен быть оттянут) и, когда реакция пойдет бурно, подожгите выделяющийся из отводной трубки газ. Подержите над пламенем водорода холодную стеклянную воронку или часовое стекло (выполнять с лаборантом и преподавателем!). Что наблюдаете? Напишите уравнения окислительно-восстановительных реакций получения водорода и его горения. Можно ли получить водород действием серной и соляной кислоты на любой другой металл? Сделайте общий вывод.

1.2 Получение водорода при взаимодействии алюминия и щелочи.

Положить в пробирку несколько кусочков алюминия, прилить 2-3 мл 20%-го раствора NaOH. Если реакция идет плохо, осторожно нагреть пробирку. Определить какой газ выделяется.

Напишите уравнения реакций: взаимодействия алюминия с водой, оксида алюминия со щелочью с образованием тетрагидроксоалюмината натрия Na[Al(OH)₄]. Почему алюминий не взаимодействует с водой в отсутствие щелочи?

ОПЫТ 3.Свойства пероксида водорода.

1.1 Разложение пероксида водорода.

Внесите в пробирку небольшое количетсво 3 %-ного раствора пероксида водорода и несколько кристаллов диоксида марганца, являющегося катализатором в данной реакции. Внесите в пробирку тлеющую лучинку. Какой газ выделяется? Уравнение реакции разложения пероксида водорода (3):

(3)

1.2 Окислительные свойства пероксида водорода.

К раствору перекиси водорода прилить несколько капель раствора йодида калия. Что наблюдается? Разбавить раствор водой и внести в него 1-2 капли раствора крахмала. Что происходит. Методом электронного баланса уравнять реакцию (4):

(4)

Контрольные вопросы

1. Запишите уравнения реакции в цепи превращений:

Na → NaОН → Аl(ОН)₃ → Аl₂О₃ → Аl

2. Расставьте коэффициенты в уравнениях методом ионно-электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель:

а) КМnО₄ + Н₂О₂+ Н₂SО₄ → К₂SО₄ + МnSО₄ + О₂ + Н₂О;

б) Сl₂ + Н₂О₂ → НСl + О₂;

в) Н₂О₂ + НI → I₂ + Н₂О;

г) Н₂О₂ + СrСl₃ + КОН → К₂СrО₄ + КСl + Н₂О;

д) Н₂О₂ + Н₂S → Н₂SО₄ + Н₂О;

е) Н₂О₂ + НIО₃ → I₂ + О₂ + Н₂О.

3. Сколько литров водорода выделится при действии соляной кислоты на 112 г железа?