Практическая работа №8. Свойства кислот, оснований, оксидов и солей.<br /><br />Оборудование:<br /><br />Реактивы:<br /><br />Источники опасности:<br /><br />Ход работы:<br /><br />Опыт №1. Химические свойства соляной кислоты.<br /> А) Взаимодействие кислоты с металлами, находящимися в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода. <br /><br />В пробирку с алюминиевыми стружками прилейте 2 - 3 мл раствора соляной кислоты. Объясните наблюдаемое.<br />Составьте уравнение реакции. Сделайте вывод.<br /> Б) Взаимодействие кислоты с основаниями (реакция нейтрализации<br /><br /> В пробирку с гидроксидом натрия (подкрашенным фенолфталеином) налейте 1 - 2 мл раствора соляной кислоты. Объясните наблюдаемое.<br /><br />Составьте молекулярное и ионные уравнения реакций. Сделайте вывод.<br />В) Взаимодействие кислоты с солями (обязательное условие, выпадение осадка или выделение газа в результате реакции).<br /><br />В пробирку с соляной кислотой прилейте несколько капель нитрата серебра. Какие изменения наблюдаете?<br /><br />Составьте молекулярное и ионные уравнения реакций. Сделайте вывод.<br /><br />Опыт №4. Химические свойства солей.<br /><br />В пробирку с сульфатом меди(II) прилейте 1-2 мл гидроксида натрия. Какие изменения наблюдаете?<br /><br />Составьте молекулярное и ионные уравнения реакций. Сделайте вывод

Объяснение:

Общая характеристика и строение элементов VA группы

В состав подгруппы азота, составляющей семейство пниктидов, входят азот, фосфор, мышьяк, сурьма и висмут. Это химические элементы 15-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элементы главной подгруппы V группы).

Электронное строение

Все элементы главной подгруппы V группы, имеют пять электронов на внешнем электронном уровне. В целом характеризуются как неметаллы к присоединению электронов выражена значительно слабее, по сравнению с халькогенами и галогенами. Все элементы подгруппы азота имеют электронную конфигурацию внешнего энергетического уровня атома и могут проявлять в соединениях степени окисления от −3 до +5.

Рассмотрим закономерности изменения свойств элементов по группе. В V группе главной подгруппы сверху вниз эффективный заряд ядра увеличивается, орбитальный радиус также увеличивается, восстановительные свойства атомов возрастают, окислительные свойства атомов уменьшаются.

Свойства

Первые представители подгруппы — азот и фосфор — типичные неметаллы, мышьяк и сурьма проявляют металлические свойства, висмут — типичный металл.

Таким образом, с ростом радиуса элемента, в данной группе резко изменяются свойства составляющих её элементов: от типичного неметалла до типичного металла. Химия этих элементов очень разнообразна и, учитывая различия в свойствах элементов, при изучении её разбивают на две подгруппы — подгруппу азота и подгруппу мышьяка.

Физические свойства

Азот — газ, фосфор и все остальные элементы — твердые вещества. Это объясняется тем, что начиная с третьего периода (фосфор) элементы объединяются в большие полимерные молекулы. Такое изменение молекулярной структуры при переходе от азота к фосфору и вызывает резкое изменение агрегатных состояний веществ.

Фосфор — неметалл, в чистом виде имеет 4 аллотропные модификации:

1. Белый фосфор — самая химически активная модификация фосфора. Имеет молекулярное строение; формула P4, форма молекулы — тетраэдр. По внешнему виду белый фосфор очень похож на очищенный воск или парафин, легко режется ножом и деформируется от небольших усилий. Чрезвычайно химически активен. Например, он медленно окисляется кислородом воздуха уже при комнатной температуре и светится (бледно-зелёное свечение), ядовит.

2. Красный фосфор — представляет собой полимер со сложной структурой. Имеет формулу Pn. В зависимости от получения и степени дробления красного фосфора, имеет оттенки от пурпурно-красного до фиолетового, а в литом состоянии — тёмно-фиолетовый с медным оттенком. Красный фосфор на воздухе не самовоспламеняется, но самовоспламеняется при трении или ударе. Это свойство используется при изготовлении спичек, ядовитость его в тысячи раз меньше, чем у белого.

3.Чёрный фосфор — это наиболее стабильная термодинамически и химически наименее активная форма элементарного фосфора, чёрное вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь и похожее на графит, не растворимо в воде и органических растворителях, проводит электрический ток и, аналогично кремнию, имеет свойства полупроводника.

4. Металлический фосфор - имеет плотную и инертную металлическую структуру, очень хорошо проводит электрический ток.

Мышьяк - представляет собой хрупкий полуметалл стального цвета, существует в нескольких аллотропных модификациях. Наиболее устойчив при обычных условиях и при нагревании металлический или серый мышьяк, который обладает металлической электрической проводимостью.

Сурьма - полуметалл серебристо-белого цвета с синеватым оттенком, грубозернистого строения. Известны четыре металлических аллотропных модификаций сурьмы и три аморфные модификации (жёлтая, чёрная и взрывчатая сурьма). Сурьму добавляют в некоторые сплавы для придания им твердости (типографский металл). Соединения сурьмы похожи по химическим свойствам на соединения мышьяка, но отличаются более выраженными металлическими свойствами.

Висмут — тяжёлый серебристо-белый металл с розоватым оттенком. Со временем покрывается тёмно-серой оксидной плёнкой. Наряду со свинцом и оловом входит в состав большинства легкоплавких припоев и сплавов.

Химические свойства соединений

С водородом элементы подгруппы азота образуют соединения типа (аммиак , фосфин , арсин ), в которых проявляют степень окисления -3, с кислородом образуют оксиды, проявляя различные степени окисления. например азот может изменять их от +1 до +5. Высшие оксиды имеют общую формулу , которому соответствуют кислоты состава и (все элементы, кроме азота). Азот в соединениях с высшей степенью окисления является сильным окислителем. Свойства азотной и азотистой кислот рассмотрены подробно в теме "Кислоты азота

1. б)1s22s2p63s23p63d104s2

2. а) 2:3

Формула сульфата алюминия: Al2(SO4)3, значит на 2 моля алюминия приходится 3 моля сульфат-ионов (без учета гидролиза)

3. в)Si

Найдем молярную массу: 2,33*12,1=28,1 г/моль . По таблице Менделеева находим, что это кремний.

4.a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5⇒г) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 3d1⇒в) 1s2 2s2 3p6 3s2 3p3 3d2 б) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 3d3

У вас немного накосячено написание электронных формул, если я правильно восстановила, то получится такая последовательность.

5. а) 2 моль гидроксида бария (Ba(OH)2 - 4 моль ионов)

б) 1.5 моль ортофосфата алюминия (AlPO4 -  3 моль ионов)

в) 4 моль 0.5 моль нитрата железа (Fe(NO3)3 - здесь либо 16 моль , если в задании 4 моль стоит, либо 2 моль, если в задании стоит 0,5 моль)

д) 2.5 моль  оксида магния (MgO -  5 моль)

Получатся 2 варианта в зависимости от того, сколько взято нитрата алюминия. Если оба количества вещества, то будет так:

0.5 моль нитрата железа⇒1.5 моль ортофосфата алюминия⇒2 моль гидроксида бария⇒2.5 моль  оксида магния⇒4 моль нитрата железа

6. Здесь уточните чего в первой соли 16,43% . Где-то либо задание не дописано, либо какое-то слово пропущено.

7. Запишем формулу кристаллогидрата как MSO4*nH2O. Мольная доля кислорода в кристаллогидрате составляет х(О) = 0,5= (4+n)/(6+3n), откуда находим значение  n = 2. Выразим массовую долю кислорода в MSO4*2H2O:

w(O)=(6*16)/(m(M)+32+4*16+2*18),

откуда определяем молярную массу металла M(M) = 40 г/моль. По таблице Менделеева находим, что этот элемент - Са.

В результате запишем формулу кристаллогидрата CaSO4*2H2O.

Медный купорос - CuSO4*5H2O, кристаллическая сода Na2СО3, Железо - Fe.

1) Взаимодействие железа с медным купоросом:

Fe + CuSO4 ⇒ Cu + FeSO4  (1-е вещество)

После упаривания получим кристаллы железного купороса

FeSO4 *5H2O

2) нагревание медного купороса даст воду и безводный CuSO4:

CuSO4*5H2O⇒CuSO4+5H2O (2 вещество)

3) дальнейшее нагревание сульфата меди приведет к образованию оксида меди, оксида серы и кислороду:

2CuSO4⇒2CuO +2SO2+О2 (3,4,5 вещества)

4) Электролиз CuSO4 в водном растворе приводит к образованию кислорода, серной кислоты и меди:

2CuSO4+2Н2О⇒(электролиз)⇒2Cu+ 2Н2SO4+О2 (6,7 вещества)

5) Если полученную серную кислоту добавить к соде, то пройдет реакция:

Н2SO4+Na2СО3⇒Na2SO4+СО2+Н2О (9,10 вещества)

6) Если выделившийся углекислый газ пропускать над раствором соды, то пройдет реакция:

Na2СО3+СО2+Н2О⇒2NaНСО3 (11 вещество)