Лабораторные работы по дисциплине «Химия» Оглавление

Лабораторные работы по дисциплине
«Химия»
Оглавление
Лабораторная работа № 1 .......................................................................................................... 2
КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ...................................................................... 2
Лабораторная работа № 2 .......................................................................................................... 5
ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ. ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ. ............................................................. 5
Лабораторная работа № 3 .......................................................................................................... 6
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОСТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ .......................................................... 6
Лабораторная работа № 4 .......................................................................................................... 8
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ .................................................................................... 8
Лабораторная работа № 5 ........................................................................................................11
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ ............................................................................................................11
Лабораторная работа № 1
КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
–
изучить реакции
кислотно-основного
взаимодействия неорганических соединений, исследовать способы
получения и химические свойства оксидов, оснований, кислот и солей.
По описанию проделанных химических опытов составьте уравнения
реакций и сделайте соответствующие выводы о свойствах веществ.
ОСНОВНЫЕ ОКСИДЫ И ИХ СВОЙСТВА
Опыт 1. В пробирку поместили кристаллики оксида кальция и смочили
несколькими каплями дистиллированной воды. Наблюдается образование
мутноватого раствора. При добавлении в раствор капли индикатора
фенолфталеина раствор окрашивается в малиновый цвет, объясните причину
изменения цвета раствора и составьте уравнение реакции растворения оксида
кальция в воде, назовите полученное соединение.
Опыт 2. В две отдельные пробирки с оксидом кальция добавили
соляную кислоту и щелочь. В пробирке с кислотой наблюдается растворение
оксида кальция, а в пробирке со щелочью – нет. В чем причина? Напишите
уравнение реакции и сделайте вывод о свойствах оксида.
ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОТ
Опыт 3. Взаимодействие кислотного оксида с водой.
В колбу поместили немного дистиллированной воды и прибавили 2-3
капли индикатора лакмуса. Вода окрасилась в фиолетовый цвет. По окраске
индикатора определите характер среды. В железной ложечке нагрели
порошок серы до воспламенения и осторожно опустили ложку в колбу с
водой. После сгорания серы содержимое колбы (воду и газ) перемешали.
Раствор окрасился в красный цвет. По окраске индикатора определите
характер среды. Почему изменилась окраска? Напишите уравнения реакции
горения серы и растворения оксида серы (IV) в воде.
Опыт 4. Взаимодействие соли с кислотой.
В пробирку поместили немного кристаллического ацетата натрия и
добавили разбавленный раствор серной кислоты. Наблюдается запах уксуса.
Напишите уравнение реакции.
ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ОСНОВАНИЙ
Опыт 5. Получение растворимых оснований.
В кристаллизатор (толстостенная чаша) с водой добавить три капли
индикатора фенолфталеина. Вода осталась бесцветной. Почему? По окраске
индикатора определите характер среды. Из фильтровальной бумаги сделали
маленькую коробочку, положили в нее пинцетом небольшой кусочек
металлического натрия, предварительно очищенного от керосина
фильтровальной бумагой, и осторожно опустили в кристаллизатор с водой.
Наблюдали бурное протекание реакции. Кусочек металлического натрия стал
перемещаться по поверхности воды и загорелся. При этом раствор окрасился
в малиновый цвет. По его окраске определите характер среды. За счет чего
кусочек натрия перемещался по поверхности воды? Запишите уравнение
реакции. Сделайте выводы из наблюдений.
Опыт 6. Получение нерастворимых оснований.
В две пробирки налили 2-3 капли сульфата меди и постепенно при
помешивании добавили по каплям в каждую пробирку раствор щелочи.
Наблюдали выпадение осадка голубого цвета. Запишите уравнение реакции.
К полученному осадку в одной пробирке добавили серную кислоту и
наблюдали растворение. В другую пробирку с осадком добавили раствор
щелочи и с осадком ничего не произошло. Почему? Напишите уравнения
реакций.
То же самое проделали с сульфатом цинка. Вначале наблюдали
выпадение белого осадка, который растворился как в серной кислоте, так и в
растворе щелочи. Почему? Напишите уравнения реакций. Какое из
полученных оснований проявляет амфотерные свойства?
ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА СРЕДНИХ, КИСЛЫХ И ОСНОВНЫХ СОЛЕЙ
Опыт 7. Получение средней соли.
В пробирку налили раствор гидроксида кальция, через который стали
пропускать углекислый газ (оксид углерода (IV)) из аппарата Кипа до
появления белого осадка. Напишите уравнение реакции. Назовите
полученное соединение.
Опыт 8. Получение кислой соли.
Через раствор с осадком, полученным в предыдущем опыте,
пропустили избыток оксида углерода (IV). Наблюдали растворение осадка.
Составьте уравнение реакции. Назовите полученное соединение.
Затем к полученному раствору добавили 3-4 капли гидроксида кальция.
Вновь наблюдали выпадение белого осадка. Объясните наблюдаемые
явления, напишите уравнение реакции и сделайте вывод о свойствах кислых
солей.
Опыт 9. Получение основной соли.
В две пробирки налили по 3-4 капли раствора хлорида кобальта (II)
розового цвета и в каждую из них добавили по 1-2 капли раствора щелочи.
Наблюдали выпадение осадка сине-фиолетового цвета. Напишите уравнение
реакции.
В одну из пробирок налили соляной кислоты, осадок растворился,
раствор вновь стал розовый. В другую пробирку с сине-фиолетовым осадком
добавили избыток щелочи, осадок стал розового цвета.
Составьте уравнения реакций и сделайте выводы о свойствах основных
солей.
Сделайте общий вывод по проделанной лабораторной работе.
Оглавление
Лабораторная работа № 2
ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ. ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ – изучить явление гидролиза всех типов солей,
определить с помощью универсального индикатора рН водных растворов
кислот, оснований, слей, а также воды.
По описанию проделанных химических опытов составьте уравнения
реакций и сделайте соответствующие выводы о свойствах веществ.
рН ВОДНЫХ РАСТВОРОВ КИСЛОТ, ОСНОВАНИЙ, СОЛЕЙ И ВОДЫ
Опыт 1. На полоски универсальной индикаторной бумаги (по числу
веществ) подействовали следующими веществами: водой, уксусной
кислотой, соляной кислотой, раствором гидроксида аммония, раствором
гидроксида натрия, раствором сульфата алюминия, раствором карбоната
натрия, раствором гидрокарбоната натрия, раствором хлорида натрия,
раствором ацетата натрия, раствором ацетата аммония. Наблюдали
изменение окраски индикаторной бумаги и по шкале определили значение
рН всех растворов, представленные в таблице. По значению рН определите
характер среды и занесите в таблицу.
№ п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Формула вещества
H2O
CH3COOH
HCl
NH4OH
NaOH
Al2(SO4)3
Na2CO3
NaHCO3
NaCl
CH3COONa
CH3COONH4
рН
7
5
1
9
14
3
13
11
7
10
7
Характер среды
Для водных растворов солей напишите уравнения гидролиза по первой
ступени в ионном и молекулярном виде.
СОВМЕСТНЫЙ ГИДРОЛИЗ ДВУХ СОЛЕЙ
Опыт 2. В пробирку внесли по 3-4 капли растворов сульфата
алюминия и карбоната натрия. Отметили выделение газа оксида
углерода (IV) и выпадение осадка гидроксида алюминия. Напишите
уравнение реакции в молекулярной и ионной формах.
Сделайте общий вывод по проделанной работе.
Лабораторная работа № 3
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОСТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ – научиться составлять уравнения окислительновосстановительных реакции, изучить влияние различных факторов на
протекание окислительно-восстановительных процессов.
По описанию проделанных химических опытов составьте уравнения
реакций и сделайте соответствующие выводы о свойствах веществ.
ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ОКИСЛИТЕЛЯ НА ОКИСЛИТЕЛЬНОВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС
Опыт 1. В две пробирки с кусочками медной стружки добавили в одну
раствор разбавленной азотной кислоты, в другую – раствор
концентрированной азотной кислоты. Первую пробирку нагрели в пламени
спиртовки.
В первой пробирке наблюдали выделение бесцветного газа,
растворение меди и окрашивание раствора в голубой цвет.
Во второй пробирке реакция началась без нагревания. Наблюдали
выделение бурого газа, раствор окрасился в голубой цвет.
Для какого иона характерна появившаяся окраска раствора? Какой газ
выделяется в первом и втором случаях?
Напишите уравнения реакций, используя метод электронного баланса.
ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ОКИСЛИТЕЛЯ НА ОКИСЛИТЕЛЬНОВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС
Опыт 2. В пробирку к кристаллам дихромата калия добавили
концентрированной соляной кислоты и нагрели содержимое пробирки.
Оранжевый цвет раствора, характерный для дихромат ионов изменился на
зеленый, характерный для ионов хрома (III). Также наблюдали выделение
газа желтого цвета с резким запахом, раздражающим дыхательные пути.
Составьте уравнение реакции, используя метод электронного баланса.
ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ НА ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ
СВОЙСТВА ИСХОДНЫХ ВЕЩЕСТВ
Опыт 3. В три пробирки налили по 3-4 капли раствора перманганата
калия фиолетового цвета. В пробирках создали кислую, нейтральную и
щелочную среду, для чего в одну пробирку добавить 2-3 капли раствора
серной кислоты, во вторую – столько же воды, в третью – такое же
количество щелочи. Во все три пробирки внести кристаллический сульфит
натрия. Перемешали растворы до полного растворения кристаллов.
В первой пробирке наблюдали обесцвечивание раствора. Во второй
пробирке выпал осадок бурого цвета. В третьей пробирке окраска раствора
стала изумрудно-зеленой.
Написать уравнение реакций, используя метод электронного баланса.
Отметить изменение окраски перманганата калия, имея в виду, что
соединения марганца в различных степенях окисления имеют характерные
окраски: ион MnO4– имеет фиолетовую окраску, ион MnO42– – зеленую, ион
Mn2+ – бесцветный. Диоксид марганца (MnO2) – труднорастворимое
вещество бурого цвета.
ИЗМЕНЕНИЕ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ
АТОМОВ ЭЛЕМЕНТОВ С ПРОМЕЖУТОЧНОЙ СТЕПЕНЬЮ ОКИСЛЕНИЯ
Опыт 4. В одну пробирку налили 3-4 капли оранжевого раствора
дихромата калия, а во вторую – бесцветный раствор иодида натрия. В обе
пробирки добавили по 3-4 капли серной кислоты и кристаллического нитрита
калия. В первой пробирке раствор стал зеленым, окраска характерна для иона
хрома (III)). Во второй пробирке раствор окрасился в коричневый цвет
вследствие выделения молекулярного йода. Напишите уравнения
проведенных реакций, используя метод электронного баланса.
Сделайте общий вывод по проделанной работе.
Оглавление
Лабораторная работа № 4
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
1. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ – конструирование гальванических элементов,
описание электродных процессов и определение электродвижущей силы.
По описанию проделанных химических опытов составьте уравнения
реакций и сделайте соответствующие выводы о свойствах веществ.
Опыт 1. Налили в стаканчик раствор серной кислоты с концентрацией
1 моль/л. Поставить его в углубление подставки гальванометра и погрузили в
раствор H2SO4 электроды (цинковый и медный). Наблюдать отклонение
стрелки гальванометра, обусловленное возникновением электрического тока
вследствие различной величины электродных потенциалов из цинка и меди.
Запишите значения стандартных электродных потенциалов этих металлов из
справочника и укажите направление перехода электронов во внешней цепи.
Составьте схему работы гальванического элемента и опишите
электродные процессы.
Zn  H2SO4  Cu
Опыт 2. Один из стаканчиков заполнили доверху раствором ZnSO4 с
концентрацией 1 моль/л, другой – раствором CuSO4 с концентрацией
2 моль/л. Оба стаканчика поставили в углубление подставки с
гальванометром. Соединили стаканчики электролитическим мостиком,
заполненным раствором хлорида калия в смеси с агар-агаром. Погрузили в
стаканчики электроды (цинковый и медный). Наблюдать отклонение стрелки
гальванометра. Вычислить теоретическое значение э.д.с. гальванического
элемента
Zn  ZnSO4  CuSO4  Cu, подсчитав предварительно электродные
потенциалы цинкового и медного электродов, опущенных в растворы солей.
Составьте схему работы этого гальванического элемента и опишите
электродные процессы. Для чего растворы соединили электролитическим
мостиком?
2. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ. РЯД
НАПРЯЖЕНИЙ МЕТАЛЛОВ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ – исследование активности металлов в зависимости
от их положения в электрохимическом ряду напряжений.
Опыт 3. Вытеснение металлов металлами
В три пробирки налили по 5-6 капель раствора сульфата меди и
опустили в первую кусочек железа, во вторую – цинка, в третью – алюминия.
Наблюдали обесцвечивание голубого раствора сульфата меди, частичное
растворение металлов и образование на их поверхности розового налета
металлической меди.
Объяснить наблюдаемое явление с точки зрения ряда активностей
металлов (ряда напряжений).
Напишите уравнения химических реакций.
Опыт 4. В три пробирки налили по 5-6 капель растворов: в первую –
сульфата железа (II), во вторую – сульфата меди (II), в третью – нитрата
свинца.
Опустили в эти растворы по кусочку цинка и выдержали 3-10 минут.
Наблюдали частичное растворение цинка и образование на его поверхности
налета металлического железа, меди и свинца. Написать уравнение реакций в
ионной форме.
3. ЭЛЕКТРОЛИЗ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ – исследование электролиза растворов солей,
описание катодных и анодных процессов, протекающих при электролизе с
инертным и растворимым анодом.
Электролиз – процесс раздельного окисления и восстановления на
электродах, осуществляемый за счет постоянного электрического тока,
накладываемого извне.
Опыт 5. Электролиз раствора иодида калия
U-образную трубку укрепили в зажиме штатива. Налили в нее до
половины раствор иодида калия и добавили 1-2 капли индикатора
фенолфталеина в оба колена трубки. Опустили в оба колена трубки угольные
электроды и включили постоянный ток.
Наблюдали выделение бесцветного газа в одном колене трубки,
раствор в нем окрасился в малиной цвет, во втором колене трубки наблюдали
появление коричневого окрашивания вследствие выделения молекулярного
йода.
Какой из электродов является катодом, а какой анодом?
Объясните явления с точки зрения окислительно-восстановительных
процессов. Составьте схему электролиза раствора иодида калия.
Опыт 6. Электролиз раствора сульфата натрия
U-образную трубку налили до половины раствор сульфата натрия и
добавили 1-2 капли индикатора лакмуса в оба колена трубки. Опустили в оба
колена трубки угольные электроды и включили постоянный ток.
Наблюдали выделение бесцветного газа в одном колене трубки и
раствор в нем окрасился в красный цвет, во втором колене трубки –
выделение бесцветного газа, раствор окрасился в синий цвет.
Какой из электродов является катодом, а какой анодом? Составьте
схему электролиза водного раствора сульфата натрия.
Какова реакция растворов у катода и у анода?
Опыт 7. Электролиз раствора сульфата меди (II)
Налили в U-образную трубку раствор сульфата меди (II). Пользуясь
угольными электродами, пропустили постоянный ток в течение 4-5 минут.
Наблюдали выделение бесцветного газа в одном колене трубки, в другом
колене трубки на поверхности электрода наблюдали образование розового
налета металлической меди. Составьте схему электролиза водного раствора
сульфата меди (II).
Опыт 8. Электролиз раствора сульфата меди (II) с растворимым
анодом
Присоединили электрод с отложившейся в предыдущем опыте медью к
положительному полюсу источника тока, а другой электрод – к
отрицательному полюсу, пропустили постоянный ток.
Наблюдали растворение меди на аноде и образование меди на катоде.
Составьте схему электролиза водного раствора сульфата меди (II) с
медным анодом. Сделайте выводы.
Сделайте общий вывод по проделанной работе.
Оглавление
Лабораторная работа № 5
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ – исследовать процессы коррозии металлов и
способы защиты от нее.
По описанию проделанных химических опытов составьте уравнения
реакций и сделайте соответствующие выводы о свойствах веществ.
Опыт 1. Коррозия, возникающая при контакте двух металлов
Налили в пробирку 12-15 капель соляной кислоты и опустили кусочек
химически чистого цинка. Выдержали несколько минут, отметили выделение
водорода с поверхности металлического цинка, затем коснулись цинка
медной проволочкой. Наблюдали увеличение скорости выделения водорода,
причем газ стал выделяться с поверхности медной проволоки. В каком случае
процесс коррозии протекает быстрее? Дайте объяснение наблюдаемым
явлениям. Составьте схему коррозионного процесса.
Опыт 2. Образование микрогальванопар
Налили в две пробирки по 10-15 капель раствора серной кислоты. В
одну из пробирок добавили 3-4 капли раствора сульфата меди. Затем в обе
пробирки опустили по кусочку химически чистого цинка. В пробирке с
сульфатом меди реакция протекает намного интенсивнее. Составьте схему
коррозионного процесса.
Опыт 3. Влияние анионов на скорость коррозии металлов
В две пробирки налили по 10-15 капель раствора сульфата меди и
поместили по кусочку алюминия. Затем в одну пробирку бросили несколько
кристалликов хлорида натрия. В пробирке с хлоридом натрия реакция
протекает намного интенсивнее. Напишите уравнение протекающих
процессов. Какой из анионов – сульфат-ион или хлорид-ион – является более
коррозионно агрессивным по отношению к металлическому алюминию?
ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ
Опыт 4. Анодные и катодные покрытия
В две пробирки налили половину из объема дистиллированной воды и
добавили по 2-3 капли раствора серной кислоты, по одной капле раствора
красной кровяной соли K3[Fe(CN)6]. Растворы перемешали. Красная кровяная
соль является реактивом на ионы Fe2+. Образуется турнбулева синь.
На пластинках оцинкованного и луженого железа сделали глубокие
царапины. В одну из пробирок опустили пластинку оцинкованного железа, а
в другую – луженого. В пробирке с пластинкой луженого железа наблюдали
образование синего окрашивания, в пробирке с оцинкованным железом
ничего не произошло. Какая из пластинок подвергается коррозии? Дайте
объяснение наблюдаемым явлениям. Составьте схемы коррозионных
процессов.
Опыт 5. Оксидирование железа
Железную пластинку зачистили наждачной бумагой, промыли,
погружая сначала на 1-2- минуты в пробирку с раствором соляной кислоты, а
затем в пробирку с дистиллированной водой. В коническую колбу на
половину объема налили раствор для оксидирования (в 1 литре воды
содержится 600 г едкого натра и 60 г нитрита), опустили туда железную
пластинку и нагревали на электрической плитке до кипения.
Через 10 минут от начала кипения, отметили, что пластина покрылась
черным блестящим налетом. Объясните наблюдаемые явления.
Опыт 6. Протекторная защита
В две пробирки налили по 10-12 капель раствора уксусной кислоты и
добавили по 2 капли раствора иодида калия. В одну пробирку поместили
свинец в контакте с цинком, в другую – только свинец. В первой пробирке с
кусочком свинца ничего не произошло, а во второй пробирке на его
поверхности наблюдали образование йодида свинца ярко-желтого цвета.
Объясните наблюдаемые явления. Составьте схему действия гальванопары.
Опыт 7. Замедление коррозии при помощи ингибитора
В две пробирки налили на половину их объема раствор соляной
кислоты. Внесли в каждую немного алюминиевой стружки и нагрели. После
того, как стали наблюдать интенсивное выделение водорода добавили в одну
из пробирок уротропин. В этой пробирке интенсивность выделения водорода
заметно ослабевает. Объясните наблюдаемые явления.
Сделайте общий вывод по проделанной работе.
Оглавление