«Изучение химических свойств воды»

П р а к т и ч е с к а я  р а б о т а «Изучение химических свойств воды» Ц е л ь:  научиться методам исследования химических свойств воды. I. Взаимодействие воды с простыми веществами. 1. Взаимодействие воды с металлами. а) Взаимодействие воды с натрием. Пробирку   с   водой   закрепите   вертикально   в   штативе,   бросьте   в   воду очищенный при помощи фильтровальной бумаги кусочек натрия величиной с горошину   и   накройте   из   предосторожности   воронкой.   Когда   весь   натрий прореагирует, то в воду капните фенолфталеина, чтобы показать образование щелочи. б) Взаимодействие воды с кальцием. Кусок кальция зачистите напильником или наждачной бумагой, небольшой кусочек  бросьте в кристаллизатор  с водой  и  накройте  его цилиндром   или пробиркой с водой. Последнюю целесообразно заполнить водой только на 2/3 объёма, чтобы водород перемешался с воздухом и при сгорании был слышен хлопок. Если взять значительное количество кальция, то видно, как в виде лёгкой   мути   опускается   вниз   малорастворимый   гидроксид   кальция. Выделяющийся   водород   заполняет   цилиндр   (пробирку).   Подожгите   его.   В воду добавьте раствор фенолфталеина. в) Взаимодействие воды с алюминием. Алюминий, лишённый оксидной плёнки, вытесняет водород из воды. Для этого амальгамированный алюминий опустите в пробирку с водой. Сразу же появляются   пузырьки   водорода.   На   дне   осаждаются   хлопья   гидроксида алюминия. г) Взаимодействие воды с железом. В середину водопроводной трубки длиной около полуметра насыпьте слой крупных   железных   опилок,   которые   с   обеих   сторон   закройте   асбестовой ватой.   Снаружи   трубки   отметьте   мелом,   где   находятся   опилки.   Трубку   с обеих сторон закройте резиновыми пробками с газоотводными трубками, одна из которых должна сообщаться с колбой, заполненной водой; конец другой опустите  в воду. Сначала  сильно  нагрейте  опилки  на  газовой  горелке  или каком­либо   подобном   источнике   нагревания.   Прокипятите   воду   в   колбе. Пары воды пройдут над раскалённым железом и прореагируют с ним. При этом образуются оксид железа (II), оксид железа (II, III) и водород. 2. Взаимодействие с неметаллами.а) Растворимость хлора в воде и приготовление хлорной воды (учитель обосновывает   теоретически   или   демонстрирует   с   помощью мультимедийных средств). В   1   объёме   воды   при   комнатной   температуре   растворяется   2,5 объёма хлора. Раствор хлора в воде носит название хлорной воды. Для приготовления хлорной воды через холодную воду под тягой в течение 5–8 минут пропустите сильный   ток   хлора.   Когда   вода   станет   жёлтой,   пропускание   хлора заканчивают.   Хлорную   воду   хранят   в   сосудах   с   притёртой   стеклянной пробкой и притёртым колпачком. Почему? II. Взаимодействие воды со сложными веществами. 1. Растворение аммиака в воде. При   комнатной   температуре   1   объём   воды   растворяет   700   объёмов амммиака.   Такая   большая   растворимость   показывает,   что   кроме   обычного растворения в данном случае имеет место и химическая реакция. Цилиндр с аммиаком опустите в чашку с водой; вода устремится в него и почти полностью его заполнит. При «аммиачном фонтане» жидкость изменяет свою окраску: из красной превращается в синюю (лакмус) или из бесцветной в малиновую (фенолфталеин). 2. Растворимость оксида углерода (IV) в воде. Оксид углерода (IV) довольно хорошо растворяется в воде (примерно 2 объёма газа на 1 объём воды). Для   проведения   опыта   ток   оксида   углерода   (IV)   пропустите   через фиолетовый раствор лакмуса в пробирке, цвет которого становится красным. Для сравнения на белом фоне поставьте пробирку с нейтральным лакмусом. При   нагревании   полученного   раствора   красный   цвет   переходит   в фиолетовый,   так   как   при   повышении   температуры   равновесие   реакции, происходящей при растворении оксида углерода (IV), смещается влево: CO2 + Н2О ⇄ Н2CO3 ⇄ H+ + HCO3 III. Разложение воды электрическим током. Прибор   для   разложения   воды   электрическим   током   состоит   из   двух стеклянных трубок с делениями и кранами, соединёнными с узкой стеклянной трубкой, заканчивающейся расширением. – ⇄ 2H+ + CО3 2– Снизу стеклянные трубки закрыты резиновыми пробками, через которые пропущены  электроды (никелевые).  Для   заполнения   прибора   подкисленной водой   (на   10   массовых   частей   воды   1   массовая   часть   концентрированной H2SO4) откройте краны и через среднюю трубку сверху залейте электролит. Когда раствор дойдёт до кранов, прекратите заполнение и краны закройте. Для электролиза воды в данном приборе применяют ток напряжением в 10–12 В.   Используют   следующие   источники   тока:   аккумуляторы,   сухиебатареи от карманного фонаря (соединяют три батареи последовательно – плюс с минусом), ток от электросети. После   включения   электрического   тока   начинается   разложение   воды.   В одной трубке собирается газа в 2 раза больше (водород), в другой собирается кислород. Через 10–15 минут, когда соберётся 20 мл водорода, приступайте к испытанию полученных газов. Для этого обязательно надо осмотреть верхние трубочки над краном. Если в них находится жидкость, то удалите её при помощи   тонко   свёрнутых   трубочек   из   фильтровальной   бумаги.   Это необходимо сделать потому, что при открывании кранов под давлением газов жидкость может вырваться наружу и погасить горящую лучину или тлеющий уголёк.   К   верхней   части   трубки,   в   которой   собрался   водород,   поднесите горящую лучину и осторожно откройте кран – сразу же загорится водород. К другой   трубке   поднесите   конец   тлеющей   лучины:   при   открывании   крана лучина вспыхивает. После проведения каждого опыта напишите уравнения соответствующих  реакций и дайте объяснение увиденному.