Карточка – инструкция к практической работе: «Алюминий и его соединения»

Зябкина О.А., учитель химии МБОУ Митрофановской СОШ Карточка – инструкция к практической работе: «Алюминий и его соединения» Цели.   Закрепить   знания   о   свойствах   алюминия   и   его   соединений,   об амфотерных оксидах и гидроксидах. Оборудование   и реактивы.   Спиртовка,   спички,   держатель   для   пробирок, промывалка с дистиллированной водой, центрифуга, водный раствор аммиака, универсальный индикатор со шкалой рН, штатив с химическими пробирками, санитарная   склянка;   Al   (6   гранул),   Al   (пластинка),   соляная   кислота, Н2SO4 (разб.), HNO3 (конц.), растворы AlCl3, Al2(SO4)3, NaOH, Al(NO3)3. Металл серебристо­белого цвета, относится к легким (  = 2,7) и легкоплавким (tпл =   659 °С).   Исключительно   пластичен   (проволока,   фольга).   Хороший проводник   тепла   и   электричества   (0,6   от   электропроводности   Сu). Электрические   провода   из   алюминия,   однако,   в   3   раза   легче   медных. Алюминий   –   один   из   самых   активных   восстановителей   (уступает   только щелочным и щелочно­земельным металлам):Cтандартная теплота образования оксида алюминия Al2O3 из простых веществ H =   –1645   кДж/моль.   Из­за   очень   прочной   химической   связи   в Al2O3 алюминий   способен   восстанавливать   из   оксидов   более   активные металлы. Оксид Al2O3 покрывает поверхность Аl пленкой, не отслаивающейся при   нагревании   (tпл (Al2O3)   =   2050 °С)   и   механическом   воздействии   (при плавлении   алюминия   оксидная   пленка   не   растекается).   Поэтому   Al применяют   (пассивирование)   как   добавку   к   сплавам   для   придания жаростойкости. Al2O3 и   Аl(ОН)3 способны   растворяться   в   кислотах   и   щелочах,   являясь амфотерными соединениями. Координационное число иона Al3+ равно шести. В водной щелочной среде (рН > 7) одновременно существуют комплексные анионы и катионы: [Al(H2O)6]3+, [Al(OH)5H2O]2–, [Al(OH)4(H2O)2]–, [Al(ОH)6]3–. При   этом   внутренняя   сфера   комплекса   формируется   за   счет   сочетания ионной   и   координационной   (донорно­акцепторной)   химических   связей,   но устойчивость различная. Ион [Al(OH)4(H2O)2]–наиболее устойчив. В нем три химические связи ионные и три – координационные (Al3+ – акцептор, атомы кислорода воды – доноры).В   реакции   восстановления   железа   из   оксида   Fe3O4 алюминием   выделяется много теплоты ( H =   –3241   кДж/моль)   и   развивается   высокая   температура   (порядка 3000 °С).   Впервые получил алюминий немецкий химик Ф.Велер (1827): Важнейшие природные соединения: Al2O3•2SiO2•2H2O – каолинит (составная часть глины); Al2O3 – корунд (прозрачные кристаллы), красного цвета – рубин, синего –  сапфир; К2O•Al2O3•6SiO2 – полевой шпат (ортоклаз); Al2O3•nH2O – боксит (алюминиевая руда); Na2O•Al2O3•2SiO2 – нефелин. Порядок работы Задания В две пробирки поместить по две гранулы алюминия, затем в одну прилить 3 мл соляной, а в другую   –   3   мл   разбавленной серной кислоты (если скорость реакции   мала,   то   пробирки слегка   подогреть).   Наблюдать за протеканием реакций       Сопоставить протекание реакций, объяснить наблюдаемое, составить уравнения   реакций.   Собрать газообразный   продукт   и доказать   его   наличие.   Kак увеличить скорость реакций? Наблюдения и выводы …В пробирку с двумя кусочками алюминия   прилить   раствор гидроксида   натрия,   слегка подогреть. Наблюдать Алюминиевую   пластинку поместить в соляную кислоту. Наблюдать   за   протеканием процесса. Вынуть пластинку из кислоты,   обмыть   водой   и опустить в концентрированную азотную кислоту. Наблюдать. Вынув   пластинку   из   азотной кислоты,   обмыть   ее   водой   и снова   опустить   в   соляную кислоту. Наблюдать осадок Полученный гидроксида алюминия разделить   на   две   части.K одной   части   осадка   прилить соляную кислоту, взболтать. K другой   части   осадка   прилить избыток раствора щелочи       С   помощью   универсального индикатора   и   цветной   шкалы рН экспериментально определить   среды   растворов: а) аммония; б) сульфата алюминия хлорида           обоснование наблюдаемое. Объяснить В   ответа привести уравнения реакций в молекулярной   и   ионной формах.   Kакой   продукт получится,   если   к   алюминию добавить безводную щелочь и смесь расплавить? Обосновать наблюдения, записать уравнение реакции на основе   электронного   баланса. Почему на этот раз выделение водорода   не   наблюдается? Обосновать. Что   наблюдается   в   начале процесса?Привести   уравнение реакции. Почему на этот раз реакции не происходит?       и   Получить гидроксид алюминия   реакцией   обмена между   раствором   соли водным алюминия аммиака. раствором Уравнениями реакций   объяснить наблюдаемые изменения   при   растворении осадкав   кислоте   и   щелочи, сделать обобщающий вывод Обосновать наблюдаемое уравнениями   реакций гидролиза   в   ионной   и молекулярной формах (учитывать   только   первую стадию процесса)       … … … … …