Карточка – инструкция к практической работе: «Азотная кислота. Нитраты»

Зябкина О.А., учитель химии МБОУ Митрофановской СОШ Карточка – инструкция к практической работе: «Азотная кислота. Нитраты» Цели. Закрепить знания о свойствах азотной кислоты, ее окислительной  активности, свойствах нитратов, умение распознавать нитрат­анион. Оборудование и реактивы. Шпатель (3 шт.), Г­образная газоотводная  трубка, выпаривательная чашечка, железный штатив с кольцом и лапкой,  штатив с химическими пробирками, спиртовка, спички, держатель для  пробирок, санитарная склянка, лучина; азотная кислота (разб. и конц.), набор  индикаторов, оксид меди(II), медь (стружки), FeCl3 (р­р), NаОН (р­р),  Na2CO3 (крист.), Сa(OH)2 (известковая вода), дифениламиновый индикатор  (C6H5)2NH в конц. H2SO4, сера, BaCl2(р­р), водный аммиак, NaNO3 (крист.),  уголь древесный (С), белок (p­р альбумина), AgNO3 (р­р), в пробирках № 1–3  – растворы нитрата, хлорида и сульфата натрия. Диссоциация в воде: Азотная кислота – бесцветная жидкость с резким удушающим запахом,   =  1,52 г/см3. Кипит при 84 °С с разложением:4HNO3 = 2H2O + 4NO2  + O2 . Подобная реакция происходит и на свету. Замерзает при –41,15 °С.  Смешивается с водой в любых соотношениях. Устойчива лишь в твердом  состоянии (при плавлении: 2HNO3 = H2O + N2O5). Массовая доля кислоты  (HNO3), используемой в лаборатории, обычно 65% (  = 1,4 г/см3). На воздухе  «дымит», переливать только под тягой. Сильная одноосновная кислородсодержащая кислота проявляет общие с  другими кислотами свойства и, являясь сильным окислителем, специфические свойства. Задание 1. К общим свойствам кислот относятся: окраска индикаторов,  реакции ионного обмена с основными и амфотерными оксидами, основаниями (нерастворимыми и щелочами), солями более слабых и более летучих кислот.  Выберите необходимые реагенты, проверьте опытным путем их  взаимодействие с разбавленной HNO3, заполните таблицу и сделайте выводы. Реагенты   HNO3 (разб.) (написать соответствующие уравнения реакций) Индикатор ... Основный оксид ... Щелочь (подкрашенная фенолфталеином) ... Нерастворимое основание ... Соль слабой кислоты (кристаллическая) ... … … … … … При попадании на кожу азотная кислота вызывает сильнейшие язвы – ожоги, а небольшой ожог характеризуется песочно­желтым цветом, что вообще  свойственно взаимодействию белков с кислотой и даже служит для их  распознавания. (Наблюдать демонстрационный опыт.) Белок (альбумин) + HNO3   лимонно­песочно­желтое окрашивание. При попадании на кожу азотной кислоты быстро смыть ее большим  количеством воды, затем нейтрализовать слабым раствором соды. HNО3 – сильный окислитель. Концентрированная азотная кислота окисляет  неметаллы до высших степеней окисления:Пассивация происходит из­за образования нерастворимых пленок оксидов  металлов: 2Al + 6HNO3 = Al2O3 + 6NO2  + 3H2O. HNO3 (конц.) можно хранить и перевозить без доступа воздуха в емкостях из  Fe, Al, Ni. Качественная реакция – взаимодействие HNO3 с Сu с образованием газа  NO2 бурого цвета с резким запахом (кроме того, образуются соль и вода).По мере уменьшения концентрации (разбавления) HNO3 с Zn может  образовать разные азотсодержащие продукты: а также во всех случаях соль и воду. Примечание. Для распознавания нитрат­аниона используется  дифениламиновый индикатор (раствор (C6H5)2NH в конц. H2SO4). Демонстрационный опыт. Распознавание ведется «на следы» или  капельным контактом: появляется темно­синее окрашивание. Нитраты – соли азотной кислоты, твердые кристаллические вещества,  хорошо растворимы в воде. Нитраты щелочных металлов, кальция и аммония  – селитры. Большинство нитратов – очень хорошие минеральные удобрения. Нитраты – сильные окислители! Уголь, сера и другие горючие вещества горят  в расплавленной селитре, т. к. все нитраты (как и НNO3) при нагревании  выделяют кислород и в зависимости от химической активности металла соли  дают разные продукты: Порядок работы   Задания   Наблюдения и выводыСобрать прибор (по схеме),  положить в чашечку немного  кристаллической натриевой  (чилийской) селитры,  расплавить ее. Раскалить в  пламени спиртовки кусочек  древесного угля и спустить его в расплавленную селитру Почему вспыхивает уголь?  Написать уравнения  происходящих реакцийна  основе электронного баланса,  сделать соответствующие  выводы Взять пробы всех трех  растворов в пробирках № 1– 3(cм. № 38/2003) и в каждую  пробу сначала прилить  примерно равное количество  (объем) концентрированной  серной кислоты, затем  добавить понемногу медных  стружек, немного подогреть.  Наблюдать характерные  изменения в одной из проб В трех пронумерованных  пробирках даны растворы  хлорида, сульфата и нитрата  натрия. Распознать раствор  селитры. Почему к раствору  нитрата сначала добавляют  концентрированную серную  кислоту? Написать  молекулярное и ионные  уравнения реакции. Проверить  вывод реакцией «на следы» с  дифениламиновым  индикатором ... ... Сложные вещества (скипидар, древесина, опилки) тоже могут гореть в  азотной кислоте. Смесь концентрированных азотной и серной кислот  (нитрующая смесь) со многими органическими веществами образует  нитросоединения (реакция нитрования). Смесь 1 объема HNO3 (конц.) и 3 объемов HCl (конц.) называют «царской  водкой». В такой смеси растворяются даже золото Au и платина Pt:Порядок работы   Задания   Наблюдения и выводы В пробирку с концентрированной  азотной кислотой (1 мл) добавить  немного медных стружек (Сu).  При замедленном эффекте  немного подогреть.Работать под  тягой! Продукты из санитарной  склянки вылить в  канализационную систему и  смыть струей воды Порошок мелкокристаллической  серы (S) смешать с 1 мл  концентрированной HNO3,  подогреть смесь (под тягой).  Взять пробу продуктов реакции и  испытать ее 2–3 каплями  раствора хлорида бария.  Продукты из санитарной склянки  немедленно вылить в  канализационную систему Чем объясняется  выделение бурого газа с  резким запахом? Учитывая, что при этом еще  образуются вода и нитрат  меди(II), написать  уравнение реакции.  Составить схему  электронного баланса и  написать уравнение  реакции в ионной форме Чем объясняются  наблюдаемые изменения –  растворение серы,  выделение бурого резко  пахнущего газа (и воды)?  Написать уравнение данной реакции. Составить схему  электронного баланса и  иoннoе уравнение реакции.  Что доказывают изменения, наблюдаемые при  взаимодействии пробы  продуктов реакции с  раствором хлорида бария?  Ответ обосновать … …