Практическая работа "Амфотерные соединения", 11 класс, карточка - путеводитель

Практическая работа № 2 АМФОТЕРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Ц е л ь :   совершенствовать   умения   решать   экспериментальные   задачи, осуществлять превращения, анализировать результаты опытов. О б о р у д о в а н и е   и   р е а к т и в ы : 1)   3   пронумерованные   пробирки   с   растворами   солей  сульфата   цинка, хлорида аммония, хлорида бария; 2) чистые пробирки, спиртовка, зажим пробирочный; 3)   реактивы:   5%­ный   раствор   гидроксида   натрия,   растворы   сульфата алюминия, соляной кислоты, нитрата меди (II) и хлорида меди (II); алюминий в гранулах или порошке. ТБ: 1) аккуратно работать с реактивами и приборами;   2) не смешивать реактивы без согласования с заданием;   3) спиртовку тушить, накрывая колпачком;   4) использовать минимальные количества реактивов. Х о д   р а б о т ы З а д а н и е   1.  Проверьте   свою   готовность   к   выполнению   практической работы – выберите и подчеркните верные суждения: 1) Все амфотерные гидроксиды нерастворимы в воде. 2) Амфотерные соединения образуют только металлы побочных подгрупп. 3)   Алюминий   получают   электролизом   раствора   оксида   алюминия в расплавленном криолите. 4)   Растворимые   соли   элементов,   образующих   амфотерные   гидроксиды, гидролизуются по катиону. 5)   Атомы   элементов,   образующих   амфотерные   соединения,   имеют на внешнем уровне 3 электрона. З а д а н и е  2. Качественное определение ионов металлов. С   помощью   одного     реактива     определите     каждое     из     трех     веществ (растворы сульфата цинка, хлорида аммония, хлорида бария), находящихся в пробирках без этикеток. Заполните таблицу, запишите уравнения реакций в молекулярном   и   ионном   виде  (за   справкой   обратитесь   к таблице «Качественное определение ионов»).№ пробирки, результат наблюдения I II I Метод определения Реактив  Формула вещества В ы в о д .   Одной   из   качественных   реакций   на   ионы   металла,   образующего амфотерные   соединения,   является   реакция   с   _____________.   В   результате образуется определяемое вещество _______________________ ___________. З а д а н и е  3. Экспериментальная задача. Опытным путем проведите цепочку превращений: Al2(SO4)3  →  Al(OH) 3  →  Na[Al(OH) 4]  →  AlCl 3 Действуйте по следующему плану: 1) Запишите уравнения предполагаемых реакций и обменяйтесь тетрадями с соседом для проверки. (Если сомневаетесь, обратитесь к учителю.) ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ 2) Определите вещества, необходимые для соответствующих реакций. 3) Проведите необходимые опыты и сделайте вывод, ответив на вопрос: «В чем заключается амфотерность металла?». З а д а н и е  4. Проблемный опыт. 1) В 2 пробирки с растворами нитрата меди (II) и хлорида меди (II) добавьте по 1 грануле (или немного порошка) алюминия. Что наблюдаете? 2)   Попробуйте   объяснить   происходящие   изменения   и   различия   в проведенных реакциях, ответив на следующие в о п р о с ы :а)   Почему   алюминий,   относящийся   к   элементам   главной   подгруппы,   не растворяется в воде (как другие аналогичные металлы) без обработки горячей щелочью? б) Какой газ и почему выделился при взаимодействии хлорида меди   (II) с алюминием? ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ З а д а н и е  4А. Мысленный эксперимент. Подумайте и ответьте: 1) Хром в промежуточной степени окисления образует амфотерный оксид. Какие   соединения   могут   образоваться   при   его   взаимодействии:   а)   с концентрированным   раствором   соляной   кислоты;   б)   с   концентрированным раствором щелочи? Напишите уравнения этих реакций. ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ 2)   Алюминий   растворили   в   концентрированном   растворе   щелочи.   Затем пропускали   через   образовавшийся   раствор   углекислый   газ   до   полного прекращения   выделения   осадка,   который   затем   отфильтровали   и   прокалили, получив   вещество   белого   цвета.   Запишите   уравнения   проведенных   реакций. Назовите полученное вещество. ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________З а д а н и е   5.   Дополнительный   проблемный   опыт   «Взаимодействие алюминия с раствором карбоната натрия». В   раствор   карбоната   натрия   добавляют   порошок   алюминия   и   нагревают раствор. При этом выделяется газ. Реакция идет энергично. При определении газа выясняется, что это водород. П р о б л е м а :   1)   В   растворе   соли   нет   ионов   водорода,   которые   могли   бы восстанавливаться. 2) Алюминий покрыт оксидной пленкой, предохраняющей его от окисления. 3) При вытеснении металлом другого катиона металла должен образоваться металл. ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ Практическая работа № 2 АМФОТЕРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Задание 1. В (1, 3, 4). Задание 2. Реактивы:   3   пронумерованные   пробирки   с   растворами   солей    сульфата цинка   (1),   хлорида   аммония   (2),   хлорида   бария   (3);   5%­ный   раствор гидроксида натрия. Метод  определения Раствор NaOH № пробирки, результат наблюдения I II I Белый студенистый  осадок Выделение газа –  аммиака  (определяется по  Помутнение раствора  с последующим  осаждением веществаФормула вещества ZnSO4 запаху) NH4Cl белого цвета BaCl2 В ы в о д :   одной   из   качественных   реакций   на   ионы   металла,   образующего амфотерные  соединения,  является  реакция  с раствором  щелочи.  В результате образуется определяемое нерастворимое основание.  Задание 3.                                                 NaOH                  NaOH                           H3PO4 Схема превращений: Al2(SO4)3   Na[Al(OH) Уравнения реакций:  1)   Al2(SO4)3  +   6NaOH   =   2Al(OH)3   +   3Na  Al(OH) → 4]   →     AlCl 3  → 3  ↓ 2SO4  –   выпадение   белого студенистого осадка. 2) Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4] – растворение осадка. 3) 3Na[Al(OH)4]  + 4 H3PO4 = 3AlPO4 + Na↓ 3PO4 + 12H2O – выпадение белого студенистого осадка. Задание 4. Не   растворяется   алюминий   в   растворе   нитрата   меди   (II)   из­за   наличия оксидной   пленки на его поверхности.   В растворе с хлоридом меди   (II) под действием   ионов   хлора   оксидная   пленка   растворяется.   Алюминий восстанавливает   ионы   меди   (2+)   и,   кроме   того,   реагирует   с   водой и восстанавливает ионы водорода, накапливающиеся при гидролизе соли.  реакция не идет. Al + Cu(NO3)3  → Al + CuCl2  →  бурная реакция с выделением газа водорода и образованием бледно­зеленого осадка (выделяющийся газ определяют, поджигая его; раздается характерный хлопок). а) 2Al + 3CuCl2 = 3Cu + 2AlCl3 б) 2 Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2↑ в) 2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2↑ Суммарное уравнение:  2Al + 3CuCl2 + 4H2O = 2AlOHCl2 + 2CuOHCl + Cu + 2H2↑ Задание 4А. 1) Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O      Cr2O3 + 6NaOH + 3H2O = 2Na3[Cr(OH)6]  2) 2Al + 6NaOH + 6H2O =  2Na3[Al(OH)6] + 3H2↑      Na3[Al(OH)6]  + 3CO2 = 3NaHCO3 + Al(OH)3↓                      t°2Al(OH)3   Al→ 2O3 + 3H2O – получен оксид алюминия. Дополнительные проблемные опыты Взаимодействие алюминия с раствором карбоната натрия. В   раствор   карбоната   натрия   добавляют   порошок   алюминия   и   нагревают раствор. При этом выделяется газ. Реакция идет энергично. При определении газа выясняется, что это водород. П р о б л е м а : 1) в растворе соли нет ионов водорода, которые могли бы восстанавливаться; 2) алюминий покрыт оксидной пленкой, предохраняющей его от окисления; 3) при вытеснении металлом катиона другого металла должен образоваться металл. Р а з р е ш е н и е :   карбонат натрия образован сильным  основанием и слабой кислотой и гидролизуется по аниону. В результате накапливаются гидроксид­ анионы в растворе, что приводит к растворению оксидной пленки на алюминии. После растворении оксидной пленки алюминий реагирует с водой, в результате чего выделяется водород, а образующийся гидроксид алюминия взаимодействует с гидроксидом натрия. ↔ а) Na2CO3 + H2O  б) Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O (или Na3[Al(OH)6]) в) 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2↑ г) Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4] Суммарно: 2Al + 2 Na2CO3 +8 H2O = 2 Na[Al(OH)4] + 2 NaHCO3 + 3H2↑ То   же   происходит   при   взаимодействии   алюминия   с   раствором   фосфата  NaHCO 3 + NaOH натрия.