Скачать 0.65 Mb.
|
Контрольные вопросы 1. Составить молекулярные уравнения для реакций, если краткие ионные уравнения имеют вид: а) Ca2+ + CO32- = CaCO3↓, б) 2H+ + SO32- = H2O + SO2↑. 2. Для уравнений реакций составить ионные уравнения: а) Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O, б) CaO + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O. 3. Среди перечисленных ниже солей укажите те, которые в растворе подвергаются гидролизу: KNO3, Cr2(SO4)3, AlJ3, CaCl2, K2SiO3. 4. Какие соли не гидролизируются? Лабораторная работа №2 «Металлы» Учебная цель: закрепить знания по теме «Металлы»: научиться составлять уравнения реакций, характеризующих химические свойства металлов. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения: Студент должен уметь: – определять валентность, заряд иона; – характеризовать общие химические свойства металлов; –пользоваться электрохимическим рядом напряжений металлов; знать: – понятия окислитель и восстановитель, окисление, восстановление; – Периодический закон Д.И. Менделеева; – теорию химической связи; – важнейшие металлы и сплавы; – теорию электролитической диссоциации; –химические свойства основных классов неорганических соединений. Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме лабораторной работы Металлы в Периодической системе находятся в I, II, III группах, в побочных подгруппах всех групп. Кроме того, металлами являются наиболее тяжелые элементы IV, V, VI и VII групп. Особенностью строения атомов металлов является небольшое число электронов во внешнем электронном слое, как правило, не превышающее трех. Атомы металлов легко отдают электроны и являются хорошими восстановителями. Металлы по их активности расположены в ряд, называемый электрохимическим рядом напряжений металлов. Таблица 2 – Электрохимический ряд напряжений металлов.
Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода, могут вытеснять его из растворов кислот, а всякий металл, стоящий ближе к началу ряда, может вытеснять (восстанавливать) все последующие металлы из растворов их солей. Металлы, расположенные в начале ряда – от лития до алюминия – восстанавливают водород из воды с образованием щелочи: 2Na + 2HOH = 2NaOH + H2↑. Металлы менее активные (от марганца до железа), восстанавливая из воды водород, образуют оксиды: 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2↑. Все металлы, стоящие до водорода, восстанавливают его из растворов кислот с образованием солей: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑. Металлы, стоящие после водорода, не могут восстанавливать его из соединений, но в окислительно-восстановительные реакции все равно вступают. Они реагируют с кислородными кислотами – сильными окислителями с образованием соли металла, воды и других продуктов, кроме водорода: Cu +2 H2SO4 = CuSO4 + 2 H2O + SO2↑. Каждый последующий металл может быть восстановлен из раствора соли предыдущим металлом. Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu. 1. Приборы и реактивы: Спиртовка, штатив с пробирками, металлы: Zn, Fe, Cu, Mg. Растворы: HCl, Pb(CH3COO)2, CuSO4, AgNO3, MgSO4. Алюминиевый или стальной стержень. Соли (кристаллические): NaCl, KCl, BaCl2, CuSO4. 2. Таблицы «Растворимость кислот, оснований и солей в воде» и «Электрохимический ряд напряжений металлов» (см приложение) Примеры по выполнению лабораторной работы Электролиты – это классы веществ: кислоты, соли, основания, растворимые в воде. Взаимодействие металла цинка с раствором соли нитрата серебра отображается следующими уравнениями: Задания для лабораторной работы: 1. Взаимодействие металлов с растворами кислот. В 4 пробирки положить: в первую кусочек магния, во вторую – цинк, в третью – железо, в четвертую – медь. Прилить во все пробирки 0,5 – 1 мл раствора соляной кислоты. Отметить, где и почему реакция совершается энергично? Почему в одной из них реакция не совершается? Дать объяснение. Записать уравнения реакций в молекулярном и ионном видах. 2. Взаимодействие металлов с растворамисолей. В три пробирки положить по одной грануле цинка и прилить: в первую – раствор соли свинца, во вторую – сульфата меди, в третью – нитрата серебра. В четвертую пробирку прилить раствор сульфата магния и насыпать железных опилок. Что наблюдаете? Отразить происходящие реакции уравнениями. 3. Окрашивание пламени солями натрия, калия, бария, меди. Алюминиевый или стальной стержень обмакнуть в воду, затем обмакнуть в поваренную соль и внести в пламя спиртовки. Обратить внимание на цвет пламени. Записать уравнение реакции электролитической диссоциации поваренной соли в расплаве и отметить ион, который вызвал окрашивание пламени. Аналогично проделать опыты и с другими солями: хлоридом калия, хлоридом бария и сульфатом меди-II. Контрольные вопросы 1. С какими из перечисленных ниже веществ будет реагировать железо: а) кислород, б) гидроксид кальция, в) оксид бария, г) хлороводородная кислота, д) сульфат цинка, е) нитрат серебра? Лабораторная работа№ 3 «Качественные реакции на ионы» Учебная цель: научиться распознавать ионы по их качественным реакциям. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения: Студент должен уметь: – называть изученные вещества по тривиальной и международной номенклатурам; – определять заряд иона; – выполнять химический эксперимент по распознаванию важнейших неорганических соединений. знать: – теорию электролитической диссоциации; – важнейшие вещества: соляную кислоту, щелочи, углекислый газ, аммиак, сернистый газ, хлорид натрия, карбонат натрия, карбонат и фосфат кальция. Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме лабораторной работы В данной работе необходимо использовать две таблицы "Растворимость кислот, оснований и солей в воде" – таблица 1 и "Определение катионов и анионов" – таблица 3. Поскольку основными реакциями на ионы являются реакции ионного обмена, а суть их заключается в связывании ионов, то необходимо подобрать два растворимых вещества, в растворах которых содержатся два необходимых иона. Например, в таблице 2 на ион Fe2+ (определяемый ион) реактивами служат и ионы OH– и ионы [Fe(CN)6]3–. По таблице 1 подбираем для иона Fe2+ ион, который вместе с ионом железа давал бы растворимое соединение (смотрим букву "P") – это ионы Cl–, SO42–, NO3–. Возьмем ион SO42–, тогда соединение будет иметь формулу Fe2+SO42–. Далее точно также по таблице 1 подбираем для иона OH- ион, который вместе с гидpoкcид – ионом образовал бы растворимое соединение (смотри букву "P"). Такими соединениями являются только щелочи: например, NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2. Теперь запишем молекулярное уравнение: FeSO4 + NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4 расставим коэффициенты: FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4. Cмoтpим в тaблицe 1 соединение Fe(OH)2, нерастворимое в воде (буква "H", осадок), a соединение Na2SO4 – растворимое. C yчeтoм электролитов – кислот, растворимых солей и щелочей – составим полное и краткое ионное уравнения: Fe2+ + SO42– + 2Na+ + 2OH– = Fe(OH)2↓ +2Na+ + SO42–, Fe2+ + 2OH– = Fe(OH)2↓. По таблице 2 можно видеть, что результат реакции мeжду иoнaми Fe2+ и OН– – соединение Fe(OH)2↓, который представляет собой белый осадок, нa воздухе быстро зеленеет. Второй реактив нa иoн жeлeза Fe2+ иoн [Fe(CN)6]3– находится в растворе комплексной coли K3+[Fe(CN)6]3– – красной кровяной coли или феррицианида кaлия, который диссоциирует нa ионы по уравнению: I III К3[Fe(CN)6] = 3K+ + [Fe(CN)6]3–. Запишем уравнение реакции в молекулярном виде: 3FeSO4 + 2K3[Fe (CN)6] = Fe3[Fe (CN)6]2↓ + 3K2SO4. Составим полное и ионное уравнения: 3Fe2+ + 3SO42– + 6K+ + 2[Fe (CN)6]3– = Fe3[Fe (CN)6]2↓ + 6K+ + 3SO42–. Сокращенное ионное уравнение 3Fe2+ + 2[Fe (CN)6]3– = Fe3[Fe(CN)6]2↓ образуется темно – синий осадок турнбулева синь. IIV Для определения Fe3+ используются три реактива: ион OH– (гидроксид – ион), ион [Fe(CN)6]4–, который находится в растворе желтой кровяной соли или ферроцианида кaлия K4[Fe(CN)6], ион CNS– (роданид – ион), который находится в растворах или роданида натрия или роданида калия или роданида аммония. Составьте самостоятельно молекулярные и ионные уравнения реакций. По характерным только для данного иoнa результатам проведения реакции и признакам продукта реакции можно определять и распознавать ионы – поэтому тaкoгo видa реакции называют качественными. При определении растворов кислот и щелочей можно пользоваться индикаторами. Запомните изменения окрасок индикаторов в зависимости от среды – см. таблицу 4. Taблицa 4 – Окраска индикаторов в различных средах
1. Приборы и реактивы: Штатив с пробирками, спиртовка, держалка, растворы индикаторов (метилоранжа, фенолфталеина, синего лакмуса), кислот (HCl, H2SO4), солей:AgNO3, CuSO4, FeSO4, FeCl3, ZnSO4, AlCl3, (NH4)2SO4, BaCl2, CaCl2, Na3PO4, Na2SO3, KJ, KBr, NaCl, Na2S, K3[Fe(CN)6], K4[Fe(CN)6], KCNS, Na2SO4, Na2CO3, растворы щелочей Ca(OH)2 и NaOH; концентрированаяH2SO4, кусочки Cu. 2. Таблицы (1 и 3) «Растворимость кислот, оснований и солей в воде» и «Определение катионов и анионов» Пример по выполнению лабораторной работы Реактивом на ион серебра Ag+ является ион хлора Cl-. Находим по таблице «Растворимость кислот, оснований и солей в воде» растворимые соединения этих ионов:ими являются AgNO3 и HCl(или NaCl, или CaCl2 или AlCl3 и многие другие растворы). Делаем рисунок, записываем наблюдение и составляем молекулярное и сразу краткое ионное уравнения: Задания для лабораторной работы: Проделать качественные реакции на 10-12 ионов(по выбору), см. таблицы 1 и 3 «Определение катионов и анионов» и «Растворимость кислот, оснований и солей в воде». В пробирку налить ~ 1 – 2 мл.одного раствора и ~ 1 – 2 мл. другого раствора. Обратить внимание на результат реакции (и условие проведения). Контрольные вопросы 1. Пользуясь таблицей 1, составить молекулярные уравнения, если краткие ионные уравнения имеют вид: а) 2H+ + CO32– = H2O + CO2↑, б) Zn(OH)2↓ + 2H+ = Zn2+ + 2H2O. 2. Составьте полные и кpaткиe ионные уравнения, если молекулярные имeют вид: а) MgO + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + H2O, б) 2Fe(OH)3↓ + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O Лабораторнаяработа № 4 «Получение метана и изучение его свойств» Учебная цель: убедиться опытным путем в малой химической активности метана, исходя из строения его молекулы. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения: Студент должен уметь: – называть изученные вещества по тривиальной и международной номенклатурам; – определять тип химической связи в соединениях, принадлежность веществ к гомологическим рядам углеводородов; – проводить химический эксперимент с соблюдением ТБ. знать: – важнейшие химические понятия: углеродный скелет, изомерия, гомология; – теорию строения органических соединений; – важнейшие вещества: природный газ, метан, этан. Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме лабораторной работы Предельными или насыщенными углеводородами называют ациклические углеводороды, в которых все валентности атомов углерода, не затраченные на образование углерод – углеродных (С - С) связей, насыщены атомами водорода. Ациклические соединения – вещества, имеющие прямую или разветвленную, но обязательно открытую (незамкнутую) цепь углеродных атомов. Первым членом класса предельных углеводородов является метан – СН4. Предельные углеводороды образуют гомологический ряд. Гомологическим рядом называют ряд органических соединений, сходных по своему химическому строению, имеющих общие методы получения, обладающих близкими химическими и закономерно изменяющимися физическими свойствами. Общая формула предельных углеводородов CnH2n +2. Метан представляет собой газ (tкип. = -111оС, tпл. = -192оС), легче воздуха. Молекулы предельных углеводородов содержат ковалентные связи. Вследствие малой химической активности предельные углеводороды получили название парафинов (от латинского выражения: лишенные сродства, с трудом вступающие в реакции). Парафины настолько малоактивны, что даже с очень активными химическими реагентами (О2, галогены) вступают во взаимодействие только после предварительного возбуждения реагирующих веществ – нагревания или под действием яркого (или ультрафиолетового) света. В молекулах предельных углеводородов атомы углерода либо связаны между собой простыми связями (С – С связи) либо с атомами водорода (С – Н связи). Поэтому при химических реакциях могут разрываться или С – С или С – Н связи. Наиболее важными реакциями, характеризующими химические свойства предельных углеводородов, являются реакции замещения атомов водорода на атомы галогенов. Образуются моно-, ди-, три- и полигалогензамещенные предельных углеводородов. Гомологи метана могут расщепляться не только с разрывом С – Н связей и отщеплением водорода (дегидрогенизация), но и с разрывом С – С связей (крекинг). При этом образуется смесь предельных и непредельных соединений, например: С4Н8 + Н2 С4Н10 С2Н6 + С2Н4. В лаборатории для получения метана и его гомологов пользуются разложением солей органических кислот при прокаливании их со щелочами: Другим лабораторным способом получения предельных углеводородов служит реакция Вюрца – нагревание моногалогенпроизводных предельных углеводородов с металлическим натрием: образует бромэтан или CH3 – CH2 – Br бутан или С4Н10. В этой реакции происходит "удвоение" радикалов, входящих в состав галогенпроизводного, т.е. из С3Н7Cl можно получить С6Н14 и т.д. Приборы и реактивы: Прибор для получения газа, заправленный смесью ацетата натрия и натронной извести, металлический штатив, держалка, кристаллизатор, штатив с пробирками, раствор перманганата калия, раствор йодной воды, стакан, спиртовка, спички. Примеры по выполнению лабораторной работы Для собирания газа метана в лаборатории используется следующий способ – «над водой и вытеснением воды». Получают газ метан (и его гомологи) разложением солей органических кислот при прокаливании их со щелочами: 200oC CH3COONa+NaOH→CH4+Na2CO3 ацетат натрия Задания для лабораторной работы: 1.Получить и собрать метан лабораторным способом. Пробирка со смесью для получения метана закрепляется в лапке штатива с наклоном к отверстию. Проверив прибор на герметичность, сильно нагреть смесь. Выделяющийся газ собрать в три пробирки (способом вытеснения воды). Вынув из воды, пробирки закрыть резиновыми пробками. Конец газоотводной трубки не оставлять в воде после того, как прекратите нагревание смеси. 1. Записать уравнение реакции получения метана в молекулярной форме. 2. Описать физические свойства метана (цвет, запах, плотность относительно воздуха, растворимость в воде). 2. Проделать опыты с набранными образцами газа метана: а) горение метана. Чтобы наблюдать горение метана, из одной пробирки выньте пробку, подожгите метан и наливайте по стенкам пробирки воду. Метан будет сгорать над водой хорошо заметным пламенем. Записать уравнение реакции горения метана. Почему пламя у метана несветящееся в сравнении с этиленом? б)отношение метана к раствору перманганата калия. Во вторую пробирку к метану прилить раствор KMnO4. Встряхнуть. Обесцветился ли раствор окислителя? Произошло ли химическое взаимодействие между метаном и окислителем? Почему? в)отношение метана к раствору йода (йодной воде). В третью пробирку к метану прилить йодной воды. Взболтать содержимое пробирки. Изменился ли цвет йодной воды? Почему химическое взаимодействие не произошло? Контрольные вопросы 1.В качестве хладоагента в холодильных установках используется дифтордихлорметан (фреон – 12). Составьте структурную формулу дифтордихлорметана. 2. Заполните следующую таблицу: Таблица 1 – Сравнительная характеристика предельных и непредельных углеводородов.
Лабораторная работа№ 5 «Этилен. Получение его. Изучение свойств» Учебная цель: доказать непредельность состава этилена, исходя из его строения. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения: Студент должен уметь: –называть изученные вещества по тривиальной и международной номенклатурам; –определять принадлежность веществ к разным классам углеводородов; – характеризовать химические свойства непредельных углеводородов; – объяснять зависимость свойств веществ от их состава и строения; – выполнять химический эксперимент по распознаванию этилена. знать: – виды химических связей в углеводородах; –теорию строения органических соединений; –важнейшие вещества: этилен, этанол, этиленгликоль. Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме лабораторной работы Этилен С2Н4 или СН2 = СН2 относится к непредельным углеводородам, общая формула которых CnH2n. В молекуле этилена расстояние между ядрами атомов углерода составляет 0,134 нм, валентные углы в молекуле 120 градусов. Гибридизация sp2. Гибридизации подвергаются не все орбитали возбужденного атома углерода, а только три: s – орбиталь и две p – орбитали (2рх и 2ру), в результате получаются три гибридные орбитали:
2s Гибридные орбитали принимают одинаковую форму вытянутых объемных восьмерок и расположены в одной плоскости под углом 120 градусов. В результате перекрывания орбиталей атомов водорода образуются б – связи. У каждого атома углерода остается по одной 2pz – орбитали, не принявшей участия в гибридизации, и поэтому ее форма не изменилась. 2pz – орбитали двух атомов углерода, расположенные параллельно друг другу и перпендикулярно плоскости гибридных орбиталей (плоскости б – связей) частично перекрываются между собой над и под плоскостью б связей с образованием новой π – связи. При образовании б – связей перекрывание гибридных орбиталей происходит по прямой, соединяющей ядра атомов, поэтому такая связь прочная. π – связь образуется в результате небольшого бокового перекрывания орбиталей вне плоскости б – связей, поэтому эта связь менее прочна, чем б – связь, легко разрывается, подвижна под влиянием заряженных частиц. В целом двойная связь прочнее простой. Двойная связь – это сочетание б – и π – связей, отличающихся своей энергией (прочностью). Приборы и реактивы: Прибор для получения газа, смесь этилового спирта и концентрированной H2SO4, речной песок (для Т.Б.), спиртовка, спички, держалка, штатив с пробирками, раствор KMnO4, раствор J2, металлический штатив. Примеры по выполнению лабораторной работы Для получения газа этилена в лаборатории используют спирт этанол С2H5OH. Реакция получения этилена носит название дегидратации, т.е «отщепление» воды. Проводится в присутствии концентрированнойH2SO4. Следует соблюдать правила по Т.Б.! конц. C2H5OH→С2H4+HOH H2SO4 Прибор для получения этилена Задания для лабораторной работы: 1.Собрать прибор для получения этилена. В пробирку налить 1,5 – 2 мл смеси этилового спирта и серной кислоты концентрированной (1:3), опустить в нее немного песка. Это нужно сделать для равномерного кипения жидкости. К пробирке присоединить пробку с газоотводной трубкой и укрепить ее в лапке штатива. Выполнить рисунок, описать наблюдения, составить уравнение реакции, описать физические свойства этилена. 2.Пропустить газ этилен в раствор йода (йодную воду). Для этого конец газоотводной трубки опустить в пробирку с раствором йода, но после прогревания пробирки со смесью спирта и кислоты, причем несильно нагреть пробирку в том месте, где находится жидкость. Что происходит с йодной водой? Выполнить рисунок, описать наблюдения, составить уравнение реакции. 3.Не прекращая нагревания смеси, пропустить газ этилен в подкисленный раствор перманганата калия. Что наблюдаете? Выполнить рисунок, описать наблюдения, составить уравнение реакции. 4.Поджечь выделяющийся газ этилен у края газоотводной трубки. Обратить внимание на характер пламени. Выполнить рисунок, описать наблюдение, составить 2 уравнения реакций горения (учесть избыток и недостаток кислорода). 5.Прекратить нагревание. Разобрать прибор после его остывания. Оставшуюся смесь разбавить водой и вылить в специальный слив. Контрольные вопросы 1. Этиленовые углеводороды подвергаются реакции изомеризации. Так, бутен – 1 превращается в 2 – метилпропен – 1. Составить уравнение реакции. 2. Привести пример одного изомера для пентена – 1. Составить формулу, назвать изомер. |
Сборник методических указаний для студентов по выполнению практических работ Практическое занятие №1 «Создание документов с изображениями, объектами и фигурами в Microsoft Office Word» |
Сборник методических указаний для студентов по выполнению практических работ При изучении дисциплины важно не знание на память, а понимание. Главное в подготовке специалиста – развитие мышления, что не связано... |
||
Газообразное состояние вещества Сборник методических материалов для самостоятельных работ студентов по дисциплине " Химия " для студентов технического профиля... |
Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и... Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и практических работ |
||
Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических... Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических работ для студентов 2-го курса |
Методические рекомендации по выполнению контрольных работ по английскому... Рекомендовано к изданию научно-методическим советом Псковского государственного политехнического института |
||
Методические рекомендации для студентов по выполнению практических работ по дисциплине «химия» |
Методические указания по выполнению практических и лабораторных работ... Учебно-методическое пособие предназначенодля студентов 3 курса, обучающихся по профессии 23. 01. 03 Автомеханик. Пособие содержит... |
||
Методические указания по дисциплине пд. 02 Химия для выполнения лабораторных... Методические указания и задания к лабораторно-практическим занятиям для студентов специальности 35. 02. 05 Агрономия по дисциплине... |
Новосибирский государственный технический университет Сборник лабораторных работ для студентов фла направления 280200 – «Защита окружающей среды» |
||
Ю. А. Дадаян Сборник лабораторных работ по курсу Методические указания предназначены для студентов специальности 200106 «Информационно-измерительная техника и технологии» |
Методические рекомендации к выполнению практических работ для студентов по дисциплине «Химия» Государственное образовательное учреждение высшего образования Московской области |
||
Методическое пособие по выполнению лабораторных работ по дисциплине... Изыскания и основы проектирования, автомобильных дорог. Методическое пособие по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Основы... |
Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ для... Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ для студентов по специальности 13. 02. 11 «Техническая эксплуатация... |
||
Методические указания по выполнению лабораторных работ Издательство Инженерная геодезия. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Составители: Шешукова Л. В., Тютина Н. М., Клевцов Е.... |
Методические указания для студентов по выполнению Правила техники безопасности при выполнении лабораторных и практических работ по химии |
Поиск |