Взаимодействие с водой
П1. Измерьте рН хлорной воды (раствор хлора в воде).
П2. Измерьте рН бромной воды (раствор брома в воде, см. 6.1.1, У1).
П3. В пробирку шпателем насыпьте несколько кристалликов дииода (полученного в опыте 6.1.1, У2). Прилейте 5 капель воды. Наблюдается ли растворение иода в воде? Измерьте рН.
П4. В пробирку П3 прилейте по каплям раствор, содержащий иодид-ионы. Как меняется окраска раствора? Раствор используйте в п. 6.2.1.
Комментарии. Чем обусловлена кислотная среда растворов П1 и П2? Напишите уравнения протекающих реакций. Сравните протолитические свойства хлороводорода и хлорноватистой кислоты.
Какое вещество останется в растворе после 2–3 суток хранения хлорной воды в открытом сосуде? По результатам опытов сравните степень дисмутации простых веществ в воде и объясните, почему не идет реакция в П3. Какова причина перехода иода в раствор в присутствии иодид-иона? Запишите уравнение реакции комплексообразования. Назовите растворимый продукт в П4.
Растворимость в органическом растворителе
П1. В пробирку с бромной водой (используйте раствор из опыта 6.1.2, П2) прилейте 2 капли органического растворителя, не смешивающегося с водой. Встряхните. Какова окраска водной и органической фазы после отстаивания?
П2. В пробирку с иодом и водой (см. опыт 6.1.2, П3) прилейте 2 капли органического растворителя. Встряхните. Как меняется окраска водной и органической фазы после отстаивания?
Вопросы и задания. Сравните различное отношение диброма и дииода к воде и к органическому растворителю. Обратите внимание на различия в окраске органической фазы после экстракции (извлечения) галогенов из водной фазы в органическую.
Окислительные свойства
П1. В пробирку прилейте 5 капель хлорной воды, 2 капли раствора, содержащего бромид-ионы, и 2 капли органического растворителя, не смешивающегося с водой. Встряхните. Как меняется окраска водной и органической фазы после отстаивания реакционной смеси?
П2. В пробирку прилейте 5 капель хлорной воды, 2 капли раствора, содержащего иодид-ионы, и 2 капли органического растворителя, не смешивающегося с водой. Встряхните. Как меняется окраска водной и органической фазы после отстаивания реакционной смеси?
П3. В пробирку прилейте 5 капель бромной воды, 2 капли раствора, содержащего иодид-ионы, и 2 капли органического растворителя, не смешивающегося с водой. Встряхните. Как меняется окраска водной и органической фазы после отстаивания реакционной смеси?
Вопросы и задания. Какой продукт переходит в органическую фазу в каждом из рассмотренных случаев? Учтите, что органический растворитель не участвует в химической реакции. Сравните с результатами опыта 6.1.3. Как в ряду хлор – бром – иод меняются окислительные свойства дигалогенов? При ответе используйте значения стандартных потенциалов.
6.2. Галогениды
6.2.1. Получение (Внимание: работать в вытяжном шкафу при включенной вентиляции!)
Установка 1 (У1) (см. занятие 13, рис. 1). В реакционную колбу внесите твердый хлорид натрия и 15 капель концентрированной серной кислоты. Нагрейте. Наблюдайте выделение газа. Пропустите газ через воду в сосуде-приемнике. Раствор используйте в опытах 6.2.1, П1 и П2.
П1. К 5 каплям раствора (см. У1) добавьте индикатор и измерьте рН.
П2. К 5 каплям раствора (см. У1) добавьте 2 капли раствора нитрата свинца(II). Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка.
П3. К 4 каплям бромной воды прилейте по каплям сероводородную воду (до обесцвечивания). Нагрейте реакционную смесь. Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка. Раствор разделите на две порции и используйте в опытах П4 и П5.
П4. Измерьте рН раствора, полученного в П3.
П5. К раствору (см. П3) прилейте 2 капли раствора нитрата свинца(II). Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка.
П6. В пробирку внесите 5 капель «иодной воды» (см. опыт 6.1.2, П4) добавьте по каплям сероводородную воду (до обесцвечивания).
Нагрейте до кипения. Наблюдайте выпадение осадка. Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка. Раствор разделите на две порции и используйте в опытах П7 и П8.
П7. Измерьте рН раствора, полученного в П6.
П8. К раствору (см. П6) прилейте 2 капли раствора соли свинца(II). Отметьте цвет и внешний вид образовавшегося осадка.
Вопросы и задания. Каков состав осадка и растворов в опытах П3 и П6; рН растворов галогеноводородов и тип среды в П1, П4 и П7? Охарактеризуйте протолитические свойства галогеноводородов. Почему для получения бромоводорода и иодоводорода непригодны реакции, аналогичные использованной для хлороводорода (Установка 1)? Для ответа привлеките значения стандартных потенциалов и результаты опытов 7.2.2. Какими еще способами можно получить бромоводород и иодоводород в лаборатории? Каковы условия осаждения галогенидов свинца(II) в П2, П5 и П8 с учетом ПР?
Восстановительные свойства
Внимание, работать в вытяжном шкафу при включенной вентиляции!
П1. В пробирку шпателем насыпьте твердый бромид калия, прилейте 5 капель концентрированной серной кислоты и нагрейте. Отметьте изменение окраски смеси в связи с выделением брома, выделение газа.
Фильтровальную бумагу смочите 1 каплей иодной воды и поднесите к пробирке с выделяющимся газом. Отметьте изменение окраски на фильтровальной бумаге.
П2. В пробирку шпателем насыпьте твердый иодид калия, прилейте 5 капель концентрированной серной кислоты и нагрейте. Отметьте окраску выделяющегося пара.
Фильтровальную бумагу смочите 1 каплей раствора, содержащей катионы меди(II). Наблюдайте изменение окраски на фильтровальной бумаге (сульфид меди – осадок черного цвета).
П3. К 2 каплям раствора перманганата калия добавьте 5 капель разбавленной серной кислоты и 10 капель раствора хлорида натрия.
Прилейте 2 капли органического растворителя и встряхните. Что наблюдается?
П4. К 2 каплям раствора перманганата калия добавьте 5 капель разбавленной серной кислоты и 10 капель раствора бромида калия.
Прилейте 2 капли органического растворителя и встряхните. Что наблюдается?
П5. К 2 каплям раствора перманганата калия добавьте 5 капель разбавленной серной кислоты и 10 капель раствора иодида калия.
Прилейте 2 капли органического растворителя и встряхните. Что наблюдается?
Вопросы и задания. Почему взаимодействие хлорида натрия с концентрированной серной кислотой не имеет окислительно-восстановительного характера (см. опыт 6.2.1, У1)? В чем причина различия в составе газообразных продуктов восстановления серной кислоты под действием бромида калия и иодида калия?
Как меняется восстановительная способность галогенид-ионов в ряду хлорид – бромид – иодид? Для ответа привлеките справочные значения стандартных потенциалов.
6.3. Кислородные соединения
П1. В пробирку прилейте 5 капель раствора гидроксида натрия и 1 каплю бромной воды. Наблюдайте обесцвечивание раствора.
Подкислите раствор. Как меняется окраска раствора?
В ту же пробирку прилейте по каплям раствор щелочи. Как меняется окраска раствора?
П2. В пробирку прилейте 5 капель раствора, содержащего триоксоиодат(V)-ионы, и 3 капли раствора, содержащего иодид-ионы.
Подкислите раствор. Отметьте изменение окраски.
В ту же пробирку прилейте по каплям раствор щелочи. Как меняется окраска раствора?
Вопросы и задания. Охарактеризуйте окислительные свойства кислородных соединений галогенов в зависимости от степени окисления галогена и кислотности среды. Для ответа привлеките значения стандартных потенциалов.
Дайте оценку протолитическим свойствам кислородных кислот хлора, брома и иода в зависимости от степени окисления галогена.
Приведите названия всех кислородсодержащих кислот галогенов и их анионов.
Определите тип гибридизации центрального атома и геометрическую форму анионов всех кислородсодержащих кислот галогенов.