Опыт 2. Реакция соединения серы с железом
Оборудование и реактивы: Технохимические весы, штатив с пробирками, стаканы, ступка, штатив, спиртовка, шпатель, пробиркодержатель, салфетка, кристаллизатор, железо восстановленное, сера.
Ход работы: Готовят смесь веществ в соотношении масс железа и серы 7:4, например, достаточно взять 2 г серы и 3,5 г железа. Если небольшое количество смеси бросить в стакан с водой, то сера всплывет (не смачивается водой), железо тонет (смачивается водой). Смесь можно разделить и магнитом. Для этого к смеси на стеклянной пластине, покрытой бумагой, подносят магнит, который притягивает железо, а сера остается на стекле. Далее смесь переносят в пробирку, закрепляют ее в лапке штатива наклонно и нагревают. Достаточно добиться начала реакции (раскалить докрасна) в одном месте смеси, затем реакция продолжается самопроизвольно (процесс экзотермический). Для извлечения полученного FeS, пробирку приходится разбивать, предварительно охладив и завернув ее в салфетку. Продукт реакции магнитом не притягивается и водой не разделяется на железо и серу.
Fe + S = FeS
Техника безопасности: Опыт проводить только в вытяжном шкафу! Под пробирку подложить противень с песком. Не держать руками спиртовку под пробиркой.
Опыт 3. Опыт, подтверждающий закон сохранения массы веществ
Оборудование и реактивы: Сосуд Ландольта, технохимические весы с разновесом, пинцет, растворы гидроксида натрия и сульфата меди массовой долей 5%.
Ход работы: На весах уравновешивают сосуд Ландольта с разными жидкостями в коленах. В одно колено налит раствор гидроксида натрия, а в другое колено – раствор сульфата меди. Раствор гидроксида натрия сливают в другое колено сосуда. Сливание растворов не нарушает равновесия весов. Масса веществ до реакции и после реакции не изменилась.
Утилизация: Стеклянной палочкой взять пробу смеси на фенолфталеин. При избытке щелочи (яркая малиновая окраска) по каплям добавлять раствор CuSO4, при отсутствии окраски в смесь по каплям добавлять раствор NaOH. В обоих случаях процедуру проводить до слабо-малинового окрашивания. Осадок Cu(OH)2 отфильтровать и промыть на фильтре до тех пор, пока фильтрат утратит розовое окрашивание. Фильтрат и промывные воды вылить в раковину. Осадок Cu(OH)2 высушить на фильтре и использовать: а) в качестве реактива – нерастворимого основания; б) для получения оксида меди: Cu(OH)2= СuO+H2O.
Оксид использовать: а) для восстановления оксида меди водородом:
CuO+H2=Сu+H2O (тема: «Водород. Кислоты. Соли». VIII кл.); б) для реакции получения медного купороса: CuO+H2SO4=CuSO4+H2О (тема: «Водород. Кислоты. Соли». VIII кл.).
Опыт 4. Очистка поваренной соли
Оборудование и реактивы: Штатив с кольцом, асбестированная сетка, стакан, колба на 250 мл, воронка, стеклянная палочка, фильтры, спиртовка, спички, фарфоровая чашка, шпатель тигельные щипцы, загрязненная поваренная соль.
Ход работы: В стакан наливают 20 мл дистиллированной воды и растворяют в ней загрязненную поваренную соль, насыпая ее в стакан шпателем небольшими порциями. Жидкость нужно помешивать стеклянной палочкой тем концом, на котором надета резиновая трубочка. Затем раствор фильтруют. Полученный фильтрат выливают в фарфоровую чашку, ставят на асбестированную сетку кольца штатива и нагревают в пламени горелки. Когда в чашке появятся первые кристаллы соли, нагревание прекратить. Сравнить полученную соль с исходной солью в смеси.
Техника безопасности: Нагревать раствор осторожно, избегая разбрызгивания жидкости, раствор помешивать палочкой, не смотреть в чашку сверху. Прекратить нагревание в тот момент, когда образуется кашицеобразная масса в чашке.
Утилизация: Кристаллы хлорида натрия использовать в лаборатории.
Опыт 5. Взаимодействие железа с раствором хлорида меди (II)
Оборудование и реактивы: Высокий цилиндр на 200 мл, железный нож, нитки, наждачная бумага, раствор хлорида меди массовой долей 10%
Ход работы: В цилиндр наливают около 3/4 его объема раствор хлорида меди (II).
Предварительно очищенный наждачной бумагой железный нож опускают в раствор хлорида меди. Через 1–2 мин. вынуть нож и рассмотреть его. Сделать вывод, записать уравнение реакции. Разъяснить методику формирования представлений о реакции замещения: CuCI2 + Fe = FeCI2 + Cu.
Утилизация: В результате реакции CuCI2+Fe = FeCI2+ Сu образуется в растворе смесь FeCI2 и CuCI2, в которую помещают на длительный срок железный предмет (гвоздь, скрепку, кнопку). Содержимое пробирки подкисляют несколькими каплями 10% соляной кислоты. Железные предметы вынимают, медь собирают, а раствор FeCI2, частично окисленный доFeCI3, отделяют фильтрованием от кусочков меди. Затем растворы солей подкисляют вновь соляной кислотой и продувают воздух резиновой грушей для полного окисления Fе 2+ в Fe 3+:4FeCI2 + O2+ 4HCI = 4FeCI3+2H2O.
Полученный раствор хлорида железа (III) желтоватого цвета используют в лаборатории. Собранную медь промывают слабым раствором соляной кислоты, высушивают на воздухе и используют в лаборатории.
Примечание: Если раствор сульфата меди после проведения реакции не изменил цвет на зеленоватый, то его можно использовать для повторной демонстрации опыта.
Опыт 6. Разложение малахита (CuOН)2CO3
Оборудование и реактивы: Штатив с лапкой, резиновые прокладки, спиртовка, спички, резиновая пробка с газоотводной трубкой, шпатель, малахит, стакан с известковой водой.
Ход работы: Поместим примерно 1 г малахита в пробирку. Закроем пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Проверим на герметичность. Слегка постукивая пальцем по пробирке, разровняем порошок так, чтобы он тонким слоем доходил до середины от донышка пробирки. Закрепим пробирку в штативе в наклонном положении так, чтобы дно пробирки было выше отверстия. Газоотводную трубку внесем в стакан с известковой водой так, чтобы конец трубки был погружен в воду. Сначала надо нагреть всю пробирку, а потом только в том месте, где находится малахит. Наблюдаем изменение цвета малахита от зеленого до черного и выделение пузырьков газа. Когда выделение пузырьков газа прекратится, вынимаем конец газоотводной трубки из стакана с известковой водой, подняв лапку штатива вверх. Погасить горелку. Записать уравнение реакции, разъяснить методикуформирования представлений о реакции разложения.
Техника безопасности: Пробирка должна находиться в наклонном (дно выше отверстия) положении. Вместо стакана с известковой водой можно воспользоваться обычной пробиркой.
Утилизация: Полностью разложить малахит: (CuOH)2CO3= 2CuO+CO2+H2O.
Оставшийся в пробирке черный CuO охладить и использовать в качестве реактива. Известковую воду с образовавшимся карбонатом кальция поместить в емкость со щелочным раствором для нейтрализации солей тяжелых металлов и кислых растворов: емкость-нейтрализатор.
Опыт 7. Показ некоторых металлов и неметаллов количеством вещества 1 моль
Оборудование и реактивы: Стакан, весы, разновес, пинцет, шпатель, стеклянная палочка, салфетка, реактивы: Na2SO4, NaCI, Cu, S, Zn.
Ход работы: Определяем массу вещества для взвешивания, например:
Мr(Na2SO4)=142, M(Na2SO4)=142г/моль, m(Na2SO4)=v.М=1 моль.142г/моль=142г
Химическое соединение количеством вещества 1 моль «отмерить» нельзя, поэтому рассчитаем его массу. Взвесим Na2SO4 массой 142 г. – это и будет порция Na2SO4количеством вещества 1 моль. Таким же образом находят и остальные массы веществ, количеством вещества 1 моль.
Опыт 8. Взаимодействие меди с серой. Опыт без вытяжного шкафа (рис. 5а)
Оборудование и реактивы: Спиртовка, спички, штатив с лапкой, шпатель, круглодонная колба из термостойкого стекла, хлоркальциевая трубка, заполненная активированным углем, резиновые прокладки, резиновые и стеклянные трубки, кристаллизатор, порошок меди восстановленной, порошок серы.
Ход работы: Готовят порции красного порошка меди и желтого порошка серы в соотношении количества вещества 1:1 (или по массе: 2 м. ч. меди и 1 м.ч. серы).
Серу берут в небольшом избытке. Небольшую порцию смеси бросают в воду, наблюдают разделение смеси при помешивании палочкой. Далее перемешивают стеклянной палочкой сухую смесь, признаков реакции не наблюдается. При энергичном растирании смеси в ступке пестиком происходит изменение окраски – смесь становится темно-серой, что свидетельствует о начале химической реакции. Из ступки смесь порцией, примерно, две спичечные головки переносят на асбестовую бумагу, которая находится на дне круглодонной колбы. Колбу закрывают пробкой с газоотводной трубкой, соединенной с хлоркальциевой трубкой и активированным углем. Очень осторожно нагревают смесь в колбе, периодически поднося и удаляя спиртовку, до полного потемнения смеси. Ядовитые побочные продукты реакции (SO2) адсорбируются активированным углем. После охлаждения колбы, ее переворачивают в кристаллизатор с водой и под водой открывают пробку. Черный сульфид меди попадает в воду, продукт реакции не разделяется на медь и серу. Колба остается в таком положении до конца урока во избежание попадания ядовитых газов в атмосферу. Разъяснить методику формирования представлений о реакции соединения.