Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №3/2010
РАБОЧИЕ ТЕТРАДИ

 

Продолжение. См. в № 1, 2/2010

Лабораторная работа № 3.

Катионы, осаждаемые серной кислотой (Ca2+, Sr2+, Ba2+)

Цель работы. Научиться выделять, распознавать и отделять друг от друга катионы Ca2+, Sr2+, Ba2+.

Общая характеристика катионов. Образуют малорастворимые сульфаты.

Групповой реагент: H2SO4 (водный раствор).

Реактивы. Растворы (0,1 М): хлоридов кальция, стронция, бария, карбоната аммония, дихромата калия, гидроортофосфата натрия, оксалата аммония; растворы (1 М): хромата натрия, серной, соляной и уксусной кислот.

Оборудование. Пробирки, нихромовая проволока, газовая горелка, предметное стекло, микроскоп, справочные данные о растворимости солей кальция, стронция и бария (Лидин Р.А. Справочник по общей и неорганической химии. М.: Просвещение, 1997).

Опыт 1. Взаимодействие с H2SO4

Описание опыта.

1) В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Ca2+, Sr2+, Ba2+. Прилейте по 5 капель разбавленной серной кислоты.

2) На предметное стекло поместите каплю раствора хлорида кальция, рядом поместите каплю серной кислоты. Стеклянной палочкой соедините капли, дайте постоять и рассмотрите под микроскопом кристаллы (главным образом по краям капли).

Оформление результатов. Заполните таблицу 1.

Таблица 1

Уравнения реакций Наблюдения
CaCl2 + H2SO4 + H2O =

Ca2+ + + H2O =

c
SrCl2 + H2SO4 =

Sr2+ + =

c
BaCl2 + H2SO4 =

Ba2+ + =

c

Примечание. Сульфат кальция выпадает в осадок в виде дигидрата.

Обсуждение результатов.

Почему сульфаты кальция, стронция и бария переходят в раствор под действием концентрированной серной кислоты? (Напишите уравнения реакций.)

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………... .

Сульфаты кальция, стронция и бария переводят в карбонаты, многократно обрабатывая насыщенным раствором карбоната натрия, каждый раз сливая жидкость с осадка. Как полученные карбонаты можно перевести в раствор? (Напишите уравнения реакций.)

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………... .

Опыт 2. Взаимодействие с (NH4)2CO3

Описание опыта.

1) В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Ca2+, Sr2+, Ba2+. Прилейте по 5 капель раствора карбоната аммония.

2) К выпавшим осадкам прилейте по несколько капель уксусной кислоты.

Оформление результатов. Заполните таблицу 2.

Таблица 2

Уравнения реакций Наблюдения
CaCl2 + (NH4)2CO3 =

Ca2+ + =

c
SrCl2 + (NH4)2CO3 =

Sr2+ + =

c
BaCl2 + (NH4)2CO3 =

Ba2+ + =

c
CaCO3 + 2CH3COOH = c
SrCO3 + CH3COOH = c
BaCO3 + CH3COOH = c

Обсуждение результатов.

По справочным данным сравните растворимость сульфатов и карбонатов кальция, стронция, бария. Как она меняется при изменении катиона и аниона?

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

………………………………………………………………………….. .

Опыт 3. Взаимодействие с K2Cr2O7

Описание опыта.

1) В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Ca2+, Sr2+, Ba2+. Прилейте по 5 капель раствора дихромата калия.

2) К выпавшему осадку прилейте немного соляной кислоты.

Оформление результатов. Заполните таблицу 3.

Таблица 3

Уравнения реакций Наблюдения
CaCl2 + K2Cr2O7 = c
SrCl2 + K2Cr2O7 = c
BaCl2 + K2Cr2O7+ H2O =

Ba2+ + Cr2O2-7 + H2O =

c
BaCrO4 + HCl =

BaCrO4 + 2H+ =

c

Обсуждение результатов.

Почему в условиях опыта не образуются осадки хроматов кальция и стронция?

………………………………………………………………………….. .

Почему осадок хромата бария растворим в сильных кислотах?

………………………………………………………………………….. .

Можно ли эту реакцию использовать для отделения бария от стронция и кальция?

………………………………………………………………………… .

Опыт 4. Взаимодействие с Na2CrO4

Описание опыта.

1) В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Ca2+, Sr2+, Ba2+. Прилейте по 5 капель концентрированного раствора хромата натрия.

2) К выпавшим осадкам прилейте немного уксусной кислоты.

Оформление результатов. Заполните таблицу 4.

Таблица 4

Уравнения реакций Наблюдения
CaCl2 + Na2CrO4 = c
SrCl2 + Na2CrO4 =

Sr2+ + =

c
BaCl2 + Na2CrO4 =

Ba2+ + =

c
SrCrO4 + CH3COOH = c
BaCrO4 + CH3COOH = c

Обсуждение результатов.

Почему в условиях опыта не образуется осадок хромата кальция?

………………………………………………………………………… .

Почему для перевода хромата стронция в дихромат достаточно такой слабой кислоты, как уксусная?

………………………………………………………………………… .

Почему хромат бария не переходит в раствор под действием уксусной кислоты?

………………………………………………………………………… .

Можно ли эту реакцию использовать для разделения бария, стронция и кальция?

………………………………………………………………………… .

Опыт 5. Взаимодействие с (NH4)2C2O4

Описание опыта.

1) В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Сa2+, Sr2+, Ba2+. Прилейте по 5 капель раствора оксалата аммония.

2) К выпавшим осадкам добавьте соляную кислоту.

Оформление результатов. Заполните таблицу 5.

Таблица 5

Уравнения реакций Наблюдения
CaCl2 + (NH4)2C2O4 =

Ca2+ + =

c
SrCl2 + (NH4)2C2O4 =

Sr2+ + =

c
BaCl2 + (NH4)2C2O4 =

Ba2+ + =

c
CaC2O4 + HCl =

CaC2O4 + H+ =

c
SrC2O4 + HCl =

SrC2O4 + H+ =

c
BaC2O4 + HCl =

BaC2O4 + H+ =

c

Обсуждение результатов.

Кислые оксалаты кальция, стронция и бария растворимы в воде. Почему оксалаты бария и стронция растворимы в слабой уксусной кислоте, а оксалат кальция нет?

………………………………………………………………………… .

Опыт 6. Взаимодействие с Na2HPO4

Описание опыта.

В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Ca2+, Sr2+, Ba2+. Прилейте по 5 капель раствора гидроортофосфата натрия.

Оформление результатов. Заполните таблицу 6.

Таблица 6

Уравнения реакций Наблюдения
Ca2+ + = c
Sr2+ + = c
Ba2+ + = c

Обсуждение результатов.

В условиях опыта в осадок выпадают гидроортофосфаты кальция, стронция и бария. Чем они отличаются от гидроортофосфатов серебра и свинца?

…………………………………………………………………………... .

Какие соли ортофосфорной кислоты и кальция, стронция, бария растворимы в воде?

…………………………………………………………………………... .

Опыт 7. Окрашивание пламени

1) В бесцветное пламя газовой горелки внесите нихромовую проволоку, смоченную в растворе хлорида кальция.

2) Промойте проволоку в соляной кислоте, прокалите ее и проделайте то же самое с хлоридами стронция и бария.

Оформление результатов. Заполните таблицу 7.

Таблица 7

Вещество Наблюдения
Соль кальция c
Соль стронция c
Соль бария c

Обсуждение результатов.

Где используется способность солей щелочно-земельных элементов окрашивать пламя?

………………………………………………………………………….. .

Как отделить катионы кальция, стронция и бария от катионов серебра и свинца?

……………………………………………………………………………

………………………………………………………………………….. .

Как разделить катионы кальция, стронция и бария при совместном присутствии?

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

………………………………………………………………………….. .

Продолжение следует