Эксперимент по теме: первоначальные химические понятия

 

Опыт 1. Определение плотности жидкости ареометром

Оборудование и реативы: Набор ареометров, два цилиндра на 100 мл, салфетка, дистиллированная вода, раствор хлорида натрия, справочные таблицы.

Ход работы: Жидкость наливают в высокие цилиндры, в которые опускают ареометр. В один цилиндр наливают дистиллированную воду, в другой – раствор хлорида натрия. Для прозрачных жидкостей показания ареометра отмечают по нижнему краю мениска. Объяснить цель проведения опыта в данной теме.

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= С uO + H ₂ O.

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 до FeCI ₃, 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⁺: 4 FeCI ₂ + O ₂ + 4 HCI = 4 FeCI ₃ +2 H ₂ O.

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 методику формирования 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)₂ CO ₃ = 2 CuO + CO ₂ + H ₂ O.

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: Na₂ SO₄, NaCI, Cu, S, Zn.

Ход работы: Определяем массу вещества для взвешивания, например:

М r (Na ₂ SO ₄)=142, M (Na ₂ SO ₄)=142г/моль, m (Na ₂ SO ₄)= 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 Na₂SO₄  количеством 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.

Техника безопасности: Соблюдать режим нагревания. Порцию взятых веществ не увеличивать!

Опыт в вытяжном шкафу.

Сначала готовят порции исходных веществ в соотношении количества вещества 1:1. Смесь растирают в ступке, далее переносят на асбестовую сетку, которую ставят на кольцо штатива и нагревают. Порция смеси должна быть размером с 10 коп. монету.

Через 0,5–1 мин. смесь меди и серы превращается в черную массу, причем изменения начинаются с краев «монеты». Спиртовку убирают в тот момент, когда потемнение смеси произошло примерно на 50%.

Утилизация. После охлаждения черный сульфид меди поместить в химический стакан (колбу, чашку Петри), смочить водой и оставить на открытом воздухе. Влажный препарат постепенно окисляется на воздухе с образованием медного купороса. (Некрасов Б.В. Основы общей химии, т. 3, Химия, 1970, с. 70).

 

Опыт 9. Разложение воды электрическим током

Оборудование и реактивы: Кристаллизатор, две пробирки, две резиновые пробки, U-образная трубка с отростками, резиновые и стеклянные трубки, железные электроды, вставленные плотно в пробки, раствор едкого натра массовой долей 6–8%, выпрямитель, лучинка.

Ход работы: Собрать прибор согласно рис. 6. В U-образную трубку налить 5–7% раствор едкого натра. Соединить электроды с выпрямителем электропроводами. Заполнить пробирки водой и поместить их в кристаллизатор с водой дном вверх. Поместить рядом пробки. Включить выпрямитель. Для разложения воды электрическим током применяют ток напряжением 10–12В. Наблюдать выделение пузырьков газа, подвести газоотводные трубки в отверстия обеих пробирок (одновременно!) и собрать газы над водой. Закрыть пробирки пробками. Отметить и объяснить разные объемы газов в пробирках. Разъяснить методику формирования представлений о реакции разложения с образованием газообразных продуктов реакции, методику качественного определения водорода и кислорода.

Техника безопасности: Не касаться руками металлических контактов. Выпрямитель заземлить. Разборку прибора проводить только после отключения его от электрической сети.

Утилизация: В U-образной трубке остался раствор щелочи большей концентрации. Определить ареометром его плотность и концентрацию. Довести менее концентрированным раствором щелочи или водой до необходимой концентрации. Использовать повторно.

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: