 |
Лабораторная работа № 9. Свойства d-элементов VIII группы. Периодической системы Д.И. Менделеева – железо. Опыт 2. Взаимодействие железа с кислотами
|
|
|
|
Лабораторная работа № 9
Свойства d-элементов VIII группы
Периодической системы Д. И. Менделеева – железо
Приборы и реактивы: стеклянные пробирки; пинцет; фарфоровый треугольник; тигелек.
Сухие вещества: железо (порошок); соль Мора; нитрат железа (III); сульфат натрия; гидроксид калия.
Растворы: бромной воды; сероводородной воды; лакмуса (нейтральный); хлороводородной кислоты (2 н.; концентрированная); серной кислоты (2 н.; концентрированная); азотной кислоты (2 н.; концентрированная); роданида калия или аммония (0, 01 н. ); гидроксида натрия (2 н. ); карбоната натрия (0, 5 н. ); сульфида аммония (0, 5 н. ); гексацианоферрата (II) калия (0, 5 н. ); гекса-цианоферрата (III) калия (0, 5 н. ); пероксида водорода (3%-й); нитрата серебра (0, 1 н. ); хлорида железа (III) (0, 5 н.; насыщенный); иодида калия
(0, 5 н. ); хлорида бария (0, 5 н. ); ортофосфорной кислоты (2 н. ).
Опыт 1. Характерные реакции на ионы Fe2+ и Fe3+
А. Действие на соли железа (II) гексацианоферрата (III) калия
Выполнение работы. Приготовить в пробирке раствор соли Мора и добавить 1 каплю раствора гексацианоферрата (III) калия (красной кровяной соли K3[Fe(CN)6]). Отметить цвет образовавшегося осадка (турнбулева синь), указать химическое название и формулу полученного вещества. Данная реакция является характерной на ион Fe2+. Написать молекулярное и ионное уравнения реакции.
Б. Действие на соли железа (III) гексацианоферрата (II) калия
Выполнение работы. Поместить в пробирку 2–3 капли раствора хлорида железа (III) и добавить 1 каплю раствора гексацианоферрата (II) калия (желтой кровяной соли К4[Fе(СN)6]). Что наблюдается?
Запись данных опыта. Оценить цвет образовавшегося осадка (берлин-ская лазурь), указать химическое название и формулу полученного вещества. Написать уравнение реакции в молекулярной и ионной форме.
|
|
|
В. Действие на соли железа (III) роданида аммония (или калия)
Выполнение работы. Поместить в пробирку 5–6 капель раствора хлорида железа (III) и добавить 1 каплю 0, 01 н. раствора роданида аммония (или калия). Такой же опыт проделать с раствором соли Мора. Перенести
1 каплю полученного в первой пробирке раствора в другую пробирку и добавить 8–10 капель дистиллированной воды.
Запись данных опыта. Написать уравнение реакции c получением Fe(SCN)3, сообщающего раствору ярко-красную окраску. Отметить, что окраска характерна только для соли железа (III). Чем объясняется ослабление окраски при разбавлении?
Опыт 2. Взаимодействие железа с кислотами
Выполнение работы. В три пробирки внести по 5 капель 2 н. растворов кислот: в первую – хлороводородной, во вторую – серной, в третью – азотной. В четвертую пробирку поместить 3 капли концентрированной серной кислоты. В каждую пробирку поместить немного железных опилок или кусочек железной стружки, после чего пробирку с концентрированной серной кислотой осторожно нагреть. Наблюдать происходящие процессы. Затем в каждую пробирку прибавить по 1 капле 0, 01 н. раствора роданида калия или аммония, которые с ионами Fe3+ дают характерную красную окраску соединения Fe(SCN)3. Убедиться в том, что в хлороводородной и разбавленной серной кислоте образуются ионы Fe2+, а в азотной кислоте и концентрированной серной кислоте – ионы Fe3+. Наблюдать за появлением окраски следует внимательно, так как через некоторое время (1–2 минуты) в кислой среде Fe(SCN)3 разлагается.
Запись данных опыта. Написать уравнения проведенных реакций. Какие ионы являются окислителями в каждой из этих реакций? Чем объяснить, что при взаимодействии железа с серной кислотой различной концентрации образуются соли железа в различной степени окисления?
|
|
|
Опыт 3. Гидроксид железа (II)
В солях железа (II) вследствие частичного окисления на воздухе всегда присутствует железо (III). Поэтому во всех опытах по изучению свойств железа (II) следует брать наиболее устойчивую двойную кристаллическую соль Мора (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O. Для приготовления раствора в пробирку поместить
1/2 шпателя порошка этой соли и растворить ее в 4–5 каплях дистиллированной воды. Чем объясняется большая устойчивость в кристаллическом состоянии соли Мора по сравнению с сульфатом железа (II)? Почему раствор (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O должен быть свежеприготовленным? Написать коорди-национную формулу соли Мора. В уравнениях реакций вместо формулы соли Мора можно пользоваться формулой сульфата железа (II), так как двойная соль Мора практически полностью диссоциирует при растворении в воде на все составляющие ее ионы.
Выполнение работы. В пробирку с 3–4 каплями раствора соли Мора приливать 2 н. раствор щелочи до выпадения зеленого осадка гидроксида железа (II). Перемешать полученный осадок стеклянной палочкой и наблюдать через 1–2 минуты побурение осадка вследствие окисления гидроксида же-
леза (II) в гидроксид железа (III) FeOOH. Проверить опытным путем, как взаимодействует свежеосажденный гидроксид железа (II) с 2 н. раствором хлороводородной кислоты. Какие свойства проявляет в этой реакции гидроксид железа (II)?
Запись данных опыта. Написать уравнения реакций:
а) образования гидроксида железа (II);
б) окисления полученного основания в гидроксид железа (III) под действием кислорода воздуха и воды.
|
|
|
