Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства соединений Зd-элементов

1. Насыпьте в три пробирки немного порошка титана. Прилейте к металлу по 2-3 мл разбавленных серной, соляной и уксусной кислот. Что наблюдается? Подогрейте пробирки. Что изменилось? В пробирку с уксусной кислотой добавьте немного фторида аммония. Что при этом наблюдается? Объясните наблюдаемые явления.

2. Налейте в пробирку 3 мл подкисленного раствора сульфата титанила, добавьте 1-2 мл 10% раствора серной кислоты и положите 1-2 кусочка цинка. Как меняется окраска раствора?

3. Несколько капель раствора соли Ti(III) прибавьте в пробирку, в которую предварительно было налито 2-3 мл 10%-ного раствора едкого натра. Раствор разделите на три пробирки. Одну оставьте на воздухе, в двух других исследуйте, какие свойства (кислотные или основные) характерны для образующегося осадка гидроксида.

4. К насыщенному раствору сульфата титанила (TiOSО₄) прибавьте немного 2 н. раствора едкого натра. Полученный студенистый осадок разлейте в две пробирки, в одну из них добавьте избыток раствора щелочи, в другую — 2 н. раствора серной кислоты. Какие свойства — кислотные или основные более характерны для гидрата диоксида титана?

5. Поместите в четыре пробирки небольшое количество оксида ванадия(V). Испытайте действие на него воды, 10% раствора соляной кислоты, а также концентрированной соляной кислоты и щелочи на холоду и при нагревании. Что происходит в каждом опыте?

6. Небольшое количество твердого ванадата натрия растворить в 3-4 мл воды при нагревании. К полученному раствору прибавляйте по каплям при перемешивании 10% раствор серной кислоты до окончания изменения окраски. Какие цветовые переходы при этом наблюдаются раствора? Какими реакциями это обусловлено? Полученный кислый раствор подогрейте и по каплям добавьте 2N раствор едкого натра. Сделайте вывод об обратимости протекающих в системе процессов. Сопоставьте наблюдаемые явления с переходами в системе хромат – дихромат.

7. На раствор сульфата ванадила (VOSO₄) подействуйте раствором щелочи. Докажите амфотерность осадка.

8. В три пробирки налейте по 1-2 мл раствора сульфата ванадила и сразу добавьте в них растворы соли железа(II), иодида калия и свежего раствора сульфита натрия.

9. Пробирку заполните на 1/5 гранулированным цинком, налейте 2-3 мл раствора трихлорида хрома и добавьте 2-3 мл 20% раствора соляной кислоты. Пробирку тут же закройте пробкой с газоотводной трубкой и клапаном Бунзена. Как меняется окраска раствора со временем?

10. Налейте в 3 пробирки несколько миллилитров полученного раствора дихлорида хрома. Одну оставьте на воздухе. Как меняется цвет раствора? В другую добавьте 2-3 мл 10% раствора гидроксида натрия. Что наблюдается? В третью пробирку добавьте ацетат натрия.

11. На раствор трихлорида хрома подействуйте раствором соды. Полученный осадок отфильтруйте и хорошо промойте на фильтре. На половину осадка подействуйте разбавленной соляной кислотой; на вторую половину — раствором едкого натра или кали. На основании проделанных реакций решите, является ли исследуемый осадок сольюугольной кислоты или нет.

12. На раствор трихлорида хрома подействуйте на холоду избыткомраствора едкого натра до полного растворения осадка. Затем прилейте бромную воду. Что наблюдается?

13. К растворам хромата и дихромата калия прилейте раствор соли бария. Каков состав выпавших осадков? Испытайте отношение этих осадков к растворам минеральных кислот.

14. На раствор хромата калия подействуйте раствором разбавленной кислоты (соляной или серной). Отметьте изменение окраски раствора. Добавьте к полученному раствору концентрированную серную кислоту. Что наблюдается? В другой пробирке на раствор дихромата калия подействуйте раствором щелочи.

15. Возьмите четыре пробирки. В первую налейте немного раствора нитрита натрия, во вторую — сульфита натрия, в третью — этилового спирта и в четвертую — раствор иодида калия. В каждую из пробирок прилейте немного раствора дихромата калия, предварительно подкисленного несколькими каплями концентрированной серной кислоты. Нагрейте растворы в пробирках. Отметьте изменение окраски, в пробирке со спиртом, кроме того, появление запаха уксусного альдегида.

16. Образование и распад надхромовой кислоты. Налейте в пробирку 2-3 мл разбавленной серной кислоты, добавив такое же количество пероксида водорода (3%-ный раствор). Затем прибавьте несколько капель хромата или дихромата калия и хорошо перемешайте жидкость. Как меняется окраска раствора? Почему через некоторое время раствор из синего превращается в зеленый?

17. На раствор соли двухвалентного марганца подействуйте раствором едкого натра. Обратите внимание на цвет полученного осадка. Почему осадок быстро буреет на воздухе? Исследуйте, растворяется ли осадок в разбавленных растворах кислоты и щелочи. Повторите опыт, подействовав на раствор соли марганца раствором соды.

18. Подействуйте на раствор соли Mn (II) бромной водой в присутствии щелочи.

19. Получение марганца(III). Приготовить раствор пирофосфата натрия в воде. К 3-4 мл раствора сульфата марганца, подкисленным серной кислотой, добавьте раствор пирофосфата натрия. Затем по каплям прилейте концентрированный раствор перманганата калия. Что наблюдается при добавлении каждой новой капли?

20. Поместите в пробирку небольшое (около 0,5 г) количество тонкоизмельченного перманганата калия и добавьте 5 мл концентрированного раствора гидроксида натрия. Пробирку нагрейте. Как изменилась окраска раствора? С полученным темно-зеленым раствором проделайте следующие опыты:

А) Несколько капель раствора перенесите в пробирку и сильно разбавьте водой.

Б) Несколько капель раствора разбавьте 5 мл воды и подкислите раствором серной кислоты.

В) К полученному раствору добавьте концентрированный раствор хлорида бария.

Что наблюдается в каждом случае?

21. Восстановление Mn(VII) в нейтральной среде. На раствор перманганата калия подействуйте этиловым спиртом при нагревании; исследуйте запах раствора; обратите внимание на изменение окраски раствора и на выпадение осадка.

22. Восстановление Mn(VII) в щелочной среде. Налейте в пробирку немного раствора перманганата калия, добавьте концентрированный раствор щелочи и постепенно по каплям (цвет должен меняться через голубой в зеленый) прилейте раствор сульфита натрия или калия. Наблюдайте изменение окраски раствора, а затем появление осадка диоксида марганца.

23. Растворите несколько кристалликов соли железа(II) в воде и подействуйте на полученный раствор раствором щелочи (или аммиака). Обратите внимание на изменение окраски осадка при стоянии на воздухе.

24. К раствору хлорида железа (III) прилейте раствор едкого натра или аммиака. Сравните образовавшийся осадок с аналогичным, полученным в предыдущем опыте.

25. Проведите реакцию окисления Fe(II) в Fe(III). Свежеприготовленный раствор соли Fe(II) подкислите и прилейте хлорной воды. Раствор исследуйте на присутствие иона Fe³⁺.

26. К 1-2 мл насыщенного раствора нитрата железа(III) добавьте 10% раствор гидроксида натрия. Декантируйте осадок от маточного раствора, добавьте небольшой избыток насыщенного щелочного раствора гипохлорита натрия и нагрейте смесь на водяной бане (в стакане с кипящей водой) до полного растворения осадка. Что наблюдается?

27. Подействуйте на раствор соли кобальта раствором едкого натра. Переведите кипячением синюю модификацию Со(ОН)₂ в розовую. Разделите осадок на две части и обработать в отдельных пробирках разбавленной кислотой и концентрированным раствором аммиака.

28. К раствору соли никеля прилейте раствор едкого натра. Часть осадка гидроксида никеля (II) обработайте бромной водой. На другую часть подействуйте избытком раствора аммиака.

29. В пробирку с раствором сульфата меди бросьте кусочек металлического цинка. Наблюдайте изменение цвета и выделение меди на цинке.

30. К раствору любой соли меди (II):

А) прибавьте по каплям разбавленный раствор едкого натра. Отметьте наблюдаемые изменения цвета. После окончания изменений цвета нагрейте пробирку с осадком;

Б) снова получите тем же способом осадок гидроксида меди (II), слейте, по возможности, жидкость с густого осадка и подействуйте на него концентрированным раствором едкого натра (40%-ным);

В) вновь приготовьте гидроксид меди и подействуйте на него глицерином в присутствии щелочи;

Г) подействуйте на осадок гидроксида меди избытком аммиака.

31. В пробирку налейте 3-5 мл 10% раствора сульфата меди, добавьте к нему в небольшом избытке 20% раствор гидроксида натрия. К раствору с осадком добавьте избыток глюкозы и перемешайте. Смесь нагрейте почти до кипения и оставьте стоять до завершения реакции. Полученный оксид меди(I) промойте методом декантации, разделите на четыре пробирки и исследуйте действие на него: 

А) серной кислоты (разбавленной и концентрированной, на холоду и при нагревании);

Б) концентрированного раствора аммиака (полученный раствор оставьте на воздухе, отметьте изменение окраски);

В) концентрированного раствора соляной кислоты (кислоту добавляйте по каплям до полного растворения осадка);

Г) 20% раствора щелочи, который по каплям добавляйте к солянокислому раствору, полученному в предыдущем опыте. Раствор с осадком нагрейте. Отметьте цвет осадков.

32. В пробирку положите кусочек цинка и подействуйте разбавленной азотной кислотой. После растворения цинка, докажите присутствие катиона аммония в полученном растворе.

33. Внесите в пробирку немного цинковой пыли или цинковых опилок, прилейте немного раствора нитрата калия, прибавьте избыток крепкого раствора щелочи и прокипятить. Докажите выделение аммиака.