D-элементы IV группы (Ti, Zr, Hf)

 

    Опыт 1. Получение и свойства гидроксида титана (IV)

    В две пробирки внести по нескольку капель подкисленного серной кислотой раствора соли титана (IV). В каждую из двух пробирок добавлять по каплям раствор гидроксида натрия до образования осадка. Затем в одну из пробирок добавить раствор серной кислоты. Убедиться, что осадок растворился. Написать уравнения реакций образования осадка гидроксида титана (IV) и его растворения с образованием сульфата титанила TiOSO₄. Во вторую пробирку прибавить раствор NaOH. Убедиться, что растворения осадка практически не наблюдается из-за слабо выраженных кислотных свойств гидроксида титана (IV).

 

    Опыт 2. «Старение» осадка гидроксида титана (IV) и изменение его свойств

         Получить гидроксид титана (IV) по обменной реакции. Образовавшуюся смесь осторожно прокипятить. После охлаждения пробирки проверить действие на осадок разбавленных кислот. Наблюдаемое сравнить с результатами опыта 1.

 

    Опыт 3. Восстановление соединений титана (IV)

    В большую пробирку внести 12-15 капель раствора соли титана (IV), подкислить несколькими каплями концентрированной соляной кислоты и добавить кусочек цинка. Через некоторое время раствор окрасится в фиолетовый цвет. При этом происходит реакция

2Ti⁴⁺ + Zn → 2Ti³⁺ + Zn²⁺.

    Написать реакцию восстановления соли титана (IV).

 

    Опыт 4. Восстановительные свойства соединений титана (III)

    К полученному в опыте 3 раствору соединений титана (III) прилить по каплям раствор перманганата калия. Отметить изменение окраски перманганата калия. Составить уравнение реакции.

 

    Опыт 5. Получение комплексного соединения циркония

    В пробирку внести несколько капель раствора соли циркония (IV), затем прибавлять по каплям раствор оксалата аммония (NH₄)₂C₂O₄ до образования осадка. Написать уравнение реакции взаимодействия соли циркония с оксалатом аммония. После этого к осадку добавить избыток раствора оксалата аммония. Наблюдать растворение осадка в результате образования комплексного соединения (NH₄)₂[ZrO(C₂O₄)₂]. Написать уравнение реакции.

 

    Контрольные вопросы:

1. Какие вещества образуются при гидролизе хлоридов элементов подгруппы титана?

2. Возможно ли существование в водных растворах ионов Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Hf⁴⁺.

3. Как можно перевести в растворимое состояние TiO₂ и ZrO₂?

4. Дописать уравнения реакций: а) TiCl₂ + HCl →; б) TiO₂ + BaCO₃ →;

в) TiCl₄ + H₂O →.

 

 

Лабораторная работа №9

D-элементы V группы (V, Nb, Ta)