I. Теоретическая часть

Лабораторно - практическое занятие № 25.

Тема: «Химические свойства соединений меди, серебра».

Цели занятия:

- совершенствовать знания свойств соединений меди, серебра, золота;

- приобрести навыки выполнения химических реакций, характеризующих свойства соединений меди, серебра;

- проведения качественных реакций на ионы Cu²⁺, Ag⁺;

- совершенствовать навыки выполнения опытов получения и исследования свойств комплексных соединений.

 

I. Теоретическая часть.

Соединения меди. Для меди наиболее характерны соеди­нения со степенью окисления +2, реже +1.

Оксид меди(I) С u ₂О— твердое вещество красного цвета, в природе встречается в виде минерала куприта. Практиче­ски нерастворимый в воде Си₂О имеет слабые амфотерные свойства с преобладанием основных. Он взаимодействует с кислотами и концентрированными щелочами:

Cu₂О+ 4НСI = 2Н[С u СI₂] + Н₂O;

Cu₂O + H₂SO₄ = CuSO₄ + Сu + Н₂O;

С u ₂O + 2NaOH + Н₂O = 2Na[Cu(OH)₂].

                                                                                               Дигидроксокупрат(I)

                                                                                                      натрия

Взаимодействуя с раствором аммиака, Сu₂О образует комплексное соединение:

Cu₂О + 4NH₃ • Н₂О = 2[Cu (NH₃)₂]OH + ЗН₂О.

                                                                          гидроксид

                             диамминмеди(I)

Гидроксид меди (I) СuОН — очень неустойчивое соедине­ние, легко разлагается:

2CuOH = Сu₂O + Н₂O.

    Оксид меди(II) СuО — порошок черного цвета. Его полу­чают как при взаимодействии меди с кислородом, так и при разложении гидроксида меди(II), нитрата меди(П) и малахи­та. Он обладает слабыми амфотерными свойствами, т. е. взаимодействует как с кислотами, так и с щелочами. При сплавлении с щелочами образует купраты:

t

2КОН + СuО = К₂СuO₂ + Н₂O.

Аналогично оксиду меди(I) растворяется в водном рас­творе аммиака:

CuO + 4NH₃ • Н₂O = [C u (NH₃)₄](OH)₂ + ЗН₂O.

                гидроксид

                         тетраамминмеди(II)

Окислительные свойства оксида меди(II) проявляются и при взаимодействии с такими восстановителями, как водо­род, кокс, оксид углерода(II), которыми он восстанавливает­ся до свободной меди. Оксид меди(II) восстанавливается спиртами, превращая их в альдегиды или кетоны.

Гидроксид меди(II) — осадок голубого цвета, при нагре­вании легко разлагается:

t

Сu(ОН)₂ = СuО +H₂O.

Гидроксид меди слабоамфотерен. Он легко растворяет­ся в кислотах, образуя аквакомплекс [Сu(Н₂O)₄]²⁺ голубого цвета

Cu(OH)₂ + 2НСI + 2H_аO = [Сu(Н₂O)₄]СI₂.

Аквакомплекс можно упрощенно записать в виде СuСI₂.

В концентрированных растворах щелочи образуется гидроксокомплекс ярко-голубого цвета [Сu(ОН)₄]^2-:

Cu(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Cu(OH)₄].

Большинство из солей меди(II) хорошо растворимо в во­де, но подвержено гидролизу по катиону, поэтому в растворе должен быть избыток кислоты. Наиболее известны сульфат, хлорид и нитрат меди(II), которые применяют в гальваниче­ском производстве.

Под действием восстановителей соли меди(II) в кислот­ной среде могут восстанавливаться до солей меди(1):

СuСI₂ + Сu = 2СuСI;

2CuSO₄ + 4KI = 2K₂SO₄ + 2CuI + I₂.

Для меди(II) характерны также комплексные соединения с аммиаком [Cu(NH₃)₄](OH)₂ (фиолетового цвета), [СuСI₄]^2- (зеленовато-бурого) и др.

В отличие от комплексных соединений меди(I) все комп­лексные соединения меди(II) в растворе образуют окрашен­ные ионы.

Ближайший аналог меди серебро представляет собой химически стойкий металл белого цвета. Растворяется серебро в концентр ванной азотной кислоте:

Ag + 2HNО₃ = AgNО₃ + NО₂ + H₂О.

Нитрат серебра — белое кристаллические вещество, кристаллизующееся без молекул воды, постепенно темнеющее на свету вследствие образования металла. Светочувствительностью характеризуются и нерастворимые в воде галогениды AgCI, AgBr и AgI применяемые в фотографии.

С кислородом воздуха серебро не реагирует, но вступает в peaакцию с серой и сероводородом, образуя коричнево-черный нерастворимый в воде сульфид Ag₂S.

При действии щелочи на раствор нитрата серебра образуетется гидроксид серебра, сразу же отщепляющий воду и превращающиеся в черный оксид:

2AgNО₃ + 2NaOH = Ag₂O + 2NaNO₃ + H₂O

Несмотря на незначительную растворимость в воде, жидкость над осадком оксида серебра имеет pH около 11,5. Следовательно, в растворе присутствует сильное основание:

Ag₂О + Н₂О    5 2Ag⁺ + 20Н^-.

Соединения серебра проявляют сильные окислительные свойства. Различные металлы, включая медь, вытесняют серебро из растворов солей. Нитрат серебра под названием ляпис применяют наружно при накожных язвах, трещинах, остром конъюнктивите Распространенная форма применения — ляписный карандаш (сплав нитрата серебра и нитрата калия).

Контрольные вопросы и задачи:

1. В каких кислотах можно растворить металлическую медь? Составить уравнения реакций. Подобрать коэффициенты методом электронного баланса.

а) HCI (разб.)

б) HCI (конц.)

в) H₂SO₄ (конц.)

г) HNO₃ (разб.)

д) HNO₃(конц.)

2. Какие соли меди, мало растворимы в воде? Назвать эти соединения

а) CuCI₂

б) CuS

в) Cu SO₄

г) Cu(NO₃)₂

д) (CuOH)₂ CO₃

3. Какая из приведённых ниже формул отвечает комплексному гидроксиду тетраамминмеди (II), составить уравнение диссоциации.

а) [Cu(NH₃)] (OH)₂

б) [Cu(NH₃)₂] OH

в)[Cu(NH₃)₃] (OH)₂

г) [Cu(NH₃)₄] (OH)₂

д) [Cu(NH₃)₄] OH

4. Каков характер оксида Ag₂O, если раствор соли AgNO₃ показывает нейтральную реакцию? Ответ обосновать.

а) сильно основной

б) слабо основной

в) амфотерный

г) несолеобразующий

5. Подобрать коэффициенты в уравнении реакции и указать, какой теоретический объём при нормальных условиях займёт NO при растворении 10,8 г. серебра в азотной кислоте:

Ag + HNO₃             AgNO₃ + NO+ H₂O

а) 22.4л.; б) 11,2 л.; в) 0,75л.; г) 7,47л.; д) 5,6л.

II. Практическая часть.

 

Опыт 1. Взаимодействие оксида меди (II) с кислотой.

В пробирку поместите 0,3 г оксида меди (II), добавьте 1 мл серной кислоты. Содержимое пробирки нагрейте до изменения окраски рас­твора. Какой цвет приобрел раствор? Почему? Составьте уравнение реакции, сделайте вывод о характере оксида меди (II).

Опыт 2. Получение гидроксида меди (II).

В пробирку поместите 4-5 капель раствора щелочи, добавьте 3-4 капли раствора сульфата меди (II). Отметьте наблюдения, ука­жите агрегатное состояние гидроксида меди (II). Составьте уравне­ние реакции, сделайте вывод о способе получения.

Опыт 3. Свойства гидроксида меди (II).

Гидроксид меди (II), полученный в предыдущем опыте, разделите на две пробирки. В первую пробирку добавьте 1 мл раствора хлоро­водородной кислоты. Отметьте наблюдения. Составьте уравнение реакции.

Опыт 4. Разложение гидроксида меди (II) при нагревании.

Выполнение работы: Гидроксид меди (II), полученный во втором опыте, нагрейте. Как изменяется цвет осадка? Отметьте наблюдения. Составьте уравнение реакции. Сделайте вывод о свойствах гидроксида меди (II).