Мета роботи: визначення властивостей р-елементів та її сполук. Встановлення окисно-відновної здатності в залежності від ступеню окислення Сульфуру. Визначення властивостей галогеноводневих кислот. Сформувати навики якісної ідентифікації галогенів та їх сполук. Оволодіти засобами отримання та визначення властивостей галогенів та її сполук.

Прилади та реактиви.Спиртівка або сухе пальне, пробірки, мікрошпатель, газовідвідна трубка, штатив, стакан, фільтрувальний папір, кристалізатор, водяна баня, мікроколба, пробка, вата. Лакмусовий папір. Кусочки Цинку, Купруму. Сульфур кр., Сульфід Феруму. Сульфіт Натрію (кр.). Розчини: конц. хлороводневої кислоти, конц. та розведеної сірчаної кислоти, перманганату, біхромату, сульфіду Калію, сульфіду Натрію та Амонію, сульфати Натрію та Мангану, нітрату Плюмбуму, хлориду Барію. хлорид Натрію, бромід і йодид Калію. Розчин крохмалю (1%). Йодна вода. Розчини: хлориду, броміду, йодиду Калію, нітрату срібла, конц. ортофосфорної кислоти. Фуксин або індиго. Оксид Мангану (ІV). Бромід та йодид Калію. Хлорна, бромна, йодна вода. Розчини: конц. та розведеної хлороводневої кислоти, конц. сірчаної кислоти, хлориду, броміду, йодиду Калію або Натрію, перманганату, біхромату Калію, хлориду Феруму (ІІ), сульфіту Натрію, гіпохлориту Натрію, Хлорного вапна.

Техніка безпеки. Всі роботи, що супроводжуються виділенням сірководню і оксиду Сульфуру (ІV) проводити під тягою. Дослід по плавленню Сульфуру проводити у витяжній шафі. У випадку горіння Сульфуру отвір пробірки накрити листовим азбестом. При приготуванні розчинів з концентрованої сірчаної кислоти останню додавати у воду невеликими порціями та постійному перемішуванні. При попаданні концентрованої сірчаної кислоти на шкіру її слід змити великим об’ємом води та обробити місце розчином соди, знову промити водою.

Рідкий бром зберігати в склянках з темного скла, йод – у ретельно зачинених склянках. При отруєнні Хлором в якості протиотрути вдихати пари 10%-го розчину аміаку.

ДОСЛІД 1. Отримання Хлору

До пробірки внести мікрошпатель оксиду Мангану (ІV) та 4-5 крапель хлороводневої кислоти. Підігріти пробірку.

Завдання. Відмітити колір та запах газу, що виділяється. Написати рівняння реакції, якщо утворюється хлорид Мангану (ІІ).

ДОСЛІД 2. Отримання брому та йоду

До першої пробірки внести мікрошпатель броміду Калію, а до другої – йодиду Калію. Додати до пробірок оксид Мангану (ІV) та 4-5 крапель концентрованої сірчаної кислоти.

Завдання. Відмітити колір та запах брому і йоду, що виділяються. Написати рівняння реакції, якщо утворюється сульфат Мангану (ІІ).

ДОСЛІД 3. Отримання хлорної води

В мікроколбу внести близько 0,5 г перманганату Калію і додати 1 мл концентрованої хлороводневої кислоти. Швидко зачинити отвір колби газовідвідною трубкою, кінець якої занурити до пробірки з водою. Пропускати Хлор у воді до повного закінчення реакції. Пробірку зачинити пробкою та зберігати для проведення наступних дослідів.

Завдання. Скласти рівняння реакції утворення Хлору. Зробити висновок про окисно-відновні властивості перманганату Калію та хлороводневої кислоти.

ДОСЛІД 4. Окисні властивості галогенів

В три пробірки внести Хлорну, бромну та йодну воду відповідно. Додати до хлорної води хлорид Феруму (ІІ), а до бромної та йодної води – сульфіт Натрію.

Завдання. Відмітити зміну забарвлення розчинів. Записати рівняння реакцій, що відбуваються. Зробити висновок про силу окисних властивостей галогенів.

ДОСЛІД 5. Відновні властивості галогенідів

В три пробірки внести розчини йодиду Калію, броміду Калію, хлориду Калію відповідно. Додати до кожної пробірки розчин біхромату Калію та 2-3 краплі концентрованої сірчаної кислоти.

Завдання. Відмітити в якій з пробірок відбулося забарвлення розчинів. Записати рівняння окисно-відновних реакцій, що відбуваються. Зробити висновок про відновну активність галогенідів.

ДОСЛІД 6. Отримання та властивості хлороводню

Насипати до сухої мікроколби близько 0,5 г хлориду Натрію та додати 7-8 крапель сірчаної кислоти. Вставити в колбу пробку з газовідвідною трубкою, кінець якої занурити до дна сухої пробірки. Зачинити отвір цієї пробірки ватою. Підігріти вміст мікроколби. Як тільки над ватою з’явиться білий туман, зупинити нагрівання, витягнути вату і зачинити пробірку пробкою. Перевернути пробірку та опустити її в кристалізатор з водою, відкрити пробку під водою. Спостерігати заповнення водою пробірки. Зачинити отвір пробірки під водою пальцем, витягнути з води та перевернути.

Завдання. Дослідити отриманий розчин лакмусовим папером. Чим пояснюється зміна кольору індикатору? Написати рівняння реакції отримання хлороводню.

ДОСЛІД 7. Якісні реакції на галоген-іони

В три пробірки внести розчини хлориду Калію, броміду Калію та йодиду Калію або Натрію розрізнено. Додати 1-2 краплі розчину нітрату срібла до кожної пробірки. До осадів додати 2-3 краплі нітратної кислоти.

Завдання. Відмітити утворення осадків, їх колір та структуру. Описати явища, що спостерігаються. Скласти відповідні рівняння реакцій в молекулярному та молекулярно-іонному вигляді.

ДОСЛІД 8. Отримання сірководню

Пробірку на 1/3 об’єму заповнити дрібни шматочки сульфіду Феруму і закріпити її у штативі. Додати 5-6 крапель концентрованої хлороводневої кислоти. Швидко закрити газовідвідною трубкою. Газ, що виділяється на кінці трубки запалити. Над полум’ям тримати змочену водою синій лакмусовий індикаторний папір.

Завдання. Написати рівняння реакцій отримання сірководню та його горіння. Вказати яка з реакцій відноситься до окисно-відновних? Пояснити зміну кольору лакмусового паперу.

ДОСЛІД 9. Окисно-відновні властивості SO₃^2- -аніону

9.1. До пробірки внести 5-6 крапель розчин перманганату Калію, 2-3 краплі 2 н сірчаної кислоти і декілька кристалів сульфіту Натрію. Відмітити знебарвлення розчину в зв’язку з переходом іону MnO₄^- до Mn²⁺.

9.2. До пробірки внести 5-6 крапель розчин сульфіду Натрію, 2-3 краплі 2 н. сірчаної кислоти і декілька кристалів сульфіту Натрію. Відмітити помутніння розчину в зв’язку з утворенням вільної Сульфуру.

Завдання. Написати рівняння окисно-відновних реакцій. До якої сполуки переходить сульфіт Натрію в проведених реакціях?

ДОСЛІД 10. Дія сірчаної кислоти на метали

10.1. В дві пробірки внести 8-12 крапель 2 н. розчин сірчаної кислоти. Додати до першої пробірки кусочок Цинку, до другої –Купруму. Нагріти повільно.

10.2. В дві пробірки внести 5-7 крапель концентрованої сірчаної кислоти. Додати до першої пробірки кусочок Цинку, до другої – Купруму. Нагріти повільно під тягою.

Завдання. Відмітити різне відношення металів до розведеної сірчаної кислоти. Який газ виділяється при взаємодії Купруму з конц. сірчаною кислотою? Написати рівняння реакцій, що відбуваються. Порівняти дію розведеної та концентрованої сірчаної кислоти на метали.

Контрольні питання

1. Чим відрізняються алотропні та поліморфні модифікації Сульфуру?

2. Як змінюються відновні властивості оксидів в ряду: SO₂ → SeO₂ → TeO₂ → PoO₂?

3. В якому ступені окислення Сульфур може бути: а) лише окисником, б) лише відновником? Написати відповідні електронні формули.

4. Як змінюється потенціал іонізації та спорідненість до електрону в ряду S → Se → Te → Po?

5. Чи можливо використовувати нітратну кислоту для отримання сірководню з сульфідів?

6. Чому оксиди ЕО₂ елементів VI A групи експериментально важко перевести до ЕО₃?

7. Дати характеристику окисно-відновних властивостей сірчаної та сірчистої кислот.

8. Скласти рівняння гідролізу солей: сульфіду амонію, сульфіту Натрію, сульфату Калію.

9. Написати рівняння реакцій взаємодії тіосульфату Натрію з хлороводневої кислотою та з Хлорною водою.

10. Чому у виробництві сірчаної кислоти для розчинення оксиду Сульфуру (VI) використовують не воду, а сірчану кислоту?

11. Напишіть електроні формули атомів галогенів в нормальному та збудженому станах.

12. Порівняйте фізичні та хімічні властивості галогенів, покажіть залежність властивостей галогенів від будови їх атомів.

13. Як змінюється міцність зв’язку між атомами в ряду молекул Cl₂, Br₂, I₂.

14. В якому ступеню окислення галогени можуть проявляти лише окисні властивості; лише відновні?

15. Якими засобами можливо отримати бром з броміду Калію?

16. Як отримують Хлор в лабораторіях?

17. Напишіть схему хімічної рівноваги в розчині хлорної води. Дією яких речовин на хлорну воду можливо довести наявність в ній вільного Хлору та іону Хлору?

18. Чому можна отримати хлорну воду, проте неможливо - фторну воду?

19. Чому Хлор перед заповненням стальних балонів або залізничних цистерн ретельно сушать?

20. Закінчить рівняння окисно-відновної реакції та вкажіть окисника та відновника:

Br₂ + Cl₂ + H₂O →

21. Якими галогенами можна витиснути бром з розчину KBrO₃?

22. Як змінюється міцність хімічного зв’язку в ряду: HF – HCl – HBr – HI?

23. Написати реакцію отримання хлороводню трьома способами. Яка з реакцій не вживана для отримання чистих бромоводню та йодоводню?

24. З якими металами може реагувати соляна кислота? Чи впливає зміна концентрації цієї кислоти на характер реакції з металами?

25. Який з галогеноводнів найбільш сильний відновник, а який – найбільш слабкий?

26. Чому концентрована хлороводнева кислота сильніше „димить” у вологу погоду?

27. Чи може бромоводень бути відновником? Поясніть.

28. Порівняйте стійкість, силу та окисні властивості кисневих кислот Хлору.

29. На чому заснована дезінфікуюча та відбілююча дія хлорного вапна?

30. Здійсніть наступні перетворення:

Cl₂ → KClO → KClO₃ → KCl

Задачі

1. Розчин сірчаної кислоти об’ємом 200 мл нейтралізують 16 г гідроксиду Натрію. Визначити молярну та еквівалентну концентрації вихідного розчину сірчаної кислоти.

2. Для газації зерносховищ з метою знищення комах часто спалюють сірку, виходячи з норми 24 г на 1 м³ приміщення. Розрахуйте скільки кілограмів оксиду Сульфуру (ІV) повинно утворитися при газації приміщення кубатурою 100 м³.

3. Вода океанів містить в середньому в 1 л 27,6 г хлориду Натрію, 0,8 г хлориду Калію, 3,2 г хлориду магнію, 2,1 г сульфату магнію, 1,3 г сульфату кальцію. Скільки хлороводню можна отримати, якщо залишок, що утворюється після випарювання 1000 л води океану, обробити сірчаною кислотою?

4. Густина парів флуороводню за Гідрогеном при 30 С дорівнює 19,99. Яку формулу має флуороводень за цих умов?

5. Який об’єм Хлору за н.у. можна отримати при дії кислоти на 200 г хлорного вапна?

Лабораторна робота №13.