close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Zakharova

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Лабораторные и практические работы
Часть 1
Методические рекомендации
для студентов очной формы обучения
Санкт-Петербург
2016
Составитель: преподаватель высшей квалификационной категории Н. М. Захарова
Рецензент: преподаватель высшей квалификационной категории
С. А. Березина
Методические рекомендации предназначены для самостоятельного выполнения лабораторных и практических работ по разделу
«Общая и неорганическая химия» дисциплины «Химия» студентами ФСПО очной формы обучения по следующим специальностям:
12.02.01 «Авиационные приборы и комплексы», 15.02.07 «Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям),
09.02.01 «Компьютерные системы и комплексы», 09.02.03 «Программирование в компьютерных системах», 13.02.10 «Электрические машины и аппараты», 15.02.09 «Технология машиностроения»,
27.02.02 «Техническое регулирование и управление качеством».
Включают в себя 8 лабораторных и 3 практические работы, которые предназначены для закрепления теоретического материала и
изучения нового материала по различным темам дисциплины «Химия».
Публикуется в авторской редакции
Компьютерная верстка А. Н. Колешко
Подписано к печати 12.12.16. Формат 60 × 84 1/16. Печать цифровая.
Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,8. Тираж 50 экз. Заказ № 487.
Редакционно-издательский центр ГУАП
190000, Санкт-Петербург, Б. Морская ул., 67
© Санкт-Петербургский государственный
университет аэрокосмического
приборостроения, 2016
ВВЕДЕНИЕ
Химия – экспериментальная наука, поэтому в рабочей программе по дисциплине «Химия» выделены 25 часов на проведение лабораторных работ и 9 часов на проведение практических работ. В процессе изучения раздела «Общая и неорганическая химия» студенты
ФСПО выполняют 8 лаборатопных и 3 практических работы.
Лабораторные работы предназначены для закрепления теоретического материала и изучения нового материала по различным
темам дисциплины «Химия». Лабораторные работы выполняются
студентами индивидуально или парами по инструкци, в которой
указана методика проведения опыта.
Практические работы – это работы экспериментального характера с элементами исследования. Выполняя практическую работу
студенты проявляют самостоятельность, решают экспериментальные задачи, применяя свои знания и умения.
Отчёт о лабораторной работе включае: номер работы, название
работы, цель работы, оборудование, реактивы, номер опыта или
задания, названия опыта или задания, наблюдения, уравнения
реакций, выводы, ответы на контрольные вопросы. Лабораторные
работы, которые используются для изучения нового материала содержат краткие теоретические сведения по теме работы.
Отчёт о практических работах выполняется по тому же плану,
что и лабораторные работы, но не содержит контрольные вопросы,
так как эти работы проводятся индивидуально, по вариантам. Во
время проведения практических работ студенты решают задачи
экспериментального характера.
Лабораторные и практические работы по разделу «Общая и неорганическая химия» дисциплины «Химия» являются частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии
с ФГОС.
По итогам выполнения лабораторных и практических работ студенты будут уметь:
– использовать различные виды познавательной деятельности
и основные интеллектуальные операции (постановки задачи, фор3
мулирования гипотез, анализа и синтеза, сравнения, обобщения,
систематизации, выявления причинно-следственных связей, поиска аналогов, формулирования выводов) для решения поставленной
задачи, примененять основные методы познания (наблюдения, научного эксперимента) для изучения различных сторон химических
объектов и процессов, с которыми возникает необходимость сталкиваться в профессиональной сфере;
– использовать различные источники для получения химической информации, уметь оценивать ее достоверность для достижения хороших результатов в профессиональной сфере;
– сформировывать представления о месте химии в современной
научной картине мира; понимать роль химии в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач;
– владеть основополагающими химическими понятиями, теориями, законами и закономерностями; уверенно пользоваться химической терминологией и символикой;
– владеть основными методами научного познания, используемыми в химии: наблюдением, описанием, измерением, экспериментом; умением обрабатывать, объяснять результаты проведенных
опытов и делать выводы; готовностью и способностью применять
методы познания при решении практических задач;
– сформировывать умения, давать количественные оценки и
производить расчеты по химическим формулам и уравнениям;
– владеть правилами техники безопасности при использовании
химических веществ;
− сформировывать собственную позицию по отношению к химической информации, получаемой из разных источников.
4
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Моделирование Периодической системы Д. И. Менделеева
Цель работы: ознакомление студентов с правилами по технике
безопасности при работе в лаборатории химии, с методикой оформления лабораторных работ, с Периодической системой химических
элементов Д.И. Менделеева, научить студентов выявлять сходство и
различие между элементами, прогнозировать свойства элементов и
образованных ими веществ.
Реактивы: Натрий, магний, алюминий, соляная кислота. Щёлочь натрия, индикаторы.
Оборудование: Периодическая система Д.И. Менделеева, динамическая таблица Д.И. Менделеева, химические стаканы, пинцет, нож.
Ход работы:
1. Ознакомление студентов с правилами по технике безопасности
при работе в лаборатории химии
2. Ознакомление студентов с методикой оформления лабораторных работ.
Отчёт о работе должен содержать:
1. Номер работы.
2. Название работы.
3. Цель работы.
4. Оборудование.
5. Реактивы.
6. Номер опыта или задания.
7. Название опыта или задания.
8. Наблюдения.
9. Уравнения реакций.
10. Таблицы или рисунки, если на это указывает инструкция.
11. Выводы.
12. Ответы на контрольные вопросы.
Моделирование построения периодической системы
Задание 1. Ознакомьтесь с Периодической системой Д.И. Менделеева, найдите в ней горизонтальные ряды – периоды. Посмотрите по какому принципу расположены в них химические элементы.
Сделайте выводы.
Задание 2. Ознакомтесь с динамической таблицей 1. Д.И. Менделеева.
5
Таблица 1
Изменение свойств химических элементов по периоду
Li
Литий
7
Na
Натрий
23
Be
Бериллий
9
Mg
Магний
24
B
C
N
O
Бор
Углерод
Азот Кислород
11
12
14
16
Al
Si
P
S
Алюминий Кремний Фосфор
Сера
27
28
31
32
F
Фтор
19
Cl
Хлор
35,5
Посмотрите как изменяются свойства химических элементов
слева направо.
Выполните опыт 1. Сравнение свойств простых веществ, соотвествющих элементам одного периода.
В три пробирки налейте по 2 мл соляной кислоты, в одну пробирку добавьте магниевую, а в другую пробирку алюминивую стружку, в третью порошок кремния. Запишите наблюдения и уравнения
реакций. Сделайте выводы как изменяются свойства простых веществ в периодах слева направо.
Задание 3. Ознакомтесь с динамической табл. 2. Д.И. Менделеева.
Таблица 2
Измение свойств соединений химических элеменгов по периоду
Li
Be
B
C
N
O
F
Литий Бериллий
Бор
Углерод
Азот
Кислород
Фтор
7
9
11
12
14
16
19
Li2O
BeO
B2O3
CO2
N2O5
----осн. окс. амф.окс. кисл. окс.
кисл. кисл. окс.
H3BO3
окс.
HNO3
LiOH
Be(OH)2
кислота
H2CO3
кислота
----основа
амф.
кислота
ние
гидр.
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор
Сера
Хлор
23
24
27
28
31
32
35,5
Na2O
MgO
Al2O3
SiO2
P2O5
SO3
Cl2O7
осн. окс. осн. окс. амф. окс.
кисл. кисл. окс. кисл. окс. кисл. окс.
окс.
H3PO4
HCLO4
NaOH
Mg(OH)2 Al(OH)3
H2SiO3
кислота
H2SO4
кислота
основа
основа
амф. окс. кислота
кислота
ние
ние
Посмотрите как изменяются свойства соединений химических
элементов слева направо. Сделайте выводы как изменяются свойства соединений химических элементов слева направо.
6
Опыт 2. Сравнение свойств простых просых веществ, соответствующих элементам одной группы.
В две пробирки налейте п о 2 мл раствора хлорида натрия и иодида калия и добавте по 1 мл бромной воды. Запишите наблюдения
и уравнения реакций. Сделайте выводы как изменяются свойства
простых веществ в группах сверху вниз.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение периоду и группе химических элементов.
2. Объясните характер изменения свойств химическх элементов
с точки зрения теории строения атомов.
7
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Приготовление суспензии карбоната кальция в воде.
Получение эмульсии растительного масла.
Ознакомление со свойствами дисперсных систем
Цель работы: ознакомление с образцами и свойствами дисперсных систем.
Реактивы: порошок мела, растительное масло, вода.
Оборудование: Коллекция дисперсных систем, пробирки, пробки, химические стаканы, стеклянные палочки.
Ход работы.
Задание 1: Демонстрация дисперсных систем различных типов.
Рассмотрите коллекцию дисперсных систем различных типов,
встречающихся в повседневной жизни каждого человека. Заполните таблицу «Дисперсные системы».
Таблица 3
Дисперсные системы
Дисперсионная
среда
Дисперсная фаза
Название дисперсионной системы
Газ
Жидкость
Твёрдое
вещество
Аэрозоль
Аэрозоль
Жидкость
Газ
Жидкость
Твёрдое
вещество
Пена
Эмульсия
Золь
Суспензия
Твёрдое
вещество
Газ
Жидкость
Твёрдое
вещество
Твёрдая пена
Гель
Твёрдый золь
Примеры дисперсионных систем
Образцы дисперсных систем: 1. молоко 2. цветное стекло 3. Дым
зажжённой ароматической палочки 5. поролон 6. Струя дезодоранта из баллончика 7. губная помада 8. Всбитый в пену яичный белок 9. Зубная паста.
8
Опыт 1. Получение суспензии мела в воде.
1.1. Насыпьте в пробирку 1/2 ложки мела, растёртого в ступке.
Добавьте в пробирку 4–5 мл воды, закройте отверстие пробирки и
энергично потрясите.
Ответьте на вопросы:
Можно ли назвать образующуюся жидкость раствором? Почему?
1.2. Наблюдайте за расслоением суспезии.
Ответьте на вопросы:
1. Чем оно обусловлено?
2. Какие частицы седиментируют в первую очередь?
3. Стала ли жидкость над осадком абсолютно прозрачной ? Почему ?
4. Для чего перед использованием меловую побелку фильтруют
через слой марли или ткани?
Опыт 2. Получение эмульсии растительного масла.
2.1. Налейте в пробирку 2–3 мл воды и 1 мл растительного масла.
Ответьте на вопросы:
1. Смешиваются ли жидкости?
2. Какая из них образует верхний слой? Почему?
2.1. Закройте пробирку пробкой и интенсивно встряхните.
Ответьте на вопросы:
1. О чем свидетельствует мутность полученной системы?
2.2. Наблюдайте расслоение образовавшейся эмульсии.
Ответьте на вопросы:
1. Почему опасно попадание воды в масло системы смазки двигателя автомобиля?
Контрольные вопросы
Дайте определения следующим понятиям:
1.1. Дисперсионная система
1.2. Дисперсионная среда
1.3. Дисперсная фаза
1.4. Эмульсия
1.5. Суспензия
1.6. Аэрозоль
1.7. Взвесь
1.8. Паста
1.9. Коллоидные системы
1.10. Грубодисперсные системы
1.11. Тонкодисперсные системы
1.12. Золи
9
1.13. Гели
1.14. Седиментация
1.15 Коагуляция
1.16 Синерезис
2. Приведите примеры дисперсных систем :
2.1. Бытового назначения
2.2. Пищевого назначения
2.3.Медицинского назначения
2.4.Косметического назначения
10
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.
Химические свойства кислот
Цель работы: ознакомление с химическими свойствами кислот.
Реактивы: соляная и серная кислоты, индикаторы: лакмус, метиловый оранжевый, фенолфталеин, универсальная индикаторная
бумага, магниевая стружка, медная проволока, порошок оксида
меди (II), раствор гидроксида натрия, растворы солей: сульфата
меди (II), нитрата серебра, карбоната натрия.
Оборудование: пробирки, спиртовки, спички, стеклянные палочки.
Ход работы.
Опыт 1. Отношение кислот к индикаторам.
В четыре пробирки наливают по 3 мл 5 %-го раствора соляной
кислоты, в первые три добавляют по 3–4 капли индикатора: лакмуса, метилового оранжевого, фенолфталеина соответственно отмечают окраску индикатора в кислой среде. Стеклянную палочку
погружают в четвёртую пробирку, затем касаются полоски универсальной индикаторной бумаги, определяют свет универсального
индикатора в кислой среде.
Опыт 2. Взаимодействие кислот с металлами, стоящими в ряду
напряжений металлов до водорода.
В пробирку насыпьте небольшое количество магниевой стружки
и добавьте 2 мл соляной кислоты. Запишите наблюдения, уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Сделайте выводы.
Опыт 3. Взаимодействие кислот с металлами, стоящими в ряду
напряжений металлов после водорода.
В пробирку поместите медную проволоку и добавьте 2 мл соляной кислоты. Запишите наблюдения. Сделайте выводы.
Опыт 4. Взаимодействие кислот с основными оксидами.
В пробирку насыпьте небольшое количество порошка оксида
меди (II) и добавьте 2 мл серной кислоты. Запишите наблюдения,
уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Сделайте выводы.
Опыт 5. Взаимодействие кислот с нерастворимыми основаниями.
В пробирку налейте 2 мл раствора сульфата меди (II), по каплям
добавьте раствор гидроксида натрия до образования обильного осадка гидроксида меди (II). Добавьте 5 %-й раствор соляной кислоты,
наблюдайте растворение осадка. Запишите наблюдения, уравнения
реакций в молекулярном и ионном виде. Сделайте выводы.
11
Опыт 6. Взаимодействие кислот с солями.
В две пробирки налейте по 2 мл раствора соляной кислоты. В
первую пробирку добавьте несколько капель раствора нитрата серебра, во вторую 2 мл раствора карбоната натрия. Запишите наблюдения, уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Сделайте
выводы.
Контрольные вопросы
Вариант 1. С какими из перечисленных ниже веществ будет
реагировать соляная кислота: Zn, ZnO, Cu, CuO, Cu(OH)2, Na2CO3,
Na2SO4, P2O5. Напишите, уравнения возможных реакций в молекулярном и ионном виде. Обратите внимание на условия, при которых
реакции протекают до конца.
Вариант 2. С какими из перечисленных ниже веществ будет
реагировать серная кислота: Zn, ZnO, Cu, CuO, Cu(OH)2, Na2CO3,
Na2SO4, P2O5. Напишите уравнения возможных реакций в молекулярном и ионном виде. Обратите внимание на условия, при которых
реакции протекают до конца.
12
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4.
Химические свойства оснований
Цель работы: ознакомление с химическими свойствами оснований.
Реактивы: соляная и серная кислоты, индикаторы: лакмус, метиловый оранжевый, фенолфталеин, универсальная индикаторная
бумага, раствор гидроксида натрия, растворы солей: сульфата меди
(II), хлорида железа(III), карбоната натрия.
Оборудование: пробирки, спиртовки, спички, стеклянные трубочки, пробиркодержатели.
Ход работы.
1. Опыт 1. Отношение щелочей к индикаторам.
В четыре пробирки наливают по 3 мл 5 %-го раствора раствор гидроксида натрия, в первые три добавляют по 3–4 капли индикатора: лакмуса, метилового оранжевого, фенолфталеина соответственно отмечают окраску индикатора в щелочной среде. Стеклянную
палочку погружают в четвёртую пробирку, затем касаются полоски
универсальной индикаторной бумаги, определяют свет универсального индикатора в щелочной среде.
Опыт 2. Взаимодействие щелочей с кислотными оксидами.
В пробирку налейте 2 мл прозрачного раствора известковой
воды. Используя чистую стеклянную трубочку, осторожно продуйте через раствор выдыхаемый вами воздух. Запишите наблюдения,
уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Сделайте выводы.
14. Опыт 3. Взаимодействие щелочей с кислотами.
В пробирку налейте 2 мл 5 %-го раствора раствор гидроксида
натрия, добавьте 2–3 капли фенолфталеина. Затем в пробирку прилейте 5 %-й раствор соляной кислоты до исчезновения малиновой
окраски. Запишите наблюдения, уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Сделайте выводы.
15. Опыт 4. Взаимодействие нерастворимых оснований с кислотами.
В пробирку налейте 2 мл раствора хлорида железа(III), по каплям добавьте раствор гидроксида натрия до образования обильного осадка гидроксида железа(III). Добавьте 5 %-й раствор соляной
кислоты, наблюдайте растворение осадка. Запишите наблюдения,
уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Сделайте выводы.
13
Опыт 5. Взаимодействие щелочей с солями.
В пробирку налейте 2 мл раствора сульфата меди (II), по каплям
добавьте раствор гидроксида натрия до образования обильного
осадка гидроксида меди (II). Запишите наблюдения, уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Сделайте выводы.
Опыт 6. Разложение нерастворимых оснований при нагревании.
Пробирку, с полученным в опыте 4 гидроксида меди (II), закрепите в пробиркодержателе и нагрейте в пламени спиртовки, наблюдайте за изменением цвета осадка. Запишите наблюдения, уравнения реакций в молекулярном виде. Сделайте выводы.
Контрольные вопросы
Вариант 1. С какими из перечисленных ниже веществ будет реагировать гидроксид натрия N2O5, CaCL2, CO2, CuO, Cu(OH)2, CaCO3,
H3PO4, CuSO4. Напишите уравнения возможных реакций в молекулярном и ионном виде. Обратите внимание на условия, при которых
реакции протекают до конца.
Вариант 2. С какими из перечисленных ниже веществ будет
реагировать гидроксид калия N2O5, CaCO3, CaCL2, CuSO4, CuO,
Cu(OH)2, CO2, H3PO4, Напишите уравнения возможных реакций в
молекулярном и ионном виде. Обратите внимание на условия, при
которых реакции протекают до конца.
14
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5.
Химические свойства солей.
Гидролиз солей различного типа
Цель работы: ознакомление с химическими свойствами солей.
Реактивы: универсальная индикаторная бумага, растворы солей: сульфата меди (II), хлорида железа (III), карбоната натрия,
сульфата натрия, хлорида бария, сульфат железа (II), нитрат серебра, металлическая кнопка и медная проволока.
Оборудование: пробирки, стеклянные трубочки.
Ход работы.
Опыт 1. Отношение металлов к растворам солей.
Опустите железные стружки в раствор соли меди (II), а медные
стружки в раствор соли железа (II). Объясните, что происходит в
каждой пробирке.
Запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме и
сделайте выводы.
Опыт 2. Взаимодействие солей с солями.
1. В трёх пробирках смешайте попарно растворы солей: в первой – карбонат натрия и хлорид бария, во второй – хлорид бария
и нитрат серебра, в третьей – сульфат натрия и хлорид бария. Запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме и сделайте выводы.
Опыт 3. Гидролиз солей. Испытание растворов солей универсальным индикатором.
Гидролиз солей – это взаимодействие солей с водой, приводящее
к образованию слабого электролита.
Налить в пробирки немного растворов следующих солей: FeCI3,
Na2CO3, NaCI и испытать их универсальным индикатором, для чего
индикаторную бумагу опустить в раствор соли. Наблюдения занести в таблицу (табл. 4).
Таблица 4
Гидролиз солей
Формула
соли
Например:
K2S
Среда раствора
нейтраль- кислая
щелочная
ная
+
Какими основаниями и кислотами
(сильными или слабыми)
образована соль
Соль образована
KOH- сильным основанием и
H2S – слабой кислотой
Примечание: среду раствора в таблице отмечать знаком +.
15
Написать уравнения реакций гидролиза солей, растворы которых имели кислую и щелочную среду в молекулярной и ионной
формах. Какие ионы в результате гидролиза соли влияют на изменения окраски индикатора?
Контрольные вопросы
1. Написать полные и сокращённые ионные уравнения гидролиза следующих солей:
Вариант 1.
Вариант 3.
Вариант 5.
K2CO3, Fe SO4
Pb (NO3)2, Na2S
ZnCI2, Fe2 ( SO4)3
Вариант 2.
Вариант 4.
Na2SiO3, Cu (NO3)2
K2 SiO3, CuCI2
16
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
Типы химических реакций. Реакции замещения.
Реакции ионного обмена.
Цель работы: ознакомление с типами химических реакций и условиями протекания реакций ионного обмена до конца.
Реактивы: растворы солей: сульфата меди (II), карбоната натрия,
металлическая кнопка, соляная и серная кислоты, фенолфталеин,
раствор гидроксида натрия.
Оборудование: пробирки, штативы для пробирок, таблица
«Классификация химических реакций».
Ход работы.
Основные теоретические положения.
1. Химические реакции – это процесс, в результате которого из
одних веществ образуются другие вещества, отличающиеся от исходных по составу или строению, а следовательно и по свойствам.
Задание 1: Ознакомтесь с таблицей «Классификация химических реакций».
Таблица 5
Классификация химических реакций по определённым признакам
Признак
Определение типа реакции
Пример реакции
1. Число и состав реагирующих веществ и продуктов реакции.
1.1. С из1.Реакции соединения – реS + O2 = SO2
менением акции в результате которых
состава
из двух или нескольких
CaO + H2O = Ca(OH)2
веществ
простых и сложных веществ
образуется одно сложное
вещество
2. Реакции разложения – это
2KMnO4 = MnO2 +K2MnO4
реакции, при которых из
+ O2↑
одного сложного вещества
образуется несколько новых
H2SO4
веществ простых и сложных.
C2H5OH ↔ C2H4 + H2O +Q
3.Реакции замещения CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu ↓
Реакции, в результате которых атомы простого вещества
замещают атомы другого
элемента и образуют новое
простое вещество и новое
сложное вещество.
17
Продолжение табл. 5
Признак
Определение типа реакции
4. Реакции обмена – реакции, при которых два сложных вещества обмениваются
своими составными частями.
1.2. Без
1. Реакции изомеризации –
изменения
реакции при которых изсостава
меняется структура (химивеществ
ческое строение, а не состав
вещества.
Пример реакции
NaOH + HCI = NaCI + H2O
t
nSтв ↔ Sn
охлаж
250
C4H8 → H2C = C  CH3
AI2O3 
CH3
2. Изменение С.О. элементов, входящих в состав реагирующих веществ
и образовавшихся соединений
2.1. С из- 1. Окислительно – восстано2Cu0 + O02 = 2Cu +2O –2
менением
вительные реакции
С.О.
2.2. Без
2. Реакции не являются
Cu+2O –2 + 2H+1CI –1 =
изменения окислительно – восстанови=Cu+2Cl2 –1 + H 2+1O–2
С.О.
тельными
3. Теп1. Экзотермические реакC + O2 = CO2 +Q
ловой
ции – реакции, в результате
эффект
которых выделяется тепло
2. Эндотермические реакN2 + O2 = 2NO – Q
ции – реакции, в результате
которых поглощается тепло
4. Агре1. Гетерогенные реакции –
гатное
реакции, в которых реагирусостояние
ющие вещества и продукты
CaO + H2O = Ca(OH)2
реагируреакции находятся в различтв
ж
ж
ющих и
ных агрегатных состояниях
образу2. Гомогенные реакции H2 + CL2 = HCL
ющихся
реакции, в которых реагирувеществ
ющие вещества и продукты
реакции находятся в одинаковых агрегатных состояниях
18
Окончание табл. 5
Признак
Определение типа реакции
5. Использование
катализатора
1. Каталитические реакции –
реакции, которые идут с
участием катализатора
6. Направление
реакции
2. Некаталитические реакции – реакции, которые идут
без участиякатализатора
1. Обратимые реакции – реакции, которые в данных
условиях протекают одновременно в двух противоположных направлениях.
2. Необратимые реакции –
реакции, которые в данных
условиях протекают только в
одном направлении
Пример реакции
MnO2
2H2O2 = 2 H2O + O2
t0
2Mg + O2 = 2MgO
N2 + 3H2 ↔ 2NH3 + Q
В неорганической химии
реакции обмена и горения
Характеристика химических реакций по признакам классификации.
t0
2Mg–2O–2 = 2Mg0 + O2 0↑ – Q
тв. тв г.
1. Реакция с изменением состава. 2. Реакция разложения, так
как из одного сложного вещества образовались два новых простых.
3. Реакция ОВР – элементы изменили степень окисления. 4. Реакция
эндотермическая – по тепловому эффекту. 5. Реакция гетерогенная –
по фазе. 6. Реакция необратимая. 7. Реакция некаталитическая.
Задание 2: Дайте характеристику химических реакций по признакам классификации.
Вариант 1: 2Al + Fe2O3 → 2Fe ↓ + Al2O3 + Q
т
т
т
т
H2SO4
Вариант 2: C2H5OH ↔ C2H4 + H2O +Q
ж
г
ж
Вариант 3: Pb(NO)3 → PbO + NO2 ↑ + O2 ↑
т
т
г
г
Pt
Вариант 4: C3H6 + H2 ↔ C3H6 + Q
г
г
г
19
Опыт 1: Окислительно – восстановительные реакции.
Опустите железные стружки в раствор соли меди (II). Объясните,
что происходит в каждой пробирке. Запишите уравнения реакций
в молекулярной форме, составте электронный баланс, определите
окислитель и восстановитель и сделайте выводы.
Опыт 2: Реакции ионного обмена между растворами электролитов.
Выполните опыты 2.1, 2.2, 2.3.
Пользуясь таблицей растворимости солей и оснований в воде,
подберите из имеющихся солей, кислот и щелочей такие растворы,
которые при взаимодействии между собой привели бы к образованию:
2.1. осадка Cu(OH)2
2.2. газа CO2
2.3. малодиссоциирующего вещества H2O
Напишите уравнения химических реакций в молекулярной и
ионной формах. Сделайте выводы.
Контрольные вопросы
Как можно осуществить следующие превращения:
Вариант 1. Mg → MgO → Mg (OH)2 → MgO
Вариант 2. Fe. → FeCI3 → Fe (OH)3 → Fe2O3 → Fe
Вариант 3. Cu → Cu SO4→ Cu (OH)2→ CuCI2
Вариант 4. Ca → Ca (OH)2 → Ca CI2 → CaCO3 → CO2
Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме.
Дайте характеристику химических реакций по признакам классификации.
20
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
Зависимость скорости химической реакции от природы веществ,
концентрации и температуры.
Химическое равновесие и способы его смещения
Цель работы: ознакомление студентов с условиями, от которых
зависит скорость химической реакции и со способами смещения химического равновесия в обратимых химических реакциях.
Реактивы: порошок железа и магния, 10% раствор соляной кислоты, 20% раствор серной кислоты, гранулы цинка, вода, канцелярские скрепки.
Оборудование:
пробирки,
штативы
для
пробирок,
пробиркодержатели,спиртовки, спички.
Ход работы.
Основные теоретические положения.
Скорость химической реакции – изменение концентрации реагирующих веществ или продукта реакции за определённый отрезок
времени.
Скорость хим. реакции определяется:
1. Количеством столкновений частиц.
2. Энергией частиц.
Факторы, влияющие на скорость химической реакции
1. Природа реагирующих веществ
2. Концентрация реагирующих веществ
1. Закон действующих масс:
При постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению молярных концентраций реагируюших веществ.
Для реакции nA + mB = C; V = kCn (A). Cm (B)
где V – скорость химической реакции; k – коэффициент пропорциональности или константа скорости; n и m – коэффициенты уравнения реакции; C(A), C(B) – концентрации реагирующих веществ
2. Температура.
Правило Вант–Гоффа: при повышении температуры на каждые
10 градусов скорость хим. реакций увеличивается в 2–4 раза.
4. Размер реагирующих частиц.
Твёрдые вещества реагируют быстрее, если они измельчены
5. Давление.
21
Для газообразных веществ увеличение давления приводит к увеличению скорости реакции.
6. Катализаор или ингибитор.
Наличие катализатора – ускоряет реакцию, ингибитора – замедляет.
Химическое равновесие – состояние реагирующей системы, когда скорости прямой и обратной реакции равны.
Способы смещения химического равновесия.
Принцип Ле Шателье: если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, осуществляется воздействие (изменение температуры, давления или концентрации веществ), то происходит та реакция, которая уменьшает это воздействие.
Таблица 6
Влияние давления, температуры, концентрации веществ
на смещение химического равновесия.
P
Если давление растёт, равновесие смещается в сторону уменьшения объёма реагирующей системы
Если давление снижается, равновесие смещается в сторону
увеличения объёма реагирующей системы
T
Если температура растёт, равновесие смещается в сторону эндотермической реакции
Если температура снижается, равновесие смещается в сторону
экзотермической реакции
C
Если растёт концентрация одного из реагентов, равновесие
смещается в сторону прямой реакции
Если снижается концентрация одного из реагентов, равновесие
смещается в сторону обратной реакции
Опыт 1: Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ.
Налейте в пробирку по 2 мл 10% раствора соляной кислоты. В
первую поместите несколькл крупинок порошка железа, во вторую – порошка магния. Что наблюдаете? Какая из реакций протекает с большей скоростью? Почему? Напишите уравнения реакций.
Сделайте вывод.
Опыт 2: Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.
Налейте в пробирки по 2 мл 20% раствора серной кислоты. В
первую допейте воды до увеличения объёма в 4 раза. В обе пробир22
ки поместите по одной грануле цинка. Что наблюдаете? Какая из
реакций протекает с большей скоростью? Почему? Напишите уравнения реакций. Сделайте вывод.
Опыт 3: Зависимость скорости реакции от температуры.
Налейте в пробирку по 2 мл 10% раствора соляной кислоты и
поместите в неё железную скрепку. Что наблюдаете? Обратите внимание на скорость выделения пузырьков газа. Укрепите пробирку
в пробиркодержателе и слегка нагрейте её содержимое на пламени
спиртовки. Что наблюдаете? Как изменилась скорость образования
пузырьков газа? Почему? Напишите уравнения реакций. Сделайте
вывод.
Задание 1: Заполните таблицы для уравнений
Вариант 1. N2(г) + O2(г) ↔ 2NO(г) – Q
Таблица 7
Направление смещения химического равновесия
Характер воздействия
↑C(N2)
↓C(N2)
↑C(NO)
↓(NO)
↑t
↓t
↑p
↓p
Направление смещения равновесия
Вариант 2. 2NO(Г) + O2 (Г) ↔ 2NO2(Г) + Q
Таблица 8
Направление смещения химического равновесия
Характер воздействия
↑C(NO)
↓C(NO)
↑C(NO2)
↓C(NO2)
↑t
↓t
↑p
↓p
Направление смещения равновесия
Контрольные вопросы
Домашнее задание:
Л1 гл5 стр 61–68
Упр. 6.7 стр 69
23
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
Закалка и отпуск стали.
Ознакомление со структурами серого и белого чугуна.
Распознавание руд железа
Цель работы: ознакомить студентов с процессами закалки и отпуска стали, со структурами белого и серого чугуна, научить распознавать железные руды.
Реактивы: образцы серого и белого чугуна, образцы железных
руд: гематит, лимонит, магнетит.
Оборудование: пробирки, штативы для пробирок, пробиркодержатели, спиртовки, спички, тигельные щипцы, сосуд с с водой,
лупа, кусок фарфора.
Ход работы.
Опыт 1: Закалка и отпуск стали.
Швейную иглу берут тигельными щипцами, несколько раз сильно раскаляют и постепенно охлаждают. После этого она теряет свою
упругость, её можно легко согнуть. Произошёл отпуск стали.
Если иголку из предыдущего опыта снова накалить и, не дав ей
остыть, бросить в холодную воду, то она перестаёт гнуться, а при
попытке её согнуть сломается. Произошла закалка стали. Для чего
производят закалку стали? Сделайте вывод.
Опыт 2: Ознакомление со структурами серого и белого чугуна.
Внимательно рассмотрите внешний вид и сколы образцов серого
и белого чугуна. Эти сплавы имеют зернистую поверхность, обратите внимание на наличие многочисленных плоских граней на сколе
сплава.
В сером чугуне из – за высокого содержания кремния углерод
присутствует преимущественно в виде графита. При увеличении
можно заметить тёмные прожилки в структуре сплава. Графит придаёт чугуну характерный цвет и хрупкость.
В белом чугуне углерод присутствует преимущественно в виде
соединения с железом –цементита Fe3C. Цементит придаёт белому
чугуну твёрдость и хрупкость. Определите образцы серого и белого чугуна. Напишите основные области применения серого и белого
чугуна.
Опыт 3: Распознавание руд железа.
Проведите кусочками руд по фарфору. По цвету оставшейся полосы можно индентифицировать руду. Заполните таблицу:
24
Таблица 9
Распознавание руд железа
Руда
Цвет
Черта на фарфоре
Гематит Fe2O3
Лимонит Fe2O3. n H2O
Магнетит Fe3 O 4
Контрольные вопросы
1. Напишите основные области применения серого и белого чугуна.
25
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1
Приготовление раствора заданной концентрации.
Цель работы: приготовление растворов заданной концентрации
путём растворения твёрдого вещества в воде, разбавления раствора
и добавления твёрдого вещества к имеющемуся раствору.
Реактивы: сахар, хлорид натрия, вода.
Оборудование: технохимические весы, разновесы, химические
стаканы 200 мл, мерные цилиндры, стеклянные палочки.
Ход работы:
Вам предстоит выполнить один из четырёх вариантов задания
(табл. 10)
Таблица 10
Варианты заданий
Номер
варианта
Растворённое
вещество
Масса
раствора, г
1
Хлорид натрия
2
Хлорид натрия
3
4
Массовая доля растворённого
вещества, %
В
№1
В
№2
В
№3
50
10
6
8
30
20
8
12
Сахар
70
5
4
6
Сахар
80
8
6
10
Приготовление раствора № 1. Рассчитайте массу твёрдого вещества и воды, необходимых для приготовления раствора № 1. С помощью технохимических весов отмерьте рассчитанную массу твёрдого вещества и перенесите в химический стакан. Зная, что плотность
воды равна 1 г/мл, рассчитайте объём воды, необходимой для приготовления раствора. Мерным цилиндром отмерьте вычисленный
объём и прилейте его к веществу в стакане. Перемешивая содержимое стакана стеклянной палочкой, добейтесь полного растворения
вещества в воде.
Приготовление раствора № 2. Рассчитайте массу воды, которую
необходимо добавить к раствору № 1, чтобы получить раствор №
2 меньшей концентрации. Переведите вычисленную массу воды в
объём, отмерьте её с помощью мерного цилиндра и добавьте в раствор № 1. Сколько граммов раствора № 2 получено?
Приготовление раствора № 3. Рассчитайте массу твёрдого вещества, которое следует добавить к раствору № 2, чтобы получить
26
раствор № 3 большей концентрации. На технохимических весах отмерьте необходимую массу вещества, добавьте его в раствор № 2 и
перемешайте стеклянной палочкой до полного растворения. Сколько граммов раствора № 3 получено?
27
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2
Решение экспериментальных задач
Цель работы: научить студентов с помощью качественных реакций распознавать неорганические вещества. Решать экспериментальные задачи.
Оборудование: пробирки, штативы для пробирок, пробиркодержатели, спиртовки, спички.
Реактивы: универсальная индикаторная бумага, растворы солей: сульфата меди (II), хлорида железа( III), карбоната натрия и
калия, сульфата натрия, хлорида бария, натрия и аммония, нитрата серебра, фосфата натрия.
Ход работы:
Задание 1. С помощью качественных реакций определите, в какой из выданных вам пробирок находятся растворы:
Вариант 1. хлорида натрия и карбоната натрия
Вариант 2. сульфата натрия и фосфата натрия
Вариант 3. хлорида бария и карбоната калия
Вариант 4. соляной и серной кислоты
Запишите наблюдения, уравнения реакций в молекулярном и
ионном виде. Сделайте выводы.
Задание 2. С помощью качественных реакций определите содержание катионов металлов в растворах следующих солей:
Вариант 1. хлорида бария
Вариант 2. хлорида железа( III)
Вариант 3. сульфата меди (II)
Вариант 4. хлорида аммония
Запишите наблюдения, уравнения реакций в молекулярном и
ионном виде. Сделайте выводы.
Задание 3. С помощью индикаторной бумажки определите в какой из выданных вам пробирок находятся растворы солей:
Вариант 1. сульфата меди (II) и хлорида бария
Вариант 2. карбоната натрия и хлорида натрия
Вариант 3. хлорида железа( III) и карбоната калия
Вариант 4. сульфата натрия и сульфата меди (II)
Запишите наблюдения, уравнения реакций в молекулярном и
ионном виде. Сделайте выводы.
28
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3
Получение, собирание и распознавание газов
Цель работы: научить студентов получать газы и с помощью качественных реакций распознавать различные газы. Научить студентов решать экспериментальные задачи.
Оборудование: пробирки, штативы для пробирок, пробиркодержатели, спиртовки, спички, приборы для получения газов, шпатели, лучинки, стеклянные палочки, химический стакан на 100 мл.
Реактивы: универсальная индикаторная бумага, стружка магния, гранулы цинка, кусочки мрамора или мела, растворы соляной
кислоты (1 : 1) и серной кислоты (1 : 5), растворы солей: 10% р-р
хлорида аммония, 10% р-р гидроксида натрия, известковая вода,
перманганат калия.
Ход работы:
Опыт 1. Получение, собирание и распознавание водорода.
В пробирку поместите гранулу цинка или стружку магния и
прилейте в неё 2 мл соляной кислоты. Что наблюдаете? Запишите
уравнения реакции.
Накройте вашу пробирку пробиркой большего диаметра, немного заходя за край большей пробирки. Через 1–2 минуты поднимите
большую пробирку вверх и, не переворачивая её, поднесите к пламени спиртовки. Что наблюдаете?
Что можно сказать о чистоте собранного вами водорода ? Почему
водород собирали в перевёрнутую пробирку? Сделайте выводы.
Опыт 2. Получение, собирание и распознавание аммиака.
В пробирку прилейте 1 мл хлорида аммония, а затем такой же
объём раствора щёлочи. Закрепите пробирку в держателе и осторожно нагрейте на пламени горелки. Что наблюдаете? Запишите
уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Сделайте выводы.
Поднесите к отверстию пробирки влажную красную лакмусовую
бумажку. Что наблюдаете? Осторожно понюхайте выделяющийся
газ. Что ощущаете? Запишите уравнения реакций в молекулярном
и ионном виде. Сделайте выводы.
Опыт 3. Получение, собирание и распознавание углекислого
газа.
Поместите в пробирку кусочек мрамора или мела и прилейте 2мл
соляной кислоты. Быстро закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Закрепите пробирку в лапке штатива. Пропускайте
29
выделяющийся углекислый газ через известковую воду, налитую в
другую пробирку. Что наблюдаете?
Соберите углекислый газ в химический стакан методом вытеснения воздуха. Опустите в стакан зажжённую лучинку. Что наблюдаете? Запишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.
Сделайте выводы.
Опыт 4. Получение, собирание и распознавание кислорода.
В сухую пробирку помещают 1 г перманганата калия. Пробирку
закрепляют наклонно в лапке штатива и снабжают пробкой с газоотводной трубкой. Содержимое пробирки нагревают на пламени
спиртовки, собирают выделяющийся кислород методом вытеснения воздуха. Как следует располагать пробирку приёмник? Для качественного определения кислорода в пробирку опустите тлеющую
лучинку. Что наблюдаете? Запишите уравнения реакций. Сделайте
выводы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Габриелян, О. С. Практикум: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов,
С. А. Сладков, Н. М. Дорофеева. М.: ОИЦ Академия, 2014. 336 с
2. Ерохин, Ю. М. Химия: Задачи и упражнения: учеб. пособие
для студ. учреждений сред. проф. образования / Ю. М. Ерохин. М.:
ОИЦ Академия, 2014. 288 с.
3. Варавва, Н. Э. Химия в схемах и таблицах / Н. Э. Варавва. М.:
Эксмо, 2011. 208 с.
30
СОДЕРЖАНИЕ
Введение.................................................................................... 3
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. Моделирование Периодической
системы Д. И. Менделеева............................................................ 5
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. Приготовление суспензии
карбоната кальция в воде. Получение эмульсии растительного масла.
Ознакомление со свойствами дисперсных систем.
Дисперсные системы................................................................... 8
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. Химические свойства кислот.......... 11
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. Химические свойства оснований..... 13
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5. Химические свойства солей.
Гидролиз солей различного типа................................................... 15
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6. Типы химических реакций.
Реакции замещения. Реакции ионного обмена................................ 17
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7. Зависимость скорости химической
реакции от природы веществ, концентрации и температуры.
Химическое равновесие и способы его смещения............................. 21
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8. Закалка и отпуск стали.
Ознакомление со структурами серого и белого чугуна.
Распознавание руд железа............................................................ 24
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1. Приготовление раствора заданной
концентрации............................................................................ 26
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2. Решение экспериментальных
задач......................................................................................... 28
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3. Получение, собирание
и распознавание газов.................................................................. 29
Литература................................................................................ 30
31
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
264 Кб
Теги
zakharovoy
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа