Лабораторная работа щелочные металлы

Обновлено: 22.01.2025

За лето ребенок растерял знания и нахватал плохих оценок? Не беда! Опытные педагоги помогут вспомнить забытое и лучше понять школьную программу. Переходите на сайт и записывайтесь на бесплатный вводный урок с репетитором.

Вводный урок бесплатно, онлайн, 30 минут

Предварительный просмотр:

Изучение свойств щелочных металлов

Цель: закрепить знания о соединениях щелочных металлов.

Оборудование: NaOH, NaCl, Na 2 CO 3 , CuSO 4 , AgNO 3 , HCl, 4 пробирки.

Опыт 1. Диссоциация гидроксида натрия.

В пробирку налейте 1 мл раствора гидроксида натрия и добавьте несколько капель раствора фенолфталеина. Что вы наблюдаете? Почему происходят такие изменения? Напишите уравнение реакции диссоциации.

Опыт 2. Взаимодействие гидроксида натрия с кислотой.

В пробирку из опыта 1 добавьте по каплям раствор соляной кислоты. Что вы наблюдаете? Запишите уравнение реакции в молекулярном и ионном (полное и краткое) видах. Назовите все вещества.

Опыт 3. Взаимодействие гидроксида натрия с солями.

Налейте в пробирку 1 мл раствора гидроксида натрия и добавьте раствор сульфата меди(II). Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной (полное и краткое) формах. Назовите все вещества.

Опыт 4. Взаимодействие карбоната калия с кислотой.

Налейте в пробирку 1 мл раствора карбоната натрия и добавьте ( осторожно! ) раствор соляной кислоты. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакции в молекулярной и ионной (полное и краткое) формах. Назовите все вещества.

Опыт 5. Взаимодействие хлорида натрия с солями

Налейте в пробирку 1 мл раствора хлорида натрия и добавьте раствор нитрата серебра. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакции в молекулярной и ионной (полное и краткое) формах. Назовите все вещества.

Сделайте вывод о проделанной работе.

Лабораторная работа №1 щелочные и щелочноземельные металлы

Приборы и реактивы. (Полумикрометод.) Кристаллизатор. Пинцет. Стеклянная палочка. Фильтровальная бумага. Спиртовка. Этиловый спирт. Натрий. Кальций. Сухие соли: LiCl, NaCl, KCl, CaCl₂, BaCl₂,NH₄Cl. Растворы: фенолфталеина, универсального индикатора, соляной кислоты (2 н., конц.), серной кислоты (2 н., 96%),азотной кислоты (2 н.), уксусной кислоты (2 н.), гидроксида натрия (2 н.), хлорида аммония (0,5 н.), оксалата аммония (0,5 н.), карбоната натрия (0,5н.), гидрокарбоната натрия (0,5 н.), ортофосфата натрия (0,5 н.), хлорида кальция (0,5 н.,1 М.), хлорида бария (0,5 н. и 1 М), сульфата натрия (0,5 н.), сульфата лития, гексанитрокобальтата натрия (0,5 н.), гексациано-(II)феррата калия.

Опыты со щелочными и щелочноземельными металлами проводите осторожно, остерегайтесь воды. Металлы из керосина вынимайте пинцетом. При работе пользуйтесь защитными очками.

Открытие щелочных и щелочно-земельных металлов по окраске пламени (качественные реакции).

Стеклянную палочку, прокалите на пламени горелки до получения бесцветного пламени. Если пламя окрашивается, то промойте палочку соляной кислотой и покалите в пламени. Опускайте палочку последовательно в соли лития, натрия, калия, кальция и бария и вносите в пламя горелки, промывая палочку после каждой соли. Запишите, какое окрашивание придает пламени каждая соль. Объясните причину возникновения окраски пламени.

Щелочные металлы

В соединениях щелочные металлы Li, Na, К, Fr, Cs, Rb проявляют степень окисления (+1).

Взаимодействие щелочных металлов с водой

Опыт проводите под тягой!

Налейте в кристаллизатор дистиллированной воды, внесите 2 – 3 капли фенолфталеина. Возьмите пинцетом из керосина кусочек натрия величиной с рисовое зерно, высушите его фильтровальной бумагой и внесите в кристаллизатор с водой. При полуспущенном окне тяги наблюдайте происходящую реакцию. Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод о химической активности щелочных металлов. От чего она зависит? Почему литий стоит первым в ряду стандартных электродных потенциалов?

1.2. Малорастворимые соли щелочных металлов

1.2.1. Внесите в две пробирки по 0,5 мл насыщенного раствора сульфата лития. В одну пробирку прилейте равный объем насыщенного раствора карбоната натрия, во вторую - фосфата натрия. Что наблюдается? Сравните растворимость карбонатов и фосфатов щелочных металлов. Используйте таблицу произведения растворимости.

1.2.2. Получение малорастворимых соединений натрия и калия. К раствору соли калия, подкисленному уксусной кислотой, прилейте раствор гексанитрокобальтата (III) натрия Na₃[Co(NO₂)₆]. Что наблюдается. Напишите уравнение реакции.

1.3. Гидролиз солей натрия.

В две пробирки налейте по 1 мл гидрокарбоната и карбоната натрия и определите величины их рН с помощью универсального индикатора. Почему они отличаются? Зная величины констант диссоциации Н₂СОз (K₁=4,3 10 -7 ; K₂=5,6 10 -11 ), рассчитайте величины констант гидролиза и степени гидролиза 0,1М растворов этих солей. Сопоставьте их и объясните результаты опыта.

Лабораторная работа 2. «Щелочные и щелочноземельные металлы»

Оборудование и реактивы: Кристаллизаторы (3л) и защитные стекла к ним. Нож. Пинцет. Напильник. Коническая колба (500мл). Керамический тигель. Стеклянные палочки с нихромовыми проволочками. Фильтровальная бумага. Стеклянные воронки. Литий. Натрий. Калий. Магний (лента, порошок). Кальций (гранулы). Оксид марганца IV. Гидроксид калия (гранулы). Пероксид бария. Карбонат кальция. Индикаторы: раствор фенофталеина, лакмуса. Растворы: серной кислоты ( р=1,84 г/мл); азотной кислоты; гидроксида натрия, 2н; аммиака, 0,5 н; Раствор перманганата калия, 1Н; 0,1Н; хлорида аммония, 2Н; 0,5Н; хлорида кальция, насыщ., 0,5Н; гидрофосфата натрия, 0,5Н; хлорида калия, насыщ., 1 хлорида стронция, насыщ.; хлорида бария, насыщ.; иодида калия, 0,1Н; хлорида ртути (II), 0,1Н; сульфата кальция, 0,5Н

Опыт 1. Взаимодействие щелочных и щелочноземельных металлов с водой.

1.А. Взаимодействие лития и калия с водой (демонстрационный).

1. Отрезать ножом по кусочку калия и лития величиной с небольшую горошину.

2. Наполнить два кристаллизатора на 2/3 их объема водой.

3. Пинцетом перенести раздельно кусочки лития и калия в кристаллизаторы с водой и закрыть защитным стеклом, т.к. в конце реакции происходит небольшой взрыв, сопровождающийся разбрызгиванием раствора и остатков окисленных металлов.

4. При взаимодействии калия с водой происходит воспламенение водорода.

Почему взаимодействие лития идет спокойнее? Как это можно связать с температурой плавления щелочных металлов?

5. Затем прилить в кристаллизаторы раствор фенолфталеина. Что наблюдается? Почему?

Запись данных опыта: описать наблюдаемые явления. Написать уравнение реакций в молекулярном и ионном виде.

Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1.Б. Взаимодействие кальция с водой (демонстрационный).

Гранулу кальция зачистить с одной стороны напильником и поместить в кристаллизатор с водой (гранулу кальция при зачистке держать в резиновых перчатках) закрыть воронкой и на воронку надеть пробирку. В начале реакция идет медленно, но вскоре становится бурной. В две пробирки перенести по 10 капель образовавшегося раствора.

В одну добавить 1-2 капли раствора фенолфталеина. Что наблюдается? Почему?

Через раствор в другой пробирке пропустить диоксид углерода (можно и выдыхаемый воздух). Что наблюдается? Почему?

Опыт 2. Получение пероксида натрия.

Отрезать ножом под керосином кусочек натрия величиной с горошину, удалить керосин с поверхности металла фильтровальной бумагой и поместить кусочек натрия в сухой керамический тигель.

Затем нагреть тигель и наблюдать горение натрия с образованием пероксида натрия. Полученный пероксид натрия оставить для следующих опытов.

Опыт 2а. Взаимодействие пероксида натрия с водой.

В сухую пробирку внести один микрошпатель пероскида натрия и добавить несколько капель воды. Внести в пробирку тлеющую лучину. Что происходит? Почему?

После окончания реакции к раствору добавить несколько капель раствора фенлфталеина. В какой цвет окрашивается содержимое пробирки? Почему?

Опыт 2б. Окислительные свойства пероксида натрия.

В тигель внести 1 микрошпатель пероксида натрия, 1 гранулу гидроксида калия и 1 микрошпатель оксида марганца (IV).

Смесь тщательно перемешать и нагреть на пламени горелки до сплавления.

Затем охладить тигель на воздухе. Отметить цвет образовавшегося сплава

Опыт 2в. Восстановительные свойства пероксида натрия.

В пробирку внести 4-8 капель 0,1Н раствора перманганата калия и 1 микрошпатель пероксида натрия. Подкислить раствор серной кислотой.

Содержимое пробирки перемешать. Наблюдать выделение газа и образование бурого осадка.

Запись данных опыта: Написать реакции получения пероксида натрия; взаимодействия пероксида натрия с водой в молекулярном и ионном виде; образования манганата калия и уравнять методом электронного баланса.

Опыт 3. Получение пероксида водорода.

Наблюдать образование белого осадка сульфата бария.

Проверить наличие пероксида водорода в растворе, добавив к содержимому пробирки 2-4 капли 0,1Н раствора иодида калия. Что наблюдается? Почему?

Запись данных опыта: Написать уравнение реакций взаимодействия пероксида бария с серной кислотой, а также пероксида водорода с раствором иодида калия в сернокислой среде в молекулярном и ионном виде.

Опыт 4. Окислительные свойства пероксида бария.

В тигель поместить 3-4 микрошпателя пероксида бария и очень немного (на кончике ножа) оксида марганца (IV).

Смесь тщательно перемешать стеклянной палочкой и нагреть до сплавления.

Затем охладить тигель на воздухе. Отметить цвет образовавшегося сплава.

Запись данных опыта: Написать уравнение реакций образования манганата бария в молекулярном и ионном виде.

Опыт 5. Взаимодействие металлического магния с кислотами.

В три пробирки внести по небольшому количеству магниевой ленты или по 1 микрошпателю порошка магния.

В одну добавить несколько капель 2Н раствора соляной кислоты, в другую - 2Н раствора азотной кислоты, в третью - 2-3 капли концентрированной серной кислоты. Какие газы при этом выделяются?

Запись данных опыта: Объяснить наблюдаемые явления. Написать уравнение реакций в молекулярном и ионном виде.

Опыт 6. Получение гидроксида магния и растворение его в растворах соляной кислоты и хлорида аммония.

В три пробирки внести 3-4 капли 0,5Н раствора хлорида магния и по 2-3 капли 2Н раствора гидроксида натрия. Отметить образование осадков.

Затем в первую пробирку добавить несколько капель 2Н раствора соляной кислоты, во вторую - 2Н раствора хлорида аммония до растворения осадков. Почему гидроксид магния растворяется в растворе хлорида аммония?

К содержимому третьей пробирки добавить избыток 2Н гидроксида натрия. Растворяется ли осадок? Какой вывод можно сделать о кислотно-основных свойствах гидроксида магния?

Запись данных опыта: Написать уравнение реакций образования гидроксида магния и его растворения в соляной кислоте и в растворе хлорида аммония в молекулярном и ионном виде.

Опыт 7. Гидролиз солей щелочных и щелочноземельных металлов.

В три пробирки внести по 3-5 капель 0,5Н раствора следующих солей: В первую пробирку - карбоната натрия, во вторую - хлорида кальция и в третью - гидрокарбоната натрия.

Добавить в каждую пробирку по 1 капле раствора нейтрального лакмуса. В какой цвет окрашиваются растворы? Какие из указанных солей подвергаются гидролизу? Почему?

Запись данных опыта: Написать уравнение реакций в молекулярном и ионном виде. Сравнить константы диссоциации кислот.

Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 8. Получение малорастворимых солей лития.

В три пробирки налить небольшое количество хлорида лития. В первую добавить небольшое количество раствора карбоната натрия, во вторую – раствор фосфата натрия, в третью фторид натрия. Что происходит? С чем связано выпадение осадков?

Запись данных опыта: Написать уравнения реакций.

Опыт 9. Окрашивание пламени солями щелочных и щелочноземельных металлов.

Очищенную многократной промывкой в концентрированном растворе соляной кислоты и прокаленную нихромовую проволоку внести в насыщенный раствор соли лития и затем в бесцветное пламя горелки. Наблюдать окрашивание пламени.

Аналогично провести опыты с насыщенными растворами солей натрия, калия, кальция, стронция, бария.

Лабораторная работа по химии на тему "Щелочные металлы и их соединения"

Цель работы : исследование свойств щелочных металлов.

Опыт 1. Взаимодействие лития и натрия с кислородом воздуха.

А) В ложечку для сжигания веществ поместили кусочек лития и начали нагревать ложечку на пламени спиртовки. При этом было заметно плавление металла, после которого он воспламенился и горел слепящим малиновым пламенем.

4 Li + O ₂ = 2 Li ₂ O

Li 0 - e = Li +1 4 4; Li 0 – восстановитель;

O 0 ₂ + 4 e = 2 O -2 1; O ₂ 0 – окислитель;

Полученное вещество растворили в воде и добавили несколько капель лакмуса. Жидкость приобрела синий цвет, что говорит о щелочном характере среды полученного раствора.

Можно сказать, что получен был водный раствор щелочи.

Б) Пинцетом взяли из банки с керосином кусочек натрия размером с горошину, отжали его с помощью фильтровальной бумаги и поместили в фарфоровый тигель. Тигель был установлен в фарфоровом треугольнике на конце штатива и нагрет на пламени спиртовки. Наблюдалось воспламенение натрия в тигле. Метал горел ослепительным желтым пламенем.

2 Na + O ₂ = Na ₂ O ₂

Na 0 – e = Na +1 2 2; Na 0 – восстановитель;

O 0 ₂ + 2 e = 2 O -1 1; O ₂ 0 – окислитель;

В результате реакции образовался пероксид натрия.

В тигель было добавлено несколько капель раствора иодида калия и 2 н раствора серной кислоты.

После этого жидкость в тигле приобрела бурый цвет.

2KI + Na₂O₂ + 2H₂SO₄ = K₂SO₄ + Na₂SO₄ + I₂ + 2H₂0

2I -1 – 2e = I₂ 0 2 1; I -1 - восстановитель ;

Na₂O₂ -1 + 4H + + 2e = 2H₂O -2 + 2Na + 1; O -1 – окислитель ;

К жидкости в тигле было добавлено несколько капель раствора крахмала.

После этого жидкость приобрела темно-синий цвет, что указывает на наличие в ней молекулярного йода.

Опыт 2. Взаимодействие щелочных металлов с водой.

Небольшой кусочек металлического лития был обсушен фильтровальной бумагой и помещен в кристаллизатор с водой. При этом наблюдалась реакция, сопровождавшаяся выделением бесцветного газа, и перемещением кусочка натрия по поверхности воды.

После завершения реакции в кристаллизатор было добавлено несколько капель фенолфталеина, после чего раствор приобрел малиновый цвет. Это говорит о щелочном характере среды раствора в кристаллизаторе.

2 O = 2 LiOH + H ₂

Li 0 – e = Li +1 2 2; Li 0 – восстановитель;

2 H +1 + 2 e = H ₂ 0 1; H +1 – окислитель;

Аналогичные действия были проведены с кусочками натрия и калия.

В опыте с натрием реакция была подобна реакции в опыте с литием. Однако проходила она более бурно.

2) 2 Na + 2 H ₂ O = 2 NaOH + H ₂

2 0 1; H +1 – окислитель;

3) 2 K + 2 H ₂ O = 2 KOH + H ₂

K 0 – e = K +1 2 2; K 0 – восстановитель;

Во всех опытах наблюдалось выделение бесцветного газа, которым был водород. Во всех опытах растворы, полученные после завершения реакций, обладали щелочной средой.

Можно сказать, что в ряду Li – Na – K химическая активность металлов возрастает. Объяснить это можно тем, что с увеличением порядкового номера возрастает радиус атомом, что ведет к уменьшению энергии ионизации. Это определяет химическую активность веществ.

Опыт 3. Взаимодействие пероксида натрия с водой.

В пробирку налили 1 мл дистиллированной воды и добавили несколько кристаллов пероксида натрия. При этом было заметно выделение бесцветного газа. При опускании в пробирку тлеющей лучинки она разгоралась сильнее, это указывает на то, что выделяющийся газ – кислород.

После завершения реакции в пробирку было добавлено несколько капель лакмуса, жидкость при этом приобрела синий цвет, это говорит о том, что одним из продуктов реакции является щелочь.

2O₂ + 2H₂O = H₂O₂ + 2NaOH

2H₂O₂ = 2H₂O + O₂

H ₂ O ₂ -1 + 2 e = 2 O -2 H - 2 1; O -1 – восстановитель;

H ₂ O ₂ -1 – 2 e = O ₂ 0 + 2 H + 1; O -1 – окислитель;

2O₂ + H₂O₂ = O₂ + 2H + + 2OH -

Опыт 4. Гидролиз солей щелочных металлов.

В четыре пробирки порознь были помещены соли: нитрат калия, сульфид натрия, хлорид калия, карбонат калия. В каждую пробирку было прилито по 2 мл дистиллированной воды.

Из перечисленных выше солей гидролизу должны подвергаться сульфид натрия и карбонат калия, причем гидролиз должен проходить по аниону, так как соли образованы слабыми кислотами и сильными основаниями. Нитрат калия и хлорид калия гидролизу не подвержены, так как образованы сильными кислотами и сильными основаниями.

Данные рассуждения можно подтвердить опытным путем.

В каждую пробирку были опущены лакмусовые бумажки.

В пробирке с нитратом калия лакмусовая бумажка не поменяла своего цвета.

В пробирке с сульфидом натрия лакмусовая бумажка приобрела синий цвет (это указывает на щелочной характер среды).

Первая стадия гидролиза.

Na ₂ S + H ₂ O NaOH + NaHS

2Na + + S 2- + H₂O Na + + OH - + Na + + HS -

S 2- + H ₂ O HS - + OH -

Вторая стадия гидролиза.

NaHS + H₂O NaOH + H₂S

Na + + HS - +H₂O Na + + OH - + H₂S

HS - + H ₂ O H ₂ S + OH -

В пробирке с хлоридом калия лакмусовая бумажка не поменяла своего цвета.

В пробирке с карбонатом калия лакмусовая бумажка приобрела синий цвет (это указывает на щелочной характер среды).

K ₂ CO ₃ + H ₂ O KHCO ₃ + KOH

2K + + CO₃ 2- +H₂O KHCO₃ - + K + + OH -

CO ₃ 2- + H ₂ O HCO ₃ - + OH -

KHCO₃ + H₂O KOH + H₂CO₃

K + + HCO₃ - + H₂O H₂CO₃ + K + + OH -

HCO₃ - + H₂O H₂CO₃ + OH -

Опыт 5. Окрашивание пламени солями щелочных металлов.

В бесцветное пламя спиртовой горелки внесли нихромовую проволоку, изменения цвета пламени при этом не наблюдалось.

Проволока была смочена раствором хлорида калия и внесена в нижнюю часть пламени спиртовки. При этом пламя приобрело фиолетовый цвет.

Аналогичные действия были проведены в отношении хлоридов натрия и лития. В случае хлорида натрия пламя приобрело желтый цвет, а в случае хлорида лития – кирпично-красный цвет.

Читайте также: