Продолжение. См. в № 1, 2/2010

Лабораторная работа № 3.

Катионы, осаждаемые серной кислотой (Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺)

Цель работы. Научиться выделять, распознавать и отделять друг от друга катионы Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺.

Общая характеристика катионов. Образуют малорастворимые сульфаты.

Групповой реагент: H₂SO₄ (водный раствор).

Реактивы. Растворы (0,1 М): хлоридов кальция, стронция, бария, карбоната аммония, дихромата калия, гидроортофосфата натрия, оксалата аммония; растворы (1 М): хромата натрия, серной, соляной и уксусной кислот.

Оборудование. Пробирки, нихромовая проволока, газовая горелка, предметное стекло, микроскоп, справочные данные о растворимости солей кальция, стронция и бария (Лидин Р.А. Справочник по общей и неорганической химии. М.: Просвещение, 1997).

Опыт 1. Взаимодействие с H₂SO₄

Описание опыта.

1) В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺. Прилейте по 5 капель разбавленной серной кислоты.

2) На предметное стекло поместите каплю раствора хлорида кальция, рядом поместите каплю серной кислоты. Стеклянной палочкой соедините капли, дайте постоять и рассмотрите под микроскопом кристаллы (главным образом по краям капли).

Оформление результатов. Заполните таблицу 1.

Таблица 1

Примечание. Сульфат кальция выпадает в осадок в виде дигидрата.

Обсуждение результатов.

Почему сульфаты кальция, стронция и бария переходят в раствор под действием концентрированной серной кислоты? (Напишите уравнения реакций.)

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………... .

Сульфаты кальция, стронция и бария переводят в карбонаты, многократно обрабатывая насыщенным раствором карбоната натрия, каждый раз сливая жидкость с осадка. Как полученные карбонаты можно перевести в раствор? (Напишите уравнения реакций.)

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………... .

Опыт 2. Взаимодействие с (NH₄)₂CO₃

Описание опыта.

1) В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺. Прилейте по 5 капель раствора карбоната аммония.

2) К выпавшим осадкам прилейте по несколько капель уксусной кислоты.

Оформление результатов. Заполните таблицу 2.

Таблица 2

Обсуждение результатов.

По справочным данным сравните растворимость сульфатов и карбонатов кальция, стронция, бария. Как она меняется при изменении катиона и аниона?

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

………………………………………………………………………….. .

Опыт 3. Взаимодействие с K₂Cr₂O₇

Описание опыта.

1) В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺. Прилейте по 5 капель раствора дихромата калия.

2) К выпавшему осадку прилейте немного соляной кислоты.

Оформление результатов. Заполните таблицу 3.

Таблица 3

Обсуждение результатов.

Почему в условиях опыта не образуются осадки хроматов кальция и стронция?

………………………………………………………………………….. .

Почему осадок хромата бария растворим в сильных кислотах?

………………………………………………………………………….. .

Можно ли эту реакцию использовать для отделения бария от стронция и кальция?

………………………………………………………………………… .

Опыт 4. Взаимодействие с Na₂CrO₄

Описание опыта.

1) В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺. Прилейте по 5 капель концентрированного раствора хромата натрия.

2) К выпавшим осадкам прилейте немного уксусной кислоты.

Оформление результатов. Заполните таблицу 4.

Таблица 4

Обсуждение результатов.

Почему в условиях опыта не образуется осадок хромата кальция?

………………………………………………………………………… .

Почему для перевода хромата стронция в дихромат достаточно такой слабой кислоты, как уксусная?

………………………………………………………………………… .

Почему хромат бария не переходит в раствор под действием уксусной кислоты?

………………………………………………………………………… .

Можно ли эту реакцию использовать для разделения бария, стронция и кальция?

………………………………………………………………………… .

Опыт 5. Взаимодействие с (NH₄)₂C₂O₄

Описание опыта.

1) В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Сa²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺. Прилейте по 5 капель раствора оксалата аммония.

2) К выпавшим осадкам добавьте соляную кислоту.

Оформление результатов. Заполните таблицу 5.

Таблица 5

Обсуждение результатов.

Кислые оксалаты кальция, стронция и бария растворимы в воде. Почему оксалаты бария и стронция растворимы в слабой уксусной кислоте, а оксалат кальция нет?

………………………………………………………………………… .

Опыт 6. Взаимодействие с Na₂HPO₄

Описание опыта.

В три пробирки поместите по 2–3 капли растворов хлоридов Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺. Прилейте по 5 капель раствора гидроортофосфата натрия.

Оформление результатов. Заполните таблицу 6.

Таблица 6

Обсуждение результатов.

В условиях опыта в осадок выпадают гидроортофосфаты кальция, стронция и бария. Чем они отличаются от гидроортофосфатов серебра и свинца?

…………………………………………………………………………... .

Какие соли ортофосфорной кислоты и кальция, стронция, бария растворимы в воде?

…………………………………………………………………………... .

Опыт 7. Окрашивание пламени

1) В бесцветное пламя газовой горелки внесите нихромовую проволоку, смоченную в растворе хлорида кальция.

2) Промойте проволоку в соляной кислоте, прокалите ее и проделайте то же самое с хлоридами стронция и бария.

Оформление результатов. Заполните таблицу 7.

Таблица 7

Обсуждение результатов.

Где используется способность солей щелочно-земельных элементов окрашивать пламя?

………………………………………………………………………….. .

Как отделить катионы кальция, стронция и бария от катионов серебра и свинца?

……………………………………………………………………………

………………………………………………………………………….. .

Как разделить катионы кальция, стронция и бария при совместном присутствии?

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

………………………………………………………………………….. .

Продолжение следует