Работа № 19 свойства элементов подгруппы азота и их соединений

Цель работы: изучение основных химических свойств азота, фосфора

и их соединений

Опыт 1. Получение аммиака

Выполнение опыта

В фарфоровый тигель поместите по одному шпателю сульфата аммония и гашеной извести. Стеклянной палочкой тщательно перемешайте смесь и перенесите в пробирку. Отметьте запах аммиака. Пробирку укрепите в штативе, закрыв пробкой с отводной трубкой, конец которой опустите в другую пробирку с водой (около 2/3 объема). На пламени горелки нагрейте смесь в течение 3 – 5 минут, пропуская аммиак в воду. Затем добавьте в пробирку несколько капель универсального индикатора.

Запись результатов опыта

Запишите уравнения реакций а) получения аммиака, б) взаимодействия аммиака с водой, в) уравнения процесса диссоциации гидроксида аммония. В выводе отметьте, как можно получить аммиак и какими свойствами он обладает.

Опыт 2. Гидролиз солей аммония

Выполнение опыта

В три пробирки поместите по 1 мл растворов хлорида, нитрата, и сульфата аммония (NH₄Cl, NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄). Добавьте в каждую пробирку несколько капель универсального индикатора. Отметьте изменение окраски индикатора в каждом случае.

Запись результатов опыта

Запишите уравнения реакций гидролиза растворов исследуемых солей в молекулярной и ионной формах. В выводе ответьте на вопрос, почему гидролизуются соли аммония.

Опыт 3. Окислительные свойства азотной кислоты

Выполнение опыта

Опыт проводить под тягой! В две пробирки внесите по 1 – 2 мл азотной кислоты: в первую – концентрированной, во вторую – разбавленной (2 М). В каждую пробирку опустите кусочек медной стружки. Пробирку с разбавленной азотной кислотой слегка подогрейте. Посмотрите на содержимое пробирок на белом фоне.

Запись результатов опыта

Напишите уравнения соответствующих реакций. Какой газ выделяется в первой пробирке, а какой – во второй? Сделайте вывод о продуктах восстановления азотной кислоты в первом и во втором случаях.

Опыт 4. Термическое разложение нитратов

Выполнение опыта

В пробирку поместите немного сухой соли нитрата свинца. Пробирку укрепите в держателе и осторожно нагрейте. Определите по цвету один из выделяющихся газов.

Запись результатов опыта

Напишите уравнение реакции термического разложения нитрата свинца. Сделайте вывод о составе газообразных продуктов разложения нитрата свинца. Какое вещество осталось в пробирке?

Опыт 5. Гидролиз растворов солей фосфора

Выполнение опыта

В две пробирки поместите по 1 – 2 мл растворов фосфата натрия (Na₃PO₄) и дигидрофосфата натрия (NaH₂PO₄). В каждую пробирку добавьте по 2 – 3 капли универсального индикатора. Отметьте изменение окраски индикатора.

Запись результатов опыта

Напишите уравнение реакции гидролиза фосфата натрия по первой ступени. Объясните причину гидролиза раствора фосфата натрия.

Кислотность раствора NaH₂PO₄ обусловлена тем, что из двух реакций:

H₂PO₄^–  H⁺ + HPO₄^2–

HPO₄^2– + H₂O  H₃PO₄ + OH^–

Первая – диссоциация H₂PO₄^– -иона – протекает более интенсивно, чем гидролиз этого иона, так как сопровождается образованием более слабого иона HPO₄^2– по сравнению с H₃PO₄. К_{дис HPO4}^2- = 4,5*10^-12; К _H3PO4=7,9*10^-3.

Вопросы для самоконтроля знаний

1. Приведите электронные формулы внешнего уровня атомов азота, фосфора и мышьяка.

2. Сколько связей в молекуле азота и каков их характер?

3. Напишите формулы оксидов азота в степени окисления +1, +2, +3, +4, +5.

4. Определите степень окисления азота в соединениях: NF₃, NCl₃, Na₃N.

5. Действием каких веществ на: 1) азот; 2) соль аммония, 3) азотную кислоту можно получить аммиак? Напишите уравнения соответствующих реакций.

6. Укажите тип гибридизации атомных орбиталей азота в молекуле аммиака.

7. Сколько связей и каков их характер в молекуле NH₃? В ионе NH₄⁺?

8. Объясните образование молекулы NH₄Cl из аммиака и хлорида водорода. Какой характер связи между атомами в этой молекуле?

9. Напишите уравнение реакции гидролиза карбоната аммония.

10. Напишите уравнения реакций взаимодействия концентрированной и разбавленной азотной кислоты с серебром.

11. Напишите уравнения реакций термического разложения нитратов натрия, меди и ртути.