На тему: «Химические свойства элементов iiia — подгруппы

(B, Al)»

Выполнил

студент группы__________ ______________ Фамилия И.О.

(Подпись, дата)

Принял

доцент кафедры ОАХ ______________

(Подпись, дата)

Цель работы:

- Изучить свойства элементов IIIA — подгруппы;

- Изучить свойства характеристичных соединений элементов IIIA — подгруппы;

Краткая теория.

1. Положение элементов в периодической системе, свойства атомов

Электронные конфигурации атомов, валентные электроны

IIIA- подгруппа:

Степени окисления: B………..Al…………..Ga…………In……………Tl…………..

2. Свойства простых веществ – металлов:

- положение в «ряду стандартных окислительно-восстановительных (электродных) потенциалов металлов»

φ_(Men+/Me) =

- активность металлов:

Составьте уравнения реакций:

- взаимодействие с кислородом:

а) Al б) B

- взаимодействие с галогенами (хлором):

а) Al б) B

- взаимодействие с серой:

а) Al б) B

- взаимодействие металлов с водными растворами кислот, окисляющими H⁺ (HF, HCl, HBr, HI, разбавленной H₂SO₄, H₃PO₄, RCOOH и другими):

а) Tl + HBr → б) Al + HCOOH →

- Металлы IIIA – подгруппы не взаимодействует с водой, так как …………………………………, но легко вытесняют водород из водного раствора щелочи

Al + NaOH + H₂O →

Бор ……………..……с водными растворами кислот, окисляющими H⁺ (HF, HCl, HBr, HI, разбавленной H₂SO₄, H₃PO₄, RCOOH и другими).

При кипячении со щелочью бор образует………………..

B + NaOH + H₂O →

- взаимодействие с концентрированной H₂SO₄:

а) Al + H₂SO_4(конц) → ………… + S + H₂O

- взаимодействие с разбавленной и концентрированной HNO₃:

а) Al + HNO_3(разб) → ………….+ NО + H₂O

б) B + HNO_3(конц) → ……….. + NO₂ + H₂O

3. Свойства оксидов и гидроксидов элементов IIIA — подгруппы:

- формулы оксидов элементов IIIA — подгруппы ………………………….

- формулы гидроксидов элементов IIIA — подгруппы ……………..……………

- бор образует кислоты……………………………………………………………..

- поликонденсация ортоборной кислоты протекает с образованием ……………………..кислоты

nH₃BO₃ → …………………. + nH₂O

- растворимость, взаимодействие с водой оксидов и гидроксидов элементов IIIA — подгруппы………………………..

- диссоциация в водном растворе гидроксидов металлов IIIA - подгруппы (на примере гидроксида алюминия (II)):

[Al(OH)₄]^1- + H⁺ H₂O + Al(OH)₃ Al³⁺ + 3OH^-

- диссоциация в водном растворе ортоборной кислоты:

B(OH)₃ + H₂O [B(OH)₄]^1- + H⁺

Оксиды и гидроксиды металлов IIIA — подгрупп проявляют ………………………… свойства

- взаимодействие оксидов и гидроксидов металлов IIIA — подгруппы с кислотами и кислотными оксидами.

а) Al₂О₃ + H₂SO₄ →

б) Ga(OH)₃ + H₂SO₄ →

- взаимодействие оксидов и гидроксидов металлов IIIA — подгруппы с основаниями при сплавлении происходит с образованием простых солей и воды

Al₂О₃ + NaOH → NaAlO₂ + H₂O

Метаалюминат натрия

Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + H₂O

- взаимодействие оксидов и гидроксидов металлов IIIA — подгруппы с водными растворами щелочей происходит с образованием комплексных солей

Al₂О₃ + NaOH + H₂O → Na[Al(OH)₄]

Тетрагидроксоалюминат натрия

Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]

4. Свойства солей элементов IIIA — подгруппы

- хорошо растворимы в воде соли алюминия………………………………………………………

- хлорид алюминия гидролизуется по ………………., среда в растворе …………………, рН

- метаалюминат натрия гидролизуется по ………………., среда в растворе ………………, рН

- не существуют (разлагаются) в водном растворе соли алюминия

……………………………………………..

- натриевая соль тетраборной кислоты ……………………….., бура …………………………

- тетраборат натрия гидролизуется по ………………….., среда в растворе ………………, рН

5. Окислительно-восстановительные свойства соединений элементов IIIA — подгруппы

Соединения алюминия и бора.окислительно-восстановительных свойств …………………….., так как …………

Взаимодействие алюминия с водным раствором щелочи, карбоната натрия изучено в лабораторной работе «Общие свойства металлов»

Опыт 1. Взаимодействие металлического Al с разбавленной азотной кислотой (показательный)

В пробирку налить 2-3 мл разбавленной азотной кислоты. Осторожно опустить в пробирку стружку алюминия. Если реакция идет слабо, слегка нагреть пробирку.

- отметить, какие изменения происходят в пробирке,

- составить уравнения возможных реакций с разбавленной азотной кислотой, учитывая, что образуются соли нитраты металлов, вода и продукт восстановления азота (V)

Al + HNO_3(разб.) → NO + ……….… + …………..

Al + HNO_3(разб.) → NH₄NO₃ + ……………. +

- вывод

Опыт 2. Получение и свойства гидроксида алюминия

В две пробирки внести по 2 капли раствора соли сульфата алюминия и 2 н раствора гидроксида аммония до образования осадка. В первую пробирку к осадку гидроксида алюминия добавить избыток раствора соляной кислоты, во вторую пробирку – избыток раствора гидроксида натрия.

- Охарактеризовать внешний вид осадка гидроксида алюминия

- составить уравнение реакции образования гидроксида алюминия в молекулярной и ионной форме:

Al₂(SO₄)₃ + NH₄OH → …

- отметить, какие изменения происходят с осадком гидроксида алюминия при добавлении избытка соляной кислоты и избытка гидроксида натрия……………………….

- составить уравнение реакции взаимодействия гидроксида алюминия с соляной кислотой в молекулярной и ионной форме:

Al(OH)₃ + HCl →

- составить уравнение реакции взаимодействия гидроксида алюминия с избытком гидроксида натрия:

Al(OH)₃ + NaOH →

- ответить, какие кислотно-основные свойства проявляет гидроксид алюминия.

- составить уравнение диссоциации гидроксида алюминия

- равновесие диссоциации гидроксида алюминия при добавлении избытка кислоты смещается…………….. при добавлении избытка щелочи смещается…………….

- вывод

Опыт 3 Гидролиз солей алюминия

Используя универсальную индикаторную бумагу, определите рН в растворе соли хлорида или сульфата алюминия

- В растворе соли алюминия рН = , среда ……………………………

- в растворах испытанных солей протекает гидролиз по ………………………..

- составить уравнения 1-й стадии гидролиза в молекулярной и ионной форме

AlCl₃ + H₂O

Al³⁺ + H₂O

- вывод

Опыт 4 Получение борной кислоты из тетрабората натрия (буры)

Налить в пробирку 1 мл горячего насыщенного раствора буры (Na₂B₄O₇) и добавить в неё примерно 10-15 капель концентрированной HCl. Поставить пробирку в стакан с холодной водой, наблюдать в течение нескольких минут.

-отметить , какие изменения происходят в пробирке

- охарактеризовать внешний вид образовавшегося осадка

- составить уравнение реакции образования ортоборной кислоты в молекулярной и ионной форме:

Na₂B₄O₇ + HCl → …

- вывод

Опыт 5 Исследование кислотных свойств ортоборной кислоты

В пробирку насыпать несколько кристалликов (1-2 микрошпателя) борной кислоты Н₃ВО₃, добавить около 1 мл дистиллированной воды и нагреть на спиртовке до растворения кристаллов. Охладить раствор, определить рН универсальным индикатором.

- В растворе ортоборной кислоты рН = , среда ……………………………

- ортоборная кислота проявляет …………………………………………свойства

- вывод

Опыт 6. Взаимодействие ортоборной кислоты с магнием

К полученному в опыте 3 раствору ортоборной кислоты добавить один микрошпатель порошка магния.

- отметить, какие изменения происходят в пробирке

- выделяется газ …………………

- составить уравнение реакции взаимодействия ортоборной кислоты с магнием, учитывая, что получается метаборат магния

H₃BO₃ + Mg →

- вывод

Опыт 7. Гидролиз тетрабората натрия (буры)

Определить рН среды водного раствора тетрабората натрия путем нанесения 1 капли раствора на полоску универсального индикатора.

- В растворе тетрабората натрия рН = , среда ……………………………

- тетраборат натрия проявляет …………………………………………свойства

- составить уравнение ступенчатого гидролиза тетрабората натрия

Na₂B₂O₇ + H₂O

B₂O₇^2-+ H₂O

- вывод

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра «Общая и аналитическая химия»

Дисциплина «Общая и неорганическая химия»

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №7