Лабораторная работа №11

Цель работы: Изучение химических свойств элементов VIII В - группы

на примере.

Задача: Получить и изучить химические свойства элементов на примере железа, кобальта, никеля.

Реактивы и 2н растворы: FeSO₄, CoCl₂, NiSO₄, FeCl₃, KI; конц. растворы

оборудование: CoCl₂, NH₄CNS; 2н раствор NaOH; бромная вода; гранулы цинка; диэтиловый эфир; аниловый спирт.

11.1 Получение гидроксидов металлов

В конические пробирки поместить отдельно по 2-3 капли растворов солей железа (II), кобальта (II) и никеля (II) и подействовать на них по каплям 2н. раствором щелочи. Наблюдать выпадение осадков. Осадок в пробирке с солью железа при перемешивании стеклянной палочкой буреет вследствие образования Fe(OH)₃. В пробирке с солью кобальта сначала выпадает осадок основной соли, который при добавлении щелочи и нагревании переходит в розовый: Со(ОН)₂.

В пробирки с осадками кобальта и никеля добавить по 3-5 капель бромной воды (тяга!). В какой пробирке заметно протекает реакция?

Пробирку с Ni(OH)₂ и бромной водой нагреть на водяной бане. Протекает реакция

2 Ni(OH)₂ + Br₂ = Ni₂O₃ + 2HBr + H₂O

Сделать вывод об относительной легкости окисления ионов Fe²⁺, Co²⁺ и Ni²⁺. Чем объясняется различное отношение гидроксидов железа, кобальта и никеля к кислороду воздуха?

11.2 Окислительные свойства иона железа (III)

В две конические пробирки внести по 4-5 капель раствора FeCl₃. В первую добавить 2-3 капли раствора иодида калия, во вторую бросить кусочек цинка. Что наблюдается? Написать уравнения реакций.

11.3 Образование роданидного комплекса кобальта (II)

В пробирку с 3 каплями концентрированного раствора хлорида кобальта (II) прибавить 8 капель концентрированного раствора роданида аммония или несколько кристаллов твердой соли. Отметить цвета раствора – цвет иона [Co(SCN)₄]^2-. Написать уравнение реакции. К полученному раствору прибавлять по каплям дистиллированную воду до получения розовой окраски. Чем она вызвана? Затем в эту же пробирку добавить 8-10 капель смеси эфира с амиловым спиртом и сильно взболтать. Чем объяснить получение в эфирном слое цвета, характерного для комплекса.

На основании проделанных опытов сделать заключение об устойчивости комплекса в воде и эфирном слое. Эту реакцию используют для обнаружения кобальта.

Упражнения и задачи

1) В чем состоит сходство железа, кобальта и никеля?

2) Как получить в лабораторных условиях Fe(OH)₃, Co(OH)₃ и Ni(OH)₃?

3) Какой из ионов более сильный восстановитель – Fe²⁺, Co²⁺ или Ni²⁺? Привести примеры соответствующих реакций.

4) Написать уравнения реакций взаимодействия железа, кобальта и никеля с разбавленной азотной кислотой: а) при комнатной температуре; б) при нагревании.

5) Составить уравнения реакций превращения веществ:

а) Fe  FeSO₄  Fe₂(SO₄)₃

б) CoS  CoO  Co(NO₃)₂  K₂[Co(SCN)₄]

6) Какие степени окисления характерны для металлов семейства железа?

7) Охарактеризовать отношение железа, кобальта и никеля к кислотам.

8) Написать уравнения реакций взаимодействия гидроксидов железа (III), кобальта (III) и никеля (III) с соляной и серной кислотами.

9) Закончить уравнения реакций:

FeS₂ + HNO_{3 (конц.)}  CoBr₂ + O₂ + KOH + H₂O 

Ni(OH)₃ + HCl 

10) Как взаимодействуют платина и палладий с водородом?

11) Какова формула карбонита кобальта:

а) Co(CO)₄; б) Co₂(CO)₈.