Азотистая кислота, нитриты и их свойства

1. Получение оксида азота (III) и его разложение. Внести в пробирку 3–4 капли насыщенного раствора нитрита натрия и добавить одну каплю 2 н. раствора серной кислоты. Отметить появление в растворе голубой окраски N₂O₃, который является ангидридом неустойчивой азотистой кислоты. Объяснить образование над раствором бурого газа.

Написать уравнения реакций взаимодействия нитрита калия с серной кислотой, протекающего с образованием N₂O₃ и его распада на NO и NO₂.

Опыт 2. Восстановительные свойства нитритов.

А. К 2–3 каплям бромной воды прилейте по каплям раствор нитрита натрия. Что происходит? Напишите уравнения реакций.

Б. Налейте в две пробирки по 3-4 капли раствора нитрита натрия. В одну из них прибавьте 1–2 капли раствора перманганата калия без предварительного подкисления, а в другую сначала 2–3 капли разбавленного раствора серной кислоты, а затем раствор перманганата калия. Что происходит? Написать уравнения реакций. Напишите в каждом отдельном опыте роль азотистой кислоты и нитрита натрия.

Опыт 3. Окислительные свойства нитритов. К подкисленному 2 н. серной кислотой раствору йодида калия добавить несколько капель раствора нитрита натрия. К смеси добавить 2–3 капли раствора крахмала, который служит индикатором йода. Объяснить изменение окраски раствора.

Опыт 4. Гидролиз нитритов. В пробирку налить несколько капель раствора нитрита натрия и добавить 3–4 капли раствора лакмуса. Какая среда в растворе нитрита натрия? Написать уравнение гидролиза в молекулярной и ионной формах. Вычислить рН 0,1 М раствора нитрита натрия.

Азотная кислота, нитраты и их свойства

Все работы с концентрированной кислотой, так же как и опыты, сопровождающиеся выделением оксидов азота, следует производить в вытяжном шкафу, соблюдая все меры предосторожности.

Опыт 1. Получение царской водки. Налейте в пробирку 3–4 капли концентрированной азотной кислоты и добавьте тройной объем концентрированной соляной кислоты. Смесь слегка нагрейте и поместите у отверстия пробирки кусочек фильтровальной бумаги, смоченной раствором иодида калия. Что наблюдается? Напишите уравнения реакций.

Опыт 2. Влияние концентрации азотной кислоты на продукты ее восстановления

А. Поместите в две пробирки по кусочку медной стружки. В первую пробирку налить несколько капель 2 н. раствора азотной кислоты, во вторую – концентрированной азотной кислоты. Как ведет себя содержимое пробирок на холоду? Пробирку с разбавленной азотной кислотой можно слегка нагреть. Обратить внимание на цвет выделяющегося газа: в случае 2 н. раствора азотной кислоты бурый газ образуется на некотором расстоянии от поверхности раствора.

Б. В пробирку положить кусочек магниевой ленты, прилить 5–7 капель дистиллированной воды и 5–6 капель 2 н. раствора азотной кислоты. Убедиться в том, что в пробирке образовался нитрат аммония? Какой осадок образуется при нейтрализации раствора гидроксидом натрия? Напишите уравнения реакций.

В.Порошок серы на кончике шпателя внести в фарфоровую чашку, облить 2 мл концентрированной азотной кислоты и подогреть на песчаной бане в вытяжном шкафу. Доказать наличие в растворе сульфат-иона, используя для этого раствор хлорида бария.

Г.К 2–3 каплям раствора сульфида натрия помещенным в пробирку, прилить 1 мл концентрированной азотной кислоты. Нагреть смесь в вытяжном шкафу. Доказать, что сера окисляется до сульфат-иона.

Фосфор

Общие сведения

Свободный фосфор чрезвычайно активен. Он взаимодействует со многими простыми веществами с выделением большого количества теплоты. Легче всего фосфор соединяется с кислородом, галогенами, серой и со многими металлами.

К важнейшим оксидам фосфора принадлежат P₂O₃ и P₂O₅. Оба проявляют кислотный характер. Оксид фосфора (III) или фосфористый ангидрид получается при медленном окислении фосфора или при его сгорании при недостатке кислорода. При действии холодной воды на оксид фосфора (III) образуется фосфористая кислота. Как и оксид фосфора (III), фосфористая кислота является сильным восстановителем.

Оксид фосфора (V), или фосфорный ангидрид P₂O₅ образуется при горении фосфора на воздухе или при избытке кислорода. Оксид фосфора (V) крайне гигроскопичное вещество. На воздухе притягивает влагу и быстро превращается в метафосфорную кислоту HPO₃, которая еще впитывает воду и превращается в ортофосфорную кислоту с известной формулой H₃PO₄. Ортофосфорная кислота, как трехосновная, образует три ряда фосфатов. Все однозамещенные фосфаты растворимы в воде, из двух- и трехзамещенных фосфатов растворимы только соли щелочных металлов.

Кроме фосфористой и фосфорной кислот, фосфор образует фосфорноватую H₄P₂O₆ фосфорноватистую H₃PO₂ кислоты, для которых ангидриды не известны.

Для кислородных кислот фосфора характерны следующие структурные формулы.

Во всех кислородных кислотах фосфора валентность одинакова и равна пяти. При переходе от одной кислоты к другой меняется степень окисления фосфора.

Выполнение работы

Фосфорная кислота и ее соли.

Опыт 1. Получение гидрофосфата кальция Внести в пробирку по 4–5 капель растворов хлорида кальция и гидрофосфата натрия Na₂HPO₄. Отметить цвет выпавшего осадка. Написать уравнение реакции в молекулярной и ионной форме.

Опыт 2. Осаждение фосфата железа и алюминия в присутствии ацетата натрия. В две пробирки внести по 3–4 капли растворов солей: в первую – хлорида железа (III), во вторую –сульфата алюминия. Добавить в каждую из пробирок по 2–3 капли растворов ацетата натрия и гидрофосфата натрия Na₂HPO₄. Отметить цвета выпавших осадков.

В данном случае в растворах солей алюминия и железа (III), буферированных ацетатом натрия, получаются средние фосфаты этих металлов, нерастворимые в уксусной кислоте:

.

Написать уравнения реакций в молекулярной и ионной форме.