Практическая работа № 7. Решение экспериментальных задач по теме: «Металлы» ФИ, КЛАСС Дата ТБ Цель работы: закрепить знания по свойствам металлов и их соединений Оборудование: периодическая таблица, таблица растворимости, электрохимический ряд напряжений металлов Выполните следующие задания: 2 вариант 1. Осуществите цепочку превращений. Запишите уравнения в молекулярном виде. BaCO3 → BaO → Ba(OH)2 → BaCl2 → Ba3(PO4)2 2. Решите задачу. Какой объём СО2 выделится при взаимодействии НС1 с 50 г минерала сидерита, содержащего 80% FeCO3? 3. Как вы докажите, что выданный вам раствор, содержит ионы алюминия? Напишите соответствующее уравнение.

Решение:

1. 1. Цепочка превращений:

   1) BaCO₃ → BaO (Термическое разложение карбоната бария)

   \[ \text{BaCO}_3 \xrightarrow{\Delta} \text{BaO} + \text{CO}_2 \uparrow \]

   2) BaO → Ba(OH)₂ (Взаимодействие оксида бария с водой)

   \[ \text{BaO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ba(OH)}_2 \]

   3) Ba(OH)₂ → BaCl₂ (Взаимодействие гидроксида бария с соляной кислотой)

   \[ \text{Ba(OH)}_2 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{BaCl}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \]

   4) BaCl₂ → Ba₃(PO₄)₂ (Взаимодействие хлорида бария с фосфатом натрия)

   \[ 3\text{BaCl}_2 + 2\text{Na}_3\text{PO}_4 \rightarrow \text{Ba}_3\text{(PO}_4)_2 \downarrow + 6\text{NaCl} \]

2. 2. Решение задачи:

   Дано:

   • Масса минерала (сидерита) = 50 г
   • Массовая доля FeCO₃ = 80%
   • Взаимодействие с HCl

   Найти: Объем CO₂

   Решение:

   1. Найдем массу чистого FeCO₃ в минерале:

   \[ m(\text{FeCO}_3) = 50 \text{ г} \cdot 0.80 = 40 \text{ г} \]

   2. Найдем молярную массу FeCO₃:

   \[ M(\text{FeCO}_3) = 56 + 12 + 3 \cdot 16 = 112 \text{ г/моль} \]

   3. Найдем количество вещества FeCO₃:

   \[ n(\text{FeCO}_3) = \frac{m(\text{FeCO}_3)}{M(\text{FeCO}_3)} = \frac{40 \text{ г}}{112 \text{ г/моль}} \approx 0.357 \text{ моль} \]

   4. Составим уравнение реакции взаимодействия FeCO₃ с HCl:

   \[ \text{FeCO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow \]

   5. По уравнению реакции, из 1 моль FeCO₃ образуется 1 моль CO₂. Следовательно, количество вещества CO₂ равно количеству вещества FeCO₃:

   \[ n(\text{CO}_2) = n(\text{FeCO}_3) \approx 0.357 \text{ моль} \]

   6. Найдем объем CO₂ (при нормальных условиях, V_m = 22.4 л/моль):

   \[ V(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \cdot V_m = 0.357 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 8.0 \text{ л} \]

3. 3. Доказательство наличия ионов алюминия:

   Для доказательства наличия ионов алюминия в растворе можно использовать качественную реакцию с гидроксидом натрия (NaOH).

   При добавлении гидроксида натрия к раствору, содержащему ионы алюминия, сначала образуется белый аморфный осадок гидроксида алюминия:

   \[ \text{Al}^{3+} + 3\text{OH}^- \rightarrow \text{Al(OH)}_3 \downarrow \]

   Однако, при дальнейшем добавлении избытка щелочи, осадок гидроксида алюминия растворяется с образованием комплексного соединения — гидроксоалюмината натрия:

   \[ \text{Al(OH)}_3 + \text{OH}^- \rightarrow [\text{Al(OH)}_4]^- \]

   Таким образом, образование белого осадка, который затем растворяется в избытке щелочи, является характерным признаком присутствия ионов алюминия.