Получение порошков Co и Ni

Небольшое количество оксалата кобальта помещают в пробирку и нагревают в пламени горелки до полного разложения соли. Аналогичный опыт повторяют с оксалатом никеля. Составляют уравнения реакций разложения солей.

Опыт 2. Отношение Fe, Co, Ni к разбавленным и концентрированным кислотам: H₂SO₄, HNO₃, HCl

а) взаимодействие железа с кислотами

В три пробирки наливают по ~1 мл 2н. растворов кислот: соляной, азотной, серной. В каждую пробирку помещают немного железных стружек. Наблюдают происходящие реакции. Затем в каждую пробирку добавляют несколько капель роданида калия. Наблюдают появление в одной из пробирок (какой?) красной окраски раствора. Аналогичный опыт проводят с концентрированными кислотами.

б) взаимодействие Co и Ni с кислотами

Испытывают отношение кобальта и никеля к кислотам, которые использовались в опыте 2 а. В отдельные пробирки помещают небольшое количество Со и Ni, полученные в опыте 1 и испытывают их отношение к кислотам (HCl, H₂SO₄, HNO₃). Слегка подогревают пробирки и наблюдают выделение газообразных продуктов. Указывают, какого цвета образуются растворы. Записывают уравнения реакций.

В выводах укажите:

- Какие ионы являются окислителями в каждой из этих реакций?

- Чем объяснить, что при взаимодействии Fe с H₂SO₄ различной концентрации образуются соли железа в разной степени окисления?

Опыт 3. Получение и свойства гидроксидов Fe(2+), Co(2+), Ni(2+)

а) В три пробирки наливают по 1 мл растворов солей железа (2+), кобальта (2+), никеля (2+). Добавляют равные объемы раствора NaOH. Отмечают цвет осадков. Записывают уравнения реакций.

К первым двум осадкам доливают по 2-3 капли раствора H₂O₂, а к последнему - бромной воды (Br₂). Составляют уравнения реакций окисления. Отмечают изменение цвета осадков.

В заключении укажите: у какого из гидроксидов слабее выражены восстановительные свойства.

б) по вышеприведенной методике получают сначала гидроксиды соответствующих металлов. Затем в каждую из пробирок по каплям добавляют 25% -ный раствор аммиака до растворения гидроксидов вследствие образования комплексных солей. Отмечают цвет растворов. Записывают уравнения реакций диссоциации соответствующих комплексных солей, комплексных ионов.

В заключении укажите: на основании К_нест комплексных аммиакатов Fe(2+), Co(2+), Ni(2+), какой комплексный ион прочнее.

Опыт 4. Комплексные соединения

а) В пробирку наливают 1 мл соли Fe³⁺, добавляют несколько капель роданида аммония NH₄SCN. Отмечают цвет полученного раствора. Записывают уравнение реакции. Содержимое пробирки разделяют на две части. В первую добавляют ½ мл раствора ортофосфорной кислоты Н₃PO₄. Отмечают изменение окраски. Записывают уравнение реакции. Во вторую пробирку добавляют ½ мл фтористоводородной кислоты НF или раствора ее соли (в кислой среде). Отмечают изменение цвета. Записывают уравнение реакции.

В заключении укажите, почему произошло обесцвечивание раствора в обоих пробирках?

б) Небольшое количество безводных солей NiCl₂ и CoCl₂ растворяют в воде. Отмечают цвет исходных солей и растворов аквакомплексов. Записывают уравнение реакции образования аквакомплексов и их первичной диссоциации.

в) К 1 мл насыщенного раствора соли кобальта (2+) добавляют 2 мл насыщенного раствора NH₄SCN. Отмечают синее окрашивание полученного раствора. Составляют уравнение реакции образования комплексного кобальтата, с учетом того, что координационное число Со²⁺ равно четырем.

Раствор разбавляют водой, перемешивают, добавив несколько капель спирта. Наблюдают изменение окраски. Затем в ту же пробирку доливают дистиллированную воду до окрашивания раствора в розовый цвет. Записывают уравнение реакции получения аквакомплекса Со²⁺ (КЧ = 6), уравнение диссоциации комплексного иона, приводят выражение К_нест. со значением, найденным по таблице.

В заключении укажите: какова роль воды и спирта в смещении равновесия диссоциации комплексного иона.

г) В пробирку наливают 1 мл соли никеля (2+) и ½ мл аммиачного раствора диметилглиоксима. Отмечают цвет выпавшего осадка. Записывают уравнение реакции образования нерастворимого комплексного хелата диметилглиоксимата никеля:

(Пунктиром обозначен водородная связь). Реакцию используют для обнаружения ионов никеля в растворе. В заключении укажите:

- Какой тип связи Ni - Lig?

- Каков механизм образования связи Ni – Lig?

Опыт 5. Окислительно-восстановительные свойства соединений железа

а) Восстановительные свойства Fe(2+). К 1 мл соли Fe(2+) доливают ½ мл 2 н. раствора Н₂SO₄ и ½ мл 3% раствора Н₂О₂ перекиси водорода. Затем добавляют несколько капель NH₄SCN. Отмечают появление красного цвета раствора. Записывают уравнение реакции. Рассчитывают Э.Д.С. данного процесса.

В заключении укажите:

- Почему Fe(2+) проявляет свойства восстановителя?

- Для чего добавляли NH₄SCN?

б) Окислительные свойства Fe(3+). В пробирке смешивают 1 мл соли Fe(3+) и ½ мл КI. Добавляют 2 - 3 капли раствора крахмала. По характерной окраске выявляют образование элементарного иода. Записывают уравнение реакции. Рассчитывают Э.Д.С.

В заключении укажите, может ли Fe(3+) выявлять и восстановительные свойства.

Опыт 6. Химическое никелирование (Элементы НИРС)

Химическое никелирование - окислительно-восстановительная взаимодействие ионов никеля (окислителя) с восстановителем, например, гипофосфиты натрия, в результате которого на поверхности металла образуется слой никеля: .

В химический стакан (100 мл) наливают 75 мл специального раствора: (30 г NiCl₂, 10 г Na₂НPO₂ + 10 г CH₃COOH в 1 литре раствора). Нагревают его на слабом огне до 95⁰С (контроль термометром).

Очищают от ржавчины стальную пластинку сначала наждачной бумагой, затем мелом, промывают ее в струе воды и аккуратно опускают в приготовленный раствор, не касаясь поверхности пластинки. Никелирование осуществляют в течение ½ часа. Затем пластинку вынимают из раствора, промывают в струе воды, сушат между полосками фильтровальной бумаги. Анализируют визуально качество покрытия пластинки никелем.