Занятие 21. Щелочные и щелочно-земельные металлы

(Занятие проводится в заключение изучения соответствующего раздела в классе и рассчитано на 2 часа. После выполнения работ каждый ученик решает по 1-2 задачи.)

Работа 1. Свойства гидратов окислов щёлочно-земельных металлов.

Оборудование: стойка с пробирками, фарфоровая

чашка, тигельные щипцы, пипетка, MgO, СаО, растворы MgSO₄ или MgCl₂, СаСl₂, NaOH (или KOН), кусочек мела.

1. Немного окиси магния взболтайте в пробирке с водой, к которой прибавлено несколько капель раствора фенолфталеина. Объясните появление окраски.

2. К куску жжёной извести в фарфоровой чашке прибавляйте понемногу воды, давая воде каждый раз полностью впитаться, пока впитывание не прекратится. Опишите и объясните явления, наступающие спустя некоторое время.

Добавьте ещё воды и несколько капель раствора фенолфталеина. Объясните изменение окраски.

3. Сильно накалите в пламени спиртовки кусочек мела, держа его щипцами. Опустите его в чашку или пробирку с водным раствором фенолфталеина. Объясните результаты опыта.

4. Налейте в одну пробирку раствор соли магния, а в другую - кальция (растворы должны быть примерно равной концентрации). К тому и другому раствору прибавляйте по каплям раствор щёлочи (NaOH или КОН). Отметьте, что осадок в пробирке с солью магния появляется раньше. Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод об относительной растворимости гидратов окислов кальция и магния.

Работа 2. Свойства гипса.

Оборудование: выпаривательная чашечка или блюдечко, вазелин или растительное масло, медная монета, гипс (обезвоженный нагреванием).

1. Смешайте в чашке 2 ложки гипса с небольшим количеством воды, чтобы получилась кашица примерно густоты сметаны.

2. Полученную кашицу вылейте в смазанное вазелином или растительным маслом блюдечко, на дно которого положена смазанная вазелином (маслом) пяти копеечная монета, и оставьте в покое на 10-15 минут.

3. Когда гипс затвердеет, отделите осторожно слепок от блюдечка и монеты.

4. Объясните явление затвердения гипса.

Работа 3. Бикарбонаты и карбонаты щелочных и щёлочно-земельных металлов.

Оборудование: пробирка с пробкой и газоотводной трубкой под прямым углом, штатив с лапкой, спиртовка и спички, стойка с 4 пробирками, бикарбонат натрия, известковая вода, раствор фенолфталеина, соляная кислота (1 : 4).

1. Напишите уравнение реакции, происходящей при нагревании бикарбоната натрия.

2. Всыпьте в пробирку (слой в 2—3 см) бикарбоната натрия, закройте её пробкой с газоотводной трубкой и укрепите в лапке штатива так, чтобы был небольшой наклон в сторону газоотводной трубки. Конец газоотводной трубки опустите до дна пробирки с известковой водой, разбавленной наполовину водой.

3. Осторожно прогрейте пробирку с бикарбонатом натрия, после чего нагревайте пробирку в течение нескольких минут до прекращения выделения газа.

Обратите внимание на появление капелек воды на холодных стенках пробирки, где нагревается бикарбонат.

4. Наблюдайте помутнение известковой воды и исчезновение мути при продолжительном пропускании газа. Напишите соответствующие уравнения реакций.

5. После прекращения выделения газа, не прекращая нагревания, подняв штатив с прибором, выньте газоотводную трубку из пробирки, а её содержимое разлейте поровну в 2 пробирки.

6. Одну из пробирок нагрейте на спиртовке до кипения. Объясните появление мути (напишите уравнение реакции).

7. В другую пробирку добавьте прозрачной известковой воды. Объясните появление мути (напишите уравнение реакции).

8. Карбонат натрия, оставшийся от прокаливания бикарбоната, после того как прибор остынет, распределите поровну в 2 пробирки.

9. К первой прибавьте 2 см³ соляной кислоты. Докажите выделение углекислого газа.

10. Ко второй части прибавьте (до половины пробирки) воды и взболтайте. Прибавьте 3 капли раствора фенолфталеина. Объясните появление окраски.

11. Возьмите такое же количество бикарбоната натрия и убедитесь в том, что он растворяется в воде значительно хуже, чем карбонат. Прилейте 3 капли раствора фенолфталеина. Окраска в данном случае либо вовсе не получается, либо она значительно слабее, чем в предыдущем.

12. На основании проделанных опытов укажите:

а) Чем отличается по своим свойствам карбонат натрия от бикарбоната натрия и карбонат кальция от бикарбоната кальция?

б) Как можно перевести бикарбонат кальция в карбонат и обратно: карбонат - в бикарбонат?

в) Как можно перевести бикарбонат натрия в карбонат и обратно: карбонат - в бикарбонат?

Задачи.

1. Как отличить соду для питья от кальцинированной соды? Проделайте все необходимые испытания и опишите их.

2. На столе у вас имеются 3 пробирки (№ 1, № 2, № 3). В одной из пробирок находится раствор поваренной соли, в другой - едкого натра и в третьей - карбоната натрия. Определите, какой раствор находится в каждой из пробирок. Опишите все проделанные вами опыты и их результаты.

3. В пробирке № 4 находится образец жёсткой воды, содержащей сернокислый кальций. Как сделать эту воду мягкой? Проделайте соответствующий опыт и опишите его.

4. К раствору соды прибавьте известковой воды. Объясните наблюдаемое явление.