Оборудование и реактивы: пробирки, медные стружки, растворы 0,1 М серной кислоты, 0,1 М соляной кислоты, концентрированная серная кислота.
- 1. В три пробирки поместите немного медных стружек и добавьте по 10 капель растворов кислот: в первую — серной концентрированной, во вторую — серной разбавленной, в третью — соляной.
- 2. Опишите наблюдения. Составьте уравнения соответствующих реакций.
Опыт 2. Гидратация сульфата меди(И)
Оборудование и реактивы: химический стакан, безводный сульфат ме- ди(П), дистиллированная вода.
- 1. В стакан поместите 2—3 г безводного сульфата меди(П) CuS04, прилейте несколько капель воды.
- 2. Добавьте воды до полного растворения соли. Опишите наблюдения. Запишите формулу аквокомплекса меди(П).
Опыт 3. Получение оксида серебра
Оборудование и реактивы: пробирка, 0,1 М раствор нитрата серебра, 0,1 М раствор гидроксида натрия.
- 1. В пробирку к 1 капле раствора нитрата серебра добавьте 1—2 капли раствора гидроксида натрия.
- 2. Опишите наблюдения, составьте уравнение реакции, учитывая, что гидроксид серебра неустойчив и распадается с образованием оксида серебра Ag20.
Опыт 4. Получение аммиачного комплекса серебра(1) из оксида серебра
Чистое серебро растет на глазах. Реакция восстановления серебра из нитрата серебра медью.
Оборудование и реактивы: пробирка, 25%-ный раствор аммиака.
- 1. К осадку оксида серебра, полученному в предыдущем опыте, прибавьте по каплям 25%-ный раствор аммиака до растворения осадка.
- 2. Что при этом образуется? Напишите уравнение реакции.
Вопросы и задания для самоконтроля
- 1. Какие кислотно-основные свойства проявляют оксиды и гидроксиды элементов IB группы? Ответ подтвердите реакциями соединений меди.
- 2. Напишите уравнения реакций растворения меди в концентрированной серной кислоте, серебра — в концентрированной азотной кислоте.
- 3. Приведите уравнения реакций растворения хлорида серебра и сульфата меди в водном растворе аммиака.
- 4. Напишите уравнения реакций растворения гидроксида меди(П) в избытке концентрированного раствора аммиака.
- 5. Закончите уравнения следующих реакций: a) CuCl2 + KCN/H36) ~* . ; б) CuS + + HNO3(KOffl0 -*.
- 6. Осуществите следующие превращения:
- 7. Приведите уравнения реакций разложения нитратов меди(П) и серебра(1).
- 8. Оксид меди(И) прокалили в токе водорода, затем обработали концентрированной азотной кислотой до прекращения выделения бурого газа. После добавления в полученный раствор избытка щелочи выпал студенистый голубой осадок. Напишите уравнения протекающих реакций.
- 9. Почему при добавлении к голубому раствору хлорида меди(П) избытка соляной кислоты раствор приобретает зеленую окраску?
Источник: studme.org
И медь и серебро реагирует взаимодействие раствором
Соединения меди, содержащиеся в обрабатываемой руде, являются причиной образования комплексных цианистых соединений.
Металлическая медь и соединения меди в форме закиси, оксида, гидрата оксида, сульфата и основных карбонатов (малахит и азурит) почти полностью и довольно быстро растворяются в цианистых растворах.
Простые сульфиды, такие как халькозин Cu2S и ковеллин CuS, а также некоторые другие медные минералы (борнит, энаргит и тетраэдрит) весьма полно (хотя несколько медленнее, чем окисленные минералы) взаимодействуют с цианистыми растворами и образуют растворимые соединения. Хризоколла CuSiO3 * 2H2O весьма слабо взаимодействует с цианистым раствором.
Меньше всего медь переходит в раствор из халькопирита CuFeS2, причем растворение последнего, по-видимому, начинается после предварительного разложения, происходящего вследствие его окисления.
Медь переходит в цианистые растворы в виде комплексных соединений с общей формулой NanCu(CN)n+1, где n = 1; 2 и 3. Между комплексными анионами устанавливается равновесие:
положение которого определяется величинами констант диссоциации комплексов
и соотношением концентраций меди и цианида в растворе. В обычных цианистых растворах преобладающее количество меди находится в виде комплекса Cu(CN)3в2. Однако в некоторых случаях, при относительно низкой концентрации цианида и высокой концентрации меди, заметную роль играет анион Cu(CN)2.
При действии избытка цианистого раствора на сернокислую соль меди происходят следующие реакции:
2CuSО4 + 4NaCN = Cu2(CN)2 + 2 Na2SO4 + (CN)2,
Cu2(CN)2 + 4NaCN = 2Na2Cu(CN)3.
При взаимодействии гидрата оксида и карбоната меди с раствором щелочного цианида растворение происходит следующим образом:
2Сu(ОН)2 + 8NaCN = 2Na2Cu(CN)3 + 4NaOH + (CN)2,
2CuCО3 + 8NaCN = 2Na2Cu(CN)4 + 2Na2CО3.
Характерной чертой приведенных реакций является то, что в присутствии избытка цианида медь восстанавливается до одновалентной. Это происходит за счет окисления цианида, которое приводит к образованию дициана (CN)2.
При действии раствора щелочного цианида на сернистую медь происходят следующие реакции:
В одном уравнении они могут быть представлены следующим образом:
2Cu2S + 4NaCN + 2Н2O + O2 = 2Cu(CNS) + 2Cu(CN) + 4NaOH.
Образующиеся соли цианистой и роданистой меди растворяются в цианистом растворе. Состав растворимого соединения роданистой меди не может считаться окончательно установленным. Наиболее вероятным является образование цианистого комплекса роданистой меди с шестью молекулами цианида. В этом случае растворение роданида меди может быть представлено реакцией
2Cu(CNS) + 6NaCN = 2Na3Cu(CNS) * (CN)3.
Цианистая медь растворяется с образованием комплексной соли по реакции
2Cu(CN) + 4NaCN = 2Na2Cu(CN)3.
При взаимодействии с роданидами, обычно образующимися при цианировании сульфидных руд, цианистая соль может перейти в роданистую:
Na2Cu (CN)3 + NaCNS = Na3Cu(CNS) * (CN)3.
В результате весьма активного взаимодействия цианистого раствора со многими медными минералами присутствие меди в количестве десятых долей процента в форме окисленных (и некоторых сульфидных) минералов может сделать нерентабельным процесс цианирования, если только не применяются специальные методы обработки.
Особенностью медных минералов является резкое уменьшение взаимодействия с цианистыми растворами при понижении концентрации последних. На этом основана практика цианирования медистых золотых руд слабыми растворами.
Минералы цинка сравнительно редко встречаются в золотых рудах. Окисленные минералы весьма легко растворяются в цианистом растворе:
ZnCO3 + 4NaCN = Na2Zn(CN)4 + Na2CO3.
Сульфид цинка (сфалерит) в руде, не подвергшейся окислению, слабо взаимодействует с цианистым раствором с образованием комплексного соединения цинка и роданистой соли. При этом нужно заметить, что цинковая обманка некоторых месторождений больше других взаимодействует с цианистым раствором, повышая расход реактивов.
Весьма значительное количество цинка переходит в состав цианистого раствора в процессе осаждения, которое почти всюду производится цинковой пылью или цинковой стружкой.
Присутствие в цианистых растворах меди и цинка (в форме комплексных цианистых соединений) понижает активность цианистых растворов (в отношении извлечения золота и серебра). Величина понижения процента извлечения весьма сильно колеблется, так как большое количество примесей в растворе не при всех условиях снижает его активность в равной мере.
- Взаимодействие цианистых растворов с сопутствующими минералами железа
- Физико-химические основы теории процессов растворения золотосодержащих руд в присутствии кислорода
- Платиносодержащие руды и минералы
- Золотосодержащие руды и минералы
- Развитие производства платины и металлов платиновой группы (МПГ)
- Развитие производства серебра
- Развитие производства золота
- КрАЗ надеется, что спрос на алюминий будет расти
- В Китае хотят создать фонд, который будет финансировать закрытие убыточных металлургических заводов
- Как привлечь клиентов в автосервис яркой вывеской
Источник: metal-archive.ru
Опыты по химии. Общие свойства металлов
Активные металлы вытесняют из солей менее активные (металлы расположены в порядке убывания активности в ряду напряжений).
Li, К, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Au
Проведем опыт с раствором сульфата двухвалентной меди CuSO4. В одну колбу с раствором положим кусочки цинка Zn, в другую – стальные кнопки (сталь – сплав на основе железа Fe). Что произойдет через несколько часов? Растворы изменили цвет — значит, сульфата меди там больше не осталось. Активные металлы ‑ цинк и железо заместили медь в сульфате и образовали соли.
Цинк и железо окислились, а медь восстановилась.
В одной колбе медь выделилась на кнопках, в другой – на кусочках цинка. В колбах были разные металлы, поэтому и осадок меди выглядит по-разному. На цинке медь выделилась в виде рыхлой бурой массы. На железных кнопках осадок меди ‑ более плотный, розового цвета.
Оборудование: колбы.
Техника безопасности. Необходимо осторожное обращение с солями меди. Соли меди в высоких концентрациях – ядовиты. Требуют соблюдения правил работы с ядовитыми веществами. Остерегаться попадания солей меди на кожу и слизистые оболочки.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Взаимодействие хлорида олова (II) с цинком («Оловянный ежик»)
Более активные металлы могут замещать менее активные металлы из растворов их солей. В стакан нальем раствор хлорида олова (II), в раствор поместим цинковую пластинку. Через некоторое время пластинка покрывается красивым «пушистым» налетом олова. Произошло восстановление олова из раствора его соли более активным металлом — цинком:
SnCl2 + Zn = Sn + ZnCl2
Оборудование: стакан химический, стеклянная палочка.
Техника безопасности. Опыт безопасен.
Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Демонстрация свойств сплава Вуда.
Сплав Вуда состоит из четырех компонентов. Он содержит 50 % висмута, 25 % свинца, 12,5 % олова и 12,5 % кадмия. Гранулы сплава опустим в горячую воду. Он переходит в жидкое состояние. Это легкоплавкий сплав.
Температура плавления сплава около +70 °С. Между тем как температура плавления олова +232 °С, кадмия +321 °С, висмута +271 °С, свинца +327 °С. Температура плавления сплава отличается от температур плавления металлов, входящих в его состав.
Оборудование: стакан химический, штатив, горелка, пинцет.
Техника безопасности. Соблюдать правила обращения с нагревательными приборами.
Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Платина – катализатор горения водорода
При обычной температуре водород очень редко вступает в химические реакции. Не реагирует водород и с кислородом. Но если направить струю водорода на мелко раздробленную платину, то водород загорается. Это свойство платины использовали в так называемом «водородном огниве Дёберейнера», служившем для получения огня.
Получим водород в аппарате Кирюшкина, который по принципу действия схож с аппаратом Киппа. Проверим водород на чистоту. Для этого заполним пробирку выделяющимся водородом и поднесем пробирку к пламени горелки. Спокойный хлопок указывает на чистоту выделяющегося водорода. Пинцетом возьмем немного платинированного асбеста (асбеста с нанесенной мелко раздробленной платиной).
Направим струю водорода на платинированный асбест. Асбест раскаляется, и водород загорается.
Оборудование: аппарат Кирюшкина, пробирка, пинцет, горелка.
Техника безопасности. Соблюдать правила работы с горючими газами. Использовать водород можно только после проверки на чистоту.
Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Самовоспламенение никеля на воздухе
Никель — это прочный, устойчивый к коррозии металл, который не изменяется под действием кислорода воздуха и влаги. Никелем покрывают детали приборов и машин для придания декоративного вида и защиты от коррозии. Но измельченные металлы, в том числе и никель, по своим свойствам отличаются от металлов, находящихся в монолитном виде. Выделим никель из сплава никель-алюминий, поместив порошок сплава в раствор щелочи.
Алюминий активно реагирует со щелочью, растворяясь в ней, реакция идет с выделением водорода. Для увеличения скорости растворения алюминия нагреваем раствор. Когда реакция закончится, и весь алюминий перейдет в раствор, промоем полученную крошку никеля сначала водой, а затем этиловым спиртом — для удаления остатков влаги. Извлечем немного никелевой крошки из спирта на фильтровальную бумагу. Когда спирт испаряется, никель начинает реагировать с кислородом воздуха, постепенно разогревается и сгорает с образованием оксида никеля.
2Ni + O2 = 2NiO
Подобными свойствами обладает и мелкораздробленное железо. Измельченные никель и железо — пирофоры. Пирофорами называют вещества или смеси веществ, самовоспламеняющиеся на воздухе.
Оборудование: стакан химический, фильтровальная бумага, штатив с сеткой, стеклянная палочка.
Техника безопасности. Соблюдать правила работы со щелочами и правила пожарной безопасности. Все остатки пирофорного никеля уничтожить, растворив их в разбавленной азотной кислоте.
Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Электролиз раствора иодида калия
Электролиз – разложение вещества под действием электрического тока. Электролиз иодида калия проходит с выделением щелочи, водорода и иода:
2КI + 2H2O = 2KOH + H2 ↑+ I2
Приготовим электролизер, наполненный раствором иодида калия, и две пробирки с этим же раствором. Для обнаружения щелочи в одну из пробирок добавим раствор фенолфталеина (эта пробирка – для катода), для обнаружения иода в другую пробирку добавим крахмал (пробирка для анода). Поместим приготовленные таким образом пробирки на электроды и включим ток.
В одной из пробирок на катоде наблюдаем выделение водорода, раствор в этой пробирке становится малиновым: в пробирке образовалась щелочь. Во второй пробирке появилась синее окрашивание. В этой пробирке в результате электролиза выделился иод. Иод окрасил крахмал в синий цвет. Мы увидели, как при электролизе раствора иодида калия образуется иод, выделяется газ водород и гидроксид калия.
Оборудование: пробирки, штатив для пробирок, химические стаканы, пипетка, держатель для пробирок, прибор для электролиза, мензурка.
Техника безопасности. Соблюдать правила работы с электроприборами.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Электрохимический ряд напряжений — вытеснение водорода металлами.
Металлы различаются химической активностью. Металлы расположены в порядке убывания активности в ряду напряжений:
Li, К, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Au
Активные металлы (от лития до свинца) восстанавливают водород из кислот, неактивные (от меди до золота) – не восстанавливают.
Испытаем четыре металла: магний Mg, алюминий Al, железо Fe и медь Cu. Приготовим пробирки с раствором соляной кислоты (HCl) и погрузим в них металлы. Медь не реагирует с раствором соляной кислоты. Железо медленно восстанавливает водород из раствора кислоты. Алюминий более активно реагирует с раствором соляной кислоты, восстанавливая водород.
Наиболее энергично восстанавливает водород из соляной кислоты магний. Мы увидели, что металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений до водорода (железо, алюминий и магний), восстанавливают его из растворов кислот.
Металлы, стоящие в ряду после водорода (в нашем опыте – медь), не восстанавливают его из кислот. Наиболее активным металлом в нашем опыте оказался магний, наименее активным ‑ медь.
2 HCl + Mg = MgC12 + H2
2 HCl + Fe = FeC12 + H2
6 HCl + 2Al = 2 A1C13 + 3H2
Оборудование: пробирки, штатив для пробирок, воронка, пинцет.
Техника безопасности. Следует соблюдать правила работы с растворами кислот. Не допускать попадания кислот на кожу и слизистые оболочки.
В результате реакции образуется горючий газ — водород: рядом не должно быть открытого пламени.
Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.
Электрохимический ряд напряжений металлов. Вытеснение металла из соли другими металлами
Металлы расположены в порядке убывания активности в ряду напряжений:
Li, К, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Au
Активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей. В первой пробирке – медь (Cu) и раствор соли менее активного металла – серебра (AgNO3). Вторая пара – железо (Fe) и раствор соли меди (CuSO4). Железо активнее меди. В третьей пробирке – цинк (Zn) и раствор соли менее активного свинца ‑ Pb(NO3)2. В пробирках начинаются реакции.
Через некоторое время посмотрим, что получилось в пробирках. Медь покрылась белыми кристаллами серебра:
2AgNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2 Ag
На железном гвозде появился розовый налет металлической меди:
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu
Цинк покрылся рыхлым слоем металлического свинца: