Теоретическая часть 
В главную подгруппу III группы входят элементы: бор (В), алюминий (А1), галлий (Ga), индий (In) и таллий (Т1).
На внешнем электронном слое атомы этих элементов содержат три электрона. Они являются р-элементами. У атомов элементов этой подгруппы сверху вниз радиусы увеличиваются, энергия ионизации уменьшается, способность отдавать электроны увеличивается, восстановительная способность увеличивается и металлические свойства усиливаются. В реакциях атомы этих элементов являются восстановителями, за исключением неметалла бора, он может быть и окислителем.
Все элементы этой подгруппы проявляют высшую степень окисления +3. Они образуют оксиды типа Э2О3 и гидроксиды Э(ОН)3, которые проявляют амфотерные свойства. Основные свойства оксидов и гидроксидов в подгруппе усиливаются сверху вниз, а кислотные свойства - ослабляются.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Опыт 1. Гидролиз буры.
В пробирку с 5-6 каплями нейтрального раствора фенолфталеина добавили 3-5 капель раствора буры. Фенолфталеин поменял окраску с бесцветного на малиновый.
Na2B4O7 + 3H2O → 2H3BO3 + 2NaBO2
1 ст. 2Na+ + B4O7-2 + 3H2O → 6H+ + 2BO3 - + 2Na+ + 2BO2-
2 ст. NaBO2 + 2H2O → H3BO3 + NaOH
Na+ + BO2- + 2H2O → 3H+ + BO3 - + Na+ + OH-
Опыт 3. Взаимодействие алюминия с кислотами.
а) Взаимодействие алюминия с разбавленной и концентрированной соляной кислотой.
В две пробирки внесли по маленькому кусочку алюминия и добавили в одну пробирку 5-8 капель 2n раствора соляной кислоты, а в другую столько же концентрированной соляной кислоты. При взаимодействие алюминия с концентрированной соляной кислотой реакция протекает быстрее, чем при взаимодействии с разбавленной кислотой. В результате реакции выделяется водород.
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
б) Взаимодействие алюминия с разбавленной и концентрированной серной кислотой.
В две пробирки внесли по маленькому кусочку алюминия и добавили в одну пробирку 5-8 капель 2n раствора серной кислоты, а в другую – столько же концентрированной серной кислоты. Осторожно подогрели каждую из пробирок маленьким пламенем горелки. При взаимодействии алюминия с концентрированной серной кислотой выделяется сероводород, а при взаимодействие с разбавленной – водород.
2Al + 3H2SO4 (рас.) → Al2(SO4)3 + 3H2↑
2Al + 4H2SO4 (конц.) → Al2(SO4)3 + H2S↑ + 3Н2O
в) Взаимодействие алюминия с разбавленной и концентрированной азотной кислотой.
В две пробирки внесли по маленькому кусочку алюминия и добавили в одну пробирку 5-8 капель 2n раствора азотной кислоты, а в другую -столько же концентрированной азотной кислоты. Осторожно подогреваем пламенем горелки каждую из пробирок. При взаимодействии алюминия с концентрированной азотной кислотой выделяется бурый газ, а при взаимодействие с разбавленной - оксид азота.
Al + 4HNO3 (конц.) → Al(NO3)3 + NO2↑ + Н2O
Al + 4HNO3 (рас.) → Al(NO3)3 + NO↑ + 2Н2O
Опыт 4. Взаимодействие алюминия со щелочью.
В пробирку внесли маленький кусочек алюминия и добавили 5-8 капель 2n раствора едкого натра.
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4]
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2↑
Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
Опыт 5: Получение гидроксида алюминия и исследование его свойств.
В две пробирки внесли по 2-3 капли раствора соли алюминия (А1С13) и по 2-3 капли 2n раствора гидроксида натрия до образования осадка гидроксида алюминия. В одну пробирку к полученному осадку прибавили 3-5 капель 2n раствора соляной кислоты, в другую - столько же 2n раствора гидроксида натрия.
AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl
Al+3 + 3OH- → Al(OH)3↓
Al(OH)3↓ + 3HCl → AlCl3 + 3Н2O
Al(OH)3↓ → Al+3 + 3OH-
Al(OH)3↓+ NaOH → Na[Al(OH)4] (тетрагидроксоалюминат натрия)
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Алюминий получают электролизом его оксида в расплавленном криолите (Na3AlF6).
Al2O3 ↔ Al+3 + AlO3-3
Катод (-) Al+3 +3 электрона → Al
Анод (+) 4AlO3-3 – 12 электрона → 2Al2O3 + 3O2
Для получения алюминия высокой чистоты применяют методы:
- вакуумная дистилляция
- зонная плавка
2Al + AlF3↑ → 3AlF↑
2. Закончить уравнения реакций:
a) Na2B4O7 + 7Н2О ↔ 4Н3ВО3 +2NaOH
б) Н3ВО3 + NaOH → NaВО2 + 2Н2O
в) В + Н2О → не реагирует
г) В + 3HNO3 (конц.) → H3BO3 + 3NO2↑
3. Уравнение реакции получения метаборной и кислоты:
H3BO3 ↔ HBO2 + H2O
Уравнение реакции получения тетраборной и кислоты:
4HBO2 ↔ Na2B4O7 + Н2О
4.иb Уравнения реакций получения В2Н6 и В4Н10.
3NaOH + 4BF3 → 2B2H6 + 3NaBF4
MgB2 + HCl → смесь бороводородов, среди них В4Н10
5. Закончить уравнения реакций:
а) ВС13 + 3Н2О → H3BO3 +3HCl
б) В2О3 + CaF2+H2O→ BF3 +CaВO3 + H2O
6. Закончить уравнения реакций:
а) А1 + K2Cr2O7 + H2SO4→ А12(Cr2O7)3 + K2SO4 + H2↑
б) Al + KMnO4 + H2SO4→ А1(MnO4)3 + K2SO4 + H2↑
в) 2Al + 2NaOH + 6Н2О → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
7. А12(SО4)3 + 6NH4OH → 2А1(OH)3↓ + 3(NH4)2SО4
А12(SО4)3 + 6NaOH → А1(OH)3↓ + 3Na2SО4
8. Уравнения реакций:
а) 2В + 3H2S04 (конц) → 2H3BO3 + 3SO2↑
б) В + 3HN03 (конц) → H3BO3 + 3NO2↑
в) В + НС1 → не реагирует
г) В +HN03 (разб) → не реагирует
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 43 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| | | Руководство по выполнению достижений [RUS] |