Научно-практическая конференция «Старт в науку» Определение оптимальной методики восстановления оксида меди водородом для проведения демонстрационного эксперимента. Восстановление водородом оксида меди СuО

Свойства водорода восстанавливать металлы из оксидов обычно демонстрируют на его реакции с оксидом меди (II). Для этого водород, из аппарата Киппа (проверить на чистоту!) пропускают над нагреваемым оксидом меди (II). Пробирку закрепляют в штативе немного наклонно вниз отверстием, с тем чтобы образующаяся при реакции вода стекала. Для лучшего обнаружения красной меди остаток после опыта растирают в фарфоровой ступке, на которой при этом можно заметить налет металлической меди. Надо иметь в виду, что охлаждать полученную медь надо в токе водорода, иначе часть восстановленной меди снова окислится. Если взять побольше оксида меди (II), то после пропускания водорода и сильного нагревания ее можно на некоторое время отставить нагревательный прибор. Наблюдается самораскаливание оксида меди (II), так как восстановление ее водородом является реакцией экзотермической. (Этот же опыт можно проводить в установке (рис.) состоящей из сухой стеклянной трубки (4), закрытой с двух концов пробками (6) с трубками. В стеклянную трубку (4) поместите немного оксида меди (II) (5) и закрепите ее в штативе (9). Пропустите в трубку водород из пробирки (1), закрывающейся пробкой с газоотводной трубкой (2) и соединенной резиновым переходником (3) со стеклянной трубкой (4).

Визуальные наблюдения ___

__________________________________________

Рис. Восстановление оксида меди (II) водородом.

Уравнение реакций ______

_____________________

____________________________________________________________________

Опыт 3. Сравнение восстановительных свойств молекулярного и атомного водорода

Для изучения восстановительных свойств молекулярного и атомного водорода в первую пробирку налейте разбавленный раствор серной кислоты, добавьте несколько капель раствора перманганата калия и кусочек цинка, во вторую пробирку налейте разбавленный раствор H 2 SO 4 , добавьте несколько капель раствора КМпО 4 и пропустите водород из аппарата Кипа.

Визуальные наблюдения _______________________________________________

____________________________________________________________________

Уравнение реакций ___________________________________________________

____________________________________________________________________

Контрольные вопросы к лабораторной работе «ВОДОРОД».

1. Водород. Электронная структура атома. Изотопы.

2. Основные промышленные и лабораторные способы получения водорода.

3. Физические свойства водорода.

4. Химические свойства водорода.

5. В чем сходство водорода и галогенов, водорода и щелочных металлов?

6. Привести структурную формулу перекиси водорода и указать характер химических связей.

7. Написать уравнения реакций взаимодействия перекиси водорода с йодидом калия, нитритом калия, сульфидом свинца и оксидом серебра. Указать, окислителем или восстановителем является перекись водорода в данных реакциях.

8. Закончить уравнения химических реакций, назвать полученные вещества и указать тип химической связи:

Na + H 2 = H 2 + F 2 =

9. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

NaOH → H 2 → H 2 O → NaOH → NaHCO 3 → Na 2 SO 4

10. Какой объем водорода (н.у.) выделится при действии на алюминий массой 32,4 г раствора соляной кислоты объемом 200 мл (ρ=1,11г/см 3) с массовой долей 25%?

11. 12 г гидрида натрия растворили в 50 г воды. Определите массовую долю гидроксида натрия (в процентах) в полученном растворе.

12. Установить формулу соединения водорода с азотом, содержащего 12,5% водорода. Плотность паров этого вещества по воздуху равна 1,104.

Для заметок________________________________________ _______________

__________________________________________________________________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2.ГАЛОГЕНЫ

Опыт 1. Получение хлора и хлорной воды.

Поместите в колбу Вюрца, снабженную капельной воронкой (см. рис), оксид марганца (IV) и прилейте по каплям концентрированную соляную кислоту. Газоотводную трубку опустите в склянку для сбора хлора (или склянку с дистиллированной водой (для получения хлорной воды) или с раствором щелочи).

В 1 объеме воды при комнатной температуре растворяется 2,5 объема хлора. Раствор хлора в воде носит название хлорной воды. Для приготовления хлорной воды через холодную воду под тягой в течение 5-8 мин пропускают сильный ток хлора. Когда вода станет желтой, пропускание хлора заканчивают. Хлорную воду хранят в темноте, на холоде, в хорошо закрытой склянке, лучше с притертой стеклянной пробкой и притертым колпачком. В отсутствие тяги хлорную воду можно получить в приборе, изображенном на рисунке. В колбу наливают воду, излишек хлора поглощается раствором щелочи.

Склянку с хлорной водой закройте и сохраните для следующих опытов.

Визуальные наблюдения _______________________________________________

____________________________________________________________________

Уравнение реакций ___________________________________________________

____________________________________________________________________

Опыт 2. Обесцвечивание органических красителей хлором

В три пробирки налейте около 1 мл дистиллированной воды. В первую пробирку прибавьте 2-3 капли растворам лакмуса, во вторую – индиго, в третью – метилового фиолетового. Затем в каждую пробирку добавьте свежеприготовленной хлорной воды.

Визуальные наблюдения _____________________________________________

__________________________________________________________________

____ ______________________________________________________________

Опыт 3.Сравнительная характеристика окислительных свойств галогенов

В пробирку внесите 3-5 капель свежеприготовленного бромида натрия, в две другие по 3-5 капель йодида калия. Добавьте во все пробирки по 4-5 капель органического растворителя (бензола или бензина). В две пробирки, содержащие раствор бромида и йодида добавьте по 2-4 капли хлорной воды, в третью пробирку с раствором йодида – бромной воды.

Визуальные наблюдения _____________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Уравнение реакций ___________________________________________________

____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 4.Качественные реакции на галогенид-ионы

Внесите в три пробирки по 3-5 капель концентрированных растворов следующих солей: в первую пробирку - хлорида натрия, во вторую - бромида натрия, в третью - иодида калия. В каждую пробирку добавьте по 1-2 капли раствора нитрата серебра.

Визуальные наблюдения _____________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Уравнение реакций ___________________________________________________

____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 5. Возгонка иода.

Возгонку иода можно провести разными способами

а) В сухой пробирке нагревают 2-3 кристаллика иода. При этом пробирка наполняется фиолетовыми парами иода, которые, охлаждаясь, оседают на ее холодных стенках в виде блестящих мелких кристалликов.

Б) На дно стакана кладут несколько кристалликов иода, затем покрывают его фарфоровой чашечкой с водой и ставят на асбестированную сетку. После осторожного нагревания снизу появляются фиолетовые пары, а на холодных стенках стакана и на дне чашки выкристаллизовывается иод.

Визуальные наблюдения _____________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Уравнение реакций ___________________________________________________

____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Главная > Документ

Министерство образования Пензенской области.

Муниципальное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа села Трескино.

_____________________________________________________________

Научно-практическая конференция «Старт в науку»

Определение оптимальной методики восстановления оксида меди водородом для проведения демонстрационного эксперимента

Научно-исследовательская работа.

Выполнила – Кулагина Юлия

ученица 9 класса МОУ СОШ с. Трескино

Колышлейского района

Научный руководитель-

учитель химии МОУ СОШ с. Трескино

Прокопенко Наталья Евгеньевна.

Химия- наука экспериментальная

Введение.

На уроках химии очень большая роль принадлежит опытам. Те опыты, которые показывают всему классу одновременно, называются демонстрационным экспериментом. Демонстрационный эксперимент играет очень важную роль в процессе усвоения химических знаний: помогает лучше понять материал, ведь говорят, что лучше один раз увидеть, чем много раз услышать. Есть опыты, которые характеризуют одно вещество или группу веществ, похожих по своим свойствам. Как правило, их демонстрация ограничена отдельно взятой темой, а есть универсальные, которые могут быть показаны в разных классах при изучении нескольких тем. Именно к таким опытам относится восстановление меди двухвалентной из ее оксида. Не смотря на то, что этот простой опыт общеизвестен, его можно показать по разному и использовать на уроках неорганической химии практически во всех классах: и для только что начинающих изучать химию восьмиклассников, и для учащихся девятых классов, постигающих премудрости химии элементов, и для одиннадцатых классов, учащиеся которых обобщают и систематизируют свои знания. Учитывая многофункциональность данного опыта, а также важность применения на уроке химии демонстрационного эксперимента нами была выбрана тема исследования: Определение оптимальных условий восстановления оксида меди водородом для проведения демонстрационного эксперимента; и поставлена Цель исследования : - провести восстановления оксида меди II несколькими, предлагаемыми в литературе, способами. -установить оптимальные условия проведения вышеупомянутого демонстрационного эксперимента. Объекты исследования: Демонстрационный эксперимент восстановления меди II из оксида водородом Предмет исследования : установки для восстановления меди II из оксида водородом Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи: 1. узнать: - требования к проведению демонстрационного эксперимента на уроке химии; - возможности демонстрации восстановления меди из оксида на уроках химии; - способы проведения вышеуказанного демонстрационного опыта: особенности реактивов и установок 2. Провести восстановление меди из оксида на разных установках. 3. Проанализировав результаты, сделать вывод о соответствии способов восстановление меди из оксида на разных установках требованиям к демонстрационному эксперименту. В ходе проведения работы использовались следующие методы: - изучение литературы по исследуемой проблеме; - химический эксперимент; - наблюдение, анализ полученных данных. После предварительного изучения способов проведения восстановления меди из оксида была сформулирована рабочая гипотеза: Если при использовании определенной методики проведения восстановления меди из оксида соблюдается максимальное количество требований, предъявляемых к химическому эксперименту, то именно эту методику для проведения данного опыта можно считать оптимальной. Практическая значимость исследования: - установлены оптимальные условия для проведения восстановления меди из оксида меди II; - на основании материалов исследования сформулированы рекомендации для интересующихся химией учащихся и учителей по проведению данного опыта.

1. Демонстрационный химический эксперимент

1.1. Роль демонстрационного эксперимента на уроке химии.

Демонстрация опытов  это искусство,

требующее особых навыков и напряженного внимания.

Демонстрационный химический эксперимент является эффективнейшим средством наглядности в преподавании химии. Благодаря опытам, ученики получают возможность знакомиться с внешним видом веществ, с их изменениями, с условиями различных химических превращений, учатся наблюдать и делать выводы из наблюдений, знакомятся с основными приемами проведения химического эксперимента. Правильная техника выполнения демонстрационных опытов, манипуляции с химическим оборудованием и реактивами позволяет воспитать точность и аккуратность. Демонстрация химических опытов на уроке дает эмоциональную разгрузку, поднимает интерес к рассказу учителя, позволяет сделать смысловую паузу и тем самым способствует лучшему усвоению учебного материала. Итак, ценность демонстрационного эксперимента заключается в его образовательных и воспитательных возможностях.

1.2. Требования к проведению демонстрационного химического эксперимента.

Первое и основное требование ко всякому химическому опыту – это его безопасность . Условия, обеспечивающие безопасное проведение демонстрационного эксперимента определены в инструкции по проведению данного вида эксперимента и частными инструкциями по работе с определенной группой веществ. Для обеспечения безопасности при проведении опытов требуется овладеть глубокими знаниями определенных свойств веществ и неукоснительно соблюдать правила техники безопасности. Некоторые вещества, как правило, взрывчатые и сильно ядовитые применять для школьного демонстрационного эксперимента нельзя, некоторые следует использовать с большой осторожностью с применением вытяжного шкафа, защитных средств (перчатки и очки) или применять методику экологически чистого эксперимента. Следующее важное требование – научность . Опыт должен соответствовать уровню подготовленности учащихся и быть доступным для их понимания. Эксперимент должен соответствовать изучаемой теме, иллюстрировать и раскрывать рассказ учителя или ставить перед учащимися проблемную задачу. Очень важно усвоить хороший стиль экспериментальной работы . Все технические детали приборов должны быть изготовлены правильно и подогнаны безукоризненно. Отрицательное впечатление производят плохо подобранные пробки, трубки с неоплавленными или необрезанными концами, грубо вырезанные фильтры, неряшливо собранные приборы, грязная или разнокалиберная лабораторная посуда. Химические реактивы надо использовать нужной марки и квалификации по чистоте, растворы  надлежащей концентрации. На емкостях с растворами и сухими реактивами должны быть этикетки, написанные аккуратно и химически грамотно. Размеры оборудования и количества реактивов должны обеспечивать наглядность опыта: все, что происходит на демонстрационном столе, ученики в классе должны хорошо видеть. Поскольку время урока ограничено, любому демонстрационному опыту отводится краткий промежуток времени , и поэтому он всегда должен быть тщательно подготовлен и проверен. Для демонстрации не подходят опыты, для проведения которых требуется очень много времени. Такие опыты желательно закладывать заранее или демонстрировать их основные этапы с помощью технических средств. И, наконец, опыт не должен требовать слишком много времени и сил на его подготовку. Итак, основными требованиями к проведению демонстрационного эксперимента являются: безопасность проведения, научность, эстетичность, наглядность, быстрота протекания реакции, простота в исполнении. 2. Восстановление оксида меди II водородом.

2.1. Возможности демонстрации восстановления оксида меди II водородом в школьном курсе химии.

Мы пришли к выводу, что данная реакция может быть продемонстрирована при изучении следующих разделов и тем в восьмом классе: «Превращения веществ», «Оксиды и летучие водородные соединения», «Признаки химических реакций», «Реакции замещения», «Генетическая связь между классами неорганических соединений», «Окислительно-восстановительные реакции»; в девятом классе: «Металлы в природе. Общие способы их получения», «Водород и его свойства»; в одиннадцатом классе: «Классификация химических реакций», «Металлургия», «Медь и ее соединения». Как видно из приведенного перечня, реакция восстановления оксида меди II достаточно «востребованная» и по усмотрению учителя может быть использована в разных классах при изучении разных тем.

2.2. Химические основы восстановления оксида меди II

В соединениях с кислородом медь может проявлять степень окисления +1 и +2. Оксид меди двухвалентной представляет- чёрные кристаллы, не растворимые в воде - CuO; В природе - минерал тенорит. Малотоксичен (относится к VIII к восьмой группе хранения реактивов). В лаборатории может быть получен при разложении малахита. При нагревании до 1100°С разлагается на Сu 2 О (Оксид меди (I)) и О 2 . Активные металлы, водород, углерод, угарный газ, аммиак восстанавливают оксид меди (II) до металлической меди. Восстановление меди из оксида водородом идет в соответствии с химической реакцией: CuO + H 2 = Cu + H 2 O+Q , Данная реакция замещения является окислительно-восстановительной, слабо экзотермической, необратимой, некаталитической, гетерогенной, то есть протекает на границе раздела твердой фазы (CuO) и газообразной фазы (Н 2). Термодинамически реакция восстановления оксида меди водородом возможна и при комнатной температуре 25 гр. С (298 К), но ее скорость будет столь мала, что заметных изменений не будет видно. Реально, реакция будет наблюдаться при температуре выше 100 гр. С. Таким образом, для увеличения скорости данной реакции требуется два условия: нагревание приведенных в соприкосновение реагентов и увеличение площади соприкосновения реагирующих веществ, что достигается увеличением степени дисперсности CuO. Водород получают обычным способом: взаимодействием цинка с соляной кислотой:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

2.3.Способы постановки опыта по восстановлению оксида меди II водородом

Для проведения данной реакции в учебнике О.С. Габриэляна Химия 9 класс стр 100 рис 45. рекомендована такая установка для проведения данного опыта: В пробирку помещают порошок оксида меди, собирают прибор для получения водорода, проверяют газ на чистоту и нагревают оксид меди в токе водорода. В книге Штемплера Г.И., Мустафина А.И. «Учебный химический эксперимент» рекомендовано применение следующей установки для восстановления оксида меди:
По рекомендациям автора следует собрать установку в соответствии с предложенной схемой. До начала проведения опыта все части прибора заполнить водородом, для чего открыть зажим у аппарата Киппа. Вместо аппарата Киппа можно использовать прибор для получения газов (ППГ-4) или другой способ получения достаточного выхода водорода. Вытеснить воздух и проверить водород на чистоту. Для этого соберать водород в пробирку и поджечь. Слабый хлопок говорит о чистоте водорода. Проводить опыт без предварительной проверки водорода на чистоту нельзя. Отметив отсутствие взаимодействия водорода с оксидом меди при обычных условиях, не прекращая тока водорода, осторожно нагреть трубку с оксидом меди в течение 20-30 секунд. Наблюдать изменение цвета реагирующих веществ в соответствии с уравнением реакции

CuO + H 2 = Cu + H 2 O

После превращения всей порции исходного оксида в красный порошок меди (определяется визуально) прекратить нагревание и охладить продукт в токе водорода. Только когда его температура приблизится к комнатной, кран аппарата Кипа можно закрыть. Особенно заинтересовала нас модификация опыта, предложенная Б.Н.Пасечником в журнале Химия в школе. 2001. № 2. Автор предлагает усовершенствованный опыт «Образование медного зеркала при восстановлении оксида меди водородом», описанного П.Н.Жуковым еще в 1971 г. По заявлению автора опыт адаптирован к современным условиям. Суть предложенной методики проведения восстановления оксида меди водородом такова: Следует взять чисто вымытую пробирку, выдохнуть в нее воздух так, чтобы ее стенки запотели. Поместить в нее черный порошок оксида меди, полученный разложением малахита, осторожно вращая пробирку, распределить оксид меди по ее стенкам тонким слоем, поместить в пробирку газоотводную трубку прибора для получения газов, в котором выделяется водород и осторожно нагреть ее в пламени спиртовки. На стенках пробирки должен образоваться красивый металлический налет из восстановленной меди – медное зеркало.

2.4 Определение оптимальной методики проведения восстановления оксида меди II водородом для проведения демонстрационного эксперимента.

Предположив что модификация опыта предложенная Б.Н. Пасечником « Медное зеркало» будет привлекательнее остальных с эстетической точки зрения, мы начали практическую часть работы именно с нее. При выполнении данной методики возникли следующие сложности: - от дыхания запотевало горлышко и прилегающая к нему часть пробирки, но никак не ее дно, которое прогревать намного удобнее и безопаснее, да и зеркальный налет хорошо выглядит именно на дне; - равномерно распределенный по увлажненной части пробирки оксид меди упрямо ссыпался вниз при нагревании; - медь выделялась исключительно в виде красных кристалликов, которые упорно не хотели образовывать зеркальную поверхность - полученное, наконец, после долгих трудов зеркало было не столь красивым как обещали. Рекомендованная в учебнике установка не подвела: верхний слой лежащего у донышка пробирки оксида исправно восстановился, стенки пробирки запотели от выделившейся воды, однако процесс восстановления только верхнего слоя оксида занял 9 минут, что для урока в 40 минут является непозволительной роскошью. Установка, предложенная в книге Штемплера Г.И., Мустафина А.И. «Учебный химический эксперимент» оказалась не очень проста в сборке, но безопасна, поскольку непрореагировавший водород достаточно удален от огня спиртовки, оксид меди, рассыпанный по хлоркальциевой трубке тонким слоем прореагировал с водородом в течении 3 минут, что вполне допустимо для демонстрационного опыта. Остуженная в токе водорода медь ярко выделялась на нижней стенки хлоркальциевой трубки, пары воды конденсировались в ее узкой части и капельки влаги сползали вниз, в сторону склянки с водой, где активно пробулькивал сквозь толщу воды водород, что, в совокупности, обеспечивало достаточную наглядность опыта. Таким образом, оптимальной для проведения данного опыта оказалась методика, предложенная в книге Штемплера Г.И., Мустафина А.И. «Учебный химический эксперимент», но по прежнему остается заманчивой идея отработать методику получения идеально красивого медного зеркала.

Заключение.

Поведенное исследование показало, что восстановление меди из оксида может быть использовано в качестве демонстрационного опыта при изучении многих разделов и тем химии. Данный опыт соответствует максимальному количеству требований к демонстрационному эксперименту на установке, предложенной в книге Штемплера Г.И., Мустафина А.И. «Учебный химический эксперимент». Именно эта модификация опыта может быть рекомендована для практического осуществления.

Список литературы.

1. Габриэлян О. С.Химия 9 класс-учебник для общеобразовательных учреждений 16 издание- Москва Дрофа 2009г. стр100 2. Пасечник Б.Н. «Взаимодействие водорода с оксидом меди (II) с образованием медного зеркала» - Химия в школе. 2001. № 2. С.72-73. 3. Штемплера Г.И., Мустафина А.И. «Учебный химический эксперимент». Кафедра химии и методики обучения химического факультета Саратовского госуниверситета-2006 г. 4. Техника безопасности в кабинете химии 5. Обязательный минимум содержания

Вам понадобится

- химическая посуда;
- оксид меди (II);
- цинк;
- соляная кислота;
- спиртовка;
- муфельная печь.

Инструкция

Медь из оксида вы сможете восстановить водородом. Сначала повторите технику безопасности при работе с нагревательными приборами, а так же с кислотами и горючими газами. Напишите уравнения реакций: - взаимодействие и соляной кислоты Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2;- восстановление меди водородом CuO + H2 = Cu + H2O.

Прежде чем проводить опыт, подготовьте для него оборудование, так как обе реакции должны идти параллельно. Возьмите два штатива. В одном из них закрепите чистую и сухую пробирку для оксида меди, а в другом - пробирку с газоотводной трубкой, куда положите несколько кусочков цинка. Зажгите спиртовку.

Насыпьте черный порошок меди в приготовленную посуду. Сразу же залейте цинк . Газоотводную трубку направьте на оксид. Помните, что идет только . Поэтому поднесите спиртовки ко дну пробирки с CuO. Все старайтесь делать достаточно быстро, так как цинк с кислотой взаимодействует бурно.

Еще медь можно восстановить . Составьте уравнение реакции:2CuO + C = 2Cu + CO2Возьмите порошок меди(II) и просушите его на огне в открытой фарфоровой чашке (порошок должен быть цвета). Затем насыпьте полученный реактив в фарфоровый тигель и добавьте мелкодисперсный древесный (кокс) из расчета 10 частей CuO к 1 части кокса. Все тщательно разотрите пестиком. Закройте неплотно крышкой, чтобы при реакции улетучивался образующийся углекислый газ, и поместите в муфельную печь с температурой около 1000 градусов по Цельсию.

После того как реакция закончится, тигель охладите, а содержимое залейте водой. После этого перемешайте полученную суспензию, и вы увидите, как частички угля отсоединяются от тяжелых красноватых шариков. Достаньте полученный металл. Позднее, при желании, можете попытаться сплавить в печи меди между собой.

Полезный совет

Прежде чем нагревать дно пробирки с оксидом меди, прогрейте ее целиком. Это поможет избежать трещин на стекле.

Источники:

как получить оксид меди
Восстановление меди водородом из оксида меди

Медь (Cuprum) является химическим элементом I-ой группы периодической системы Менделеева, имеющим атомный номер 29 и атомную массу 63,546. Чаще всего медь имеет валентность II и I, реже – III и IV. В системе Менделеева медь располагается в четвертом периоде, а также входит в группу IB. Сюда входят такие металлы благородного происхождения, как золото (Au) и серебро (Ag). А теперь мы распишем способы получения меди.

Инструкция

Промышленное получения меди – сложный и многоступенчатый. Добытый металл дробится, а затем очищается от пустой породы посредством использования флотационного метода обогащения. Далее полученный концентрат (20-45% меди) подвергается обжигу в печке с воздушным дутьем. После обжига должен образоваться огарок. Это твердое , которое содержится в примеси многих металлов. Расплавьте огарок в отражательной либо электрической печи. После такой плавки помимо шлака штейн, содержащий в себе 40-50% меди.

Штейн далее подвергается конвертированию. Это значит, что нагретый штейн продувается сжатым и обогащенным воздухом. Добавьте кварцевого флюса (песка SiO2). При конвертировании нежелательный сульфид FeS перейдет в шлак и выделится в форме сернистого газа SO2. Одновременно будет окисляться сульфид одновалентной меди Cu2S. На следующей ступени будет образовываться оксид Cu2O, который вступит в реакцию с сульфидом меди.

В результате всех описанных операций получится черновая медь. Содержание самой меди в ней составляет около 98,5-99,3% по массе. Черновая медь подвергается рафинированию. Этот на первой стадии в оплавлении меди и пропускании через полученный расплав кислорода. Содержащиеся в меди примеси более активных металлов незамедлительно вступают в реакцию с кислородом, переходя тут же в оксидные шлаки.

В заключительной части процесса получения меди она подвергается электрохимическому рафинированию серы. Черновая медь при этом является анодом, а очищенная – катодом. Благодаря такой очистке выпадают в осадок примеси менее активных металлов, которые присутствовали в черновой меди. Примеси более активных металлов вынуждены оставаться в электролите. Стоит отметить, что чистота катодной меди, прошедшей все стадии очистки, достигает 99,9% и даже более.

Медь – широко распространенный металл, который одним из первых был освоен человеком. С давних времен, ввиду своей относительной мягкости, медь использовалась главным образом в виде бронзы – сплава с оловом. Встречается она как в самородках, так и в виде соединений. Представляет собой пластичный металл золотисто-розоватого цвета, на воздухе быстро покрывается окисной пленкой, придающей меди желто-красный оттенок. Как определить, содержится ли медь в том или ином изделии?

Инструкция

Для того чтобы найти медь, можно провести довольно простую качественную реакцию. Для этого настрогайте кусочек металла на стружку. Если вы хотите проанализировать проволоку, ее необходимо нарезать небольшими кусочками.

Затем налейте в пробирку немного концентрированной азотной . Осторожно опустите туда же стружку или куски проволоки. Реакция начинается практически сразу, и требует она большой аккуратности и осторожности. Хорошо, если есть возможность провести эту операцию в вытяжном шкафу или, в крайнем случае, на свежем , поскольку ядовитые , очень вредные для . Их легко , поскольку они бурый цвет - получается так называемый «лисий хвост».

Образовавшийся раствор необходимо выпарить на горелке. Это также очень желательно делать в вытяжном шкафу. В этот момент удаляются не только безопасный водяной пар, но и пары кислоты, и оставшиеся окислы азота. Полностью выпаривать раствор не нужно.

Видео по теме

Обратите внимание

Необходимо помнить, что азотная кислота, а особенно концентрированная – очень едкое вещество, работать с ней надо предельно аккуратно! Лучше всего – в резиновых перчатках и защитных очках.

Полезный совет

Медь обладает высокой тепло- и электропроводностью, низким удельным сопротивлением, уступая в этом отношении только лишь серебру. Благодаря чему этот металл находит широкое применение в электротехнике для изготовления силовых кабелей, проводов, печатных плат. Сплавы на основе меди применяются также в машиностроении, судостроении, военном деле, ювелирной промышленности.

Источники:

где можно найти медь в 2019

Сегодня металлы используются повсеместно. Их роль в промышленном производстве трудно переоценить. Большинство металлов на Земле находятся в связном состоянии - в виде оксидов, гидроксидов, солей. Поэтому промышленное и лабораторное получение чистых металлов, как правило, основано на тех или иных реакциях восстановления.

Вам понадобится

- соли, оксиды металлов;
- лабораторное оборудование.

Инструкция

Восстановите цветные металлы путем проведения электролиза водных их с высоким показателем растворимости. Этот метод применяется в промышленных масштабах для получения некоторых . Также данный процесс можно осуществить в лабораторных условиях на специальном оборудовании. Например, можно восстановить в электролизере медь из раствора ее сульфата CuSO4 (медного купороса).

Восстановите металл путем электролиза расплава его соли. Подобным образом можно получать даже щелочные металлы , например, натрий. Этот способ также используется в промышленности. Для восстановления металла из расплава соли необходимо специальное оборудование ( имеет высокую температуру, а образующиеся в процессе электролиза газы необходимо эффективно отводить).

Осуществите восстановление металлов из солей их и слабых органических путем прокаливания. Например, в лабораторных условиях можно произвести железа из его оксалата (FeC2O4 - железо щавелевокислое) путем сильного прогревания в колбе из кварцевого стекла.

Получите металл из его оксида или смеси оксидов путем восстановления углеродом или . При этом оксид углерода может образовываться непосредственно в зоне реакции вследствие неполного окисления углерода кислородом воздуха. Подобный процесс протекает в доменных печах при выплавке железа из руды.

Восстановите металл из его оксида более сильным металлом. Например, можно произвести реакцию восстановления железа алюминием. Для ее осуществления готовится смесь порошка оксида железа и алюминиевой пудры, после чего она поджигается с помощью магниевой ленты. Данная проходит с выделением очень большого количества тепла (из оксида железа и алюминиевого порошка производятся термитные шашки).

Видео по теме

Обратите внимание

Производите реакции восстановления металлов только в лабораторных условиях, на специальном оборудовании и с соблюдением всех правил техники безопасности.

Перенесенные воспалительные заболевания легких, вредное производство, аллергены, отказ от курения и другие факторы требуют активного оздоровления. Смолы, шлаки и токсины годами накапливаются в органах дыхания. Они становятся источником воспалительных процессов. Для восстановления легких необходимо комплексное воздействие на них. На помощь придут дыхательные упражнения, физическая активность на свежем воздухе и, конечно же, фитотерапия.

Вам понадобится

- корень алтея;
- живица, сахарный песок;
- сосновые почки;
- корень солодки, лист шалфея, листья мать-и-мачехи, плоды аниса;
- эфирные масла эвкалипта, пихты, сосны, майорана;
- чабрец.

Инструкция

Какие существуют оксиды меди

Кроме вышеупомянутого основного оксида меди CuO, бывают оксиды одновалентной меди Сu2O и оксид трехвалентой меди Сu2O3. Первый из них может быть получен при нагревании меди при сравнительно невысокой температуре, порядка 200 оС. Однако такая реакция протекает только при недостатке кислорода, что в опять-таки невозможно. Второй оксид образуется при взаимодействии гидроксида меди с сильным окислителем в щелочной среде, к тому же при низких температурах.

Таким образом, можно сделать вывод, что условиях оксидов меди можно не опасаться. В лабораториях и на производстве при работе и ее соединениями необходимо строго соблюдать правила техники безопасности.

Чистую сухую пробирку с небольшим количеством оксида меди СиО надевают на наклонную газоотводную трубку прибора для получения водорода. Наклон должен быть такой, чтобы порошок оксида меди не съезжал вниз по стенкам пробирки. К цинку, насыпанному в резервуар прибора, приливают раствор кислоты (стр. 59), испытывают чистоту водорода и надевают на газоотводную трубку пробирку с заранее насыпанным порошком оксида меди. Осторожно прогрев пламенем спиртовки пробирку (не приближать пламя к отверстию: водород вспыхнет и погасить его в этом случае будет трудно), нагревают оксид меди СиО на некотором расстоянии от дна пробирки. Как только начнется легкое раскаливание, спиртовку отставляют - экзотермическая реакция сама доходит до конца. На стенках пробирки конденсируются капельки воды. По окончании реакции вновь прогревают пробирку (не прекращая ток водорода), чтобы удалить со стенок воду (предосторожность, см. выше), и оставляют полученную медь для охлаждения в токе водорода, иначе в пробирку войдет воздух и не успевший остыть металл окислится. Порошок металлической меди высыпают на наковальню и расковывают молотком до получения небольших тонких пластинок. Можно растереть часть порошка в чистой фарфоровой ступке. На ее стенках образуется тонкий слой меди характерного цвета. Удалить его со стенок легко, смочив их азотной кислотой.

Опыт может быть выполнен в любом приборе, предназначенном для лабораторных работ учащихся с водородом и медью. Для этого нужно только заменить пробку с обычной газоотводной трубкой на пробку с наклонной трубкой. Если часть газоотводной трубки резиновая, к ней вместо короткого стеклянного наконечника присоединяют длинную (около 20 см ) стеклянную трубку, надевают на последнюю просверленную пробку и закрепляют в слегка наклонном положении в зажиме штатива. Так обычно оформляют демонстрационный опыт, для которого нужен более мощный источник водорода (аппарат Киппа или другой прибор автоматического действия). При использовании приборов автоматического действия и даже при наличии резиновой газоотводной трубки у прибора с воронкой сравнительно легко погасить пламя водорода, неожиданно вспыхнувшее у отверстия пробирки при прогревании, кратковременно закрыв кран или зажав резиновую трубку. Иногда для демонстрационного опыта вместо пробирки берут шариковую трубку, но особой необходимости в этом нет.

б) Если желательно собрать образующуюся при реакции воду, опыт проводят в приборе, изображенном на рисунке 81. Реакционную изогнутую и оттянутую трубку, длина которой около 18 см , наружный диаметр 1,5 см , можно изготовить из соответствующей стеклянной трубки на хорошей горелке (т. I, стр. 224) или заказать (лучше из тугоплавкого стекла). В трубку помещают зер неный или «проволочный» оксид меди СиО столбиком до 5 см между двумя рыхлыми пробками из прокаленной асбестовой ваты. Водород из аппарата Киппа сушат, пропуская его через серную кислоту. Образующаяся вода конденсируется в колбочке, опущенной в стакан с холодной водой. Она имеет изогнутую газоотводную трубку для отвода избытка водорода. У конца этой трубки испытывают чистоту выходящего водорода перед началом нагревания.

За неимением изогнутой реакционной трубки можно воспользоваться шариковой или прямой (диаметром 1,5 см ) трубкой с изогнутой под прямым углом газоотводной трубкой, а вместо колбочки применить охлаждаемую водой пробирку.

Восстановление водородом оксида меди (II)

Сухую пробирку с небольшим количеством оксида меди (II) укрепите в лапке штатива в слегка наклонном положении так, чтобы дно ее было немного приподнято (зачем?).

Соберите прибор для получения водорода (рис. 5), состоящий из банки с разбавленным раствором серной кислоты, пробирки с отверстием в дне, вставленной в пробку, закрывающую банку (нижняя часть пробирки наполнена кусочками цинка), газоотводной трубки (с зажимом), служащей для отвода газа из пробирки.

Опустите пробирку с цинком в серную кислоту и, сняв зажим, убедитесь в чистоте выделяющегося водорода. После этого пропустите водород в пробирку с оксидом меди (II) сначала при комнатной температуре, а затем при нагревании. Наблюдайте изменения, происходящие с оксидом меди (II), и выделение капель на стенках пробирки. Когда весь оксид меди (II) прореагирует, прекратите нагревание и дайте содержимому пробирки охладиться в токе водорода. Объясните наблюдаемые явления и напишите уравнение реакции.

1. Зачем требуется охлаждать реакционную пробирку до комнатной температуры перед отключением тока водорода?

2. Как установить окончание восстановления оксида металла?

3. Оксиды каких металлов могут быть восстановлены водородом (при 200-500°С)?

Рис. 5. Восстановление оксида меди (II) водородом

Восстановление перманганата калия атомарным водородом (в момент выделения)

В разбавленный раствор серной кислоты добавьте несколько капель раствора перманганата калия и разлейте смесь в две пробирки. В одну из них бросьте кусочек цинка, в другую пропустите водород из аппарата Киппа. Сравните скорость изменения цвета раствора в пробирках. Объясните разницу в скорости изменения цвета. Напишите уравнение реакций.

ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА

Отчет должен быть оформлен в соответствии с общими требованиями к текстовым документам (СТО 1.701-2010).

По каждому опыту необходимо описать наблюдаемые явления и сделать теоретическое объяснение в выводе.

Уравнения реакций должны быть составлены в молекулярном и ионном виде (коэффициенты в уравнениях ОВР расставляйте с помощью метода ионно-электронного баланса).

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Почему температура пламени гремучего газа выше, чем температура пламени водорода, горящего на воздухе?

2. Приведите примеры, показывающие отличие химической активности молекулярного и атомарного водорода.

3. Сколько граммов воды получится при взрыве 6 л гремучего газа (при н.у.)?

4. Какой газ и в каком количестве (сколько граммов) не полностью войдет в реакцию при взрыве смеси, состоящей из 0,36 г водорода и 3,26 г кислорода?

5. Может ли существовать ион Н + ?

6. Гидрид кальция используют в лабораторной практике для восстановления металлов из оксидов. Напишите уравнение реакции восстановления высшего оксида ниобия.

7. Сколько литров водорода выделится при разложении водой 5,5 г гидрида кальция при температуре 17°С и 101,3 кПа?

8. Сколько гидрида кальция должно прореагировать с водой, чтобы выделившимся водородом восстановить 20 г оксида меди (II)?

ЛИТЕРАТУРА

1. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия: Учеб.для вузов / Н. С. Ахметов. – 7-е изд.,стер. – М.: Высшая школа, 2008. – 742 с.

2. Ахметов, Н.С. Лабораторные и семинарские занятия по общей и неорганической химии: Учеб.пособие для студентов ун-тов,хим.-технол.и пед.вузов / Н. С. Ахметов, М. К. Азизова, Л. И. Бадыгин. – 5-е изд.,испр. – М.: Высшая школа, 2003 (2002). – 366 с.

3. Гельфман, М.И. Неорганическая химия: Учеб.для вузов / М. И. Гельфман, В. П. Юстратов. – 2-е изд.,стер. – СПб.: Лань, 2009. – 527 с.

4. Практикум по неорганической химии: Учебное пособие для студ. высш. уч. заведений / В.А. Алешин, К.М. Дунаев, А.И. Жиров и др; под ред. Ю.Д. Третьякова. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 384 с.

5. Неорганическая химия: В 3 т. / Под ред. Ю.Д. Третьякова. Т. 2: Химия непереходных элементов: Учебник для студ. высш. учеб. Заведений / А.А. Дроздов, В.П. Зломанов, Г.Н. Мазо, Ф.М. Спиридонов. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 388 с.