Опыт 3. Окислительные свойства перманганата калия в различных средах
В три пробирки налить по 5-6 капель раствора KMnO4. Затем в первую пробирку прибавить 3-4 капли 2н раствора H2SO4, во вторую - ничего, а в третью - 3-4 капли 2н раствора NaOH. После этого в каждую пробирку прибавить сухую соль Na2SO3. Следить за изменением окраски растворов. Расставить коэффициенты в уравнениях реакций методом полуреакций, вычислить Э.Д.С. и сделать вывод об окислительных свойствах перманганата калия при различных значениях рН.
а) KMnO4 + H2SO4 + Na2SO3 ® MnSO4 + Na2SO4+ K2SO4 + Н2О
б) KMnO4 + H2O + Na2SO3 ® MnO2 + Na2SO4+ KOH
в) KMnO4 + KOH + Na2SO3 ® K2MnO4 + Na2SO4+ H2O
Опыт 4. Окисление катиона d-элемента (Mn2+) до высшей степени окисления
В пробирку к 1-2 каплям раствора Mn(NO3)2 (или MnSO4) прибавить 1 мл 2н раствора HNO3, а затем немного сухой соли висмутата натрия NaBiO3 и встряхнуть пробирку. Наблюдается появление розовой окраски иона MnO4-. Эта реакция используется для определения иона Mn2+ в растворе. Расставить коэффициенты в уравнении реакции методом полуреакций, вычислить Э.Д.С. и сделать вывод о возможности протекания реакции.
Mn(NO3)2 + HNO3 + NaBiO3 ® НMnO4 + Bi(NO3)3 + NaNO3 + H2O
Опыт 5. Восстановительные свойства катиона p-элемента (Sn2+)
Налить в пробирку 3-4 капли раствора SnCl2, прибавить по каплям 2н раствор NaOH до растворения образующегося осадка Sn(OH)2, а затем 2-3 капли раствора Bi(NO3)3. Наблюдается образование черного осадка металлического висмута. Расставить коэффициенты в уравнении реакции методом полуреакций, вычислить Э.Д.С. и сделать вывод о возможности протекания реакции.
SnCl2 + NaOH + Bi(NO3)3 ® Na2[Sn(OH)6] + Bi¯ + NaNO3 + NaCl
Опыт 6. Восстановительные свойства аниона p-элемента (SO32-)
Поместить в пробирку 1-2 капли раствора I2, прибавить 2-3 капли 2н раствора H2SO4 и 3-4 капли раствора Na2SO3и встряхнуть пробирку. Записать признаки реакции. Расставить коэффициенты в уравнении реакции методом полуреакций, вычислить Э.Д.С. и сделать вывод о возможности протекания реакции.
Какова роль серной кислоты в данной реакции?
Na2SO3 + I2 + Н2О ® Na2SO4 + HI
Вопросы для самоподготовки
1. Типы окислительно-восстановительных реакций.
2. Типичные окислители и типичные восстановители.
3. Методы составления окислительно-восстановительных реакций. Метод полуреакций или метод ионно-электронного баланса.
4. Факторы, влияющие на протекание окислительно-восстановительных реакций.
5. Стандартный окислительно-восстановительный потенциал. Изменение окислительно-восстановительного потенциала. Уравнение Нернста.
6. Направление окислительно-восстановительной реакции. ЭДС реакции.
Задачи и упражнения
1. Какие из приведенных ниже веществ проявляют: а) только окислительные, б) только восстановительные, в) окислительные и восстановительные свойства: H2SO3, Zn, KI, КМnO4, NaNO2, K2Cr2O7, FeSO4, HNO3, H2S, Cl2, H2O2, K2SO3, H2SO4?
2. Закончить уравнения реакций, в которых окислителем является азотная кислота:
| C + HNO3 (конц.) ® | Na + HNO3 (конц.) ® |
| P + HNO3 (конц.) ® K + HNO3 (очень разб.) ® | CuS + HNO3 (конц.) ® Zn + HNO3 (разб.) ® |
3. Закончить уравнения реакций, в которых окислителем является концентрированная серная кислота:
| HI + H2SO4 ® | Cu + H2SO4 ® |
| S + H2SO4 ® | Ca + H2SO4 ® |
4. Закончить уравнения реакций и на основании значений ЭДС определите возможность их протекания.
| Mn(OH)2 + Cl2 + KOH ® | MgSO4 + Hg ® |
| Zn + CuSO4 ® | FeSO4 + Br2 + H2SO4 ® |
| KCl + Fe2(SO4)3 ® | FeCl3 + H2S ® |
5. Закончить уравнения реакций с участием КМnO4. Расставить коэффициенты ионно-электронным методом. Указать окислитель и восстановитель. Вычислить ЭДС реакций, молярную массу эквивалента окислителя.
| КМnO4 + NaNO2+ H2SO4 ® | KMnO4 + HCl(конц.) ® |
| KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 ® | KMnO4 + H2O2 + H2SO4 ® |
| KMnO4 + KBr + H2SO4 ® | KMnO4 + NO2 + H2O ® |
| КМnO4 + NaNO2+ KOH ® | КМnO4 + Na2S+ H2SO4 ® S + |
6. Закончить уравнения реакций, расставить коэффициенты ионно-электронным методом. Указать окислитель и восстановитель. Вычислить ЭДС реакций, молярную массу эквивалента окислителя и восстановителя.
| KCrO2 + Br2 + KOH ® | FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 ® |
| Mg + HNO3(очень разб.) ® | KI + K2Cr2O7 + H2SO4 ® |
| H2O2 + HClO ® | NaI + MnO2 + H2SO4 ® |
| K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 ® S + | Na3[Cr(OH)6] + Br2 + NaOH ® |
| FeCl3 + KI ® | CrCl3 + H2O2 + NaOH ® |
| Na2SO3+K2Cr2O7+ H2SO4 ® | H2SO3 + Cl2 + Н2О ® |
| H2SO3 + H2S + Н2О ® | KI + KNO2 + H2SO4 ® |
7. Дополнить уравнения окислительно-восстановительных реакций и уравнять их методом полуреакций
| ….= СrCl3 + Cl2 + KCl +7H2O | ……..= CuSO4 + SO2 + H2O |
| …= MnSO4 + I2 + K2SO4 + 8H2O | KMnO4 + KI +…. = MnO2 + …. |
8. Опрелить массу кислоты, полученной в результате окисления 184 г толуола, 200 г 30 % раствора перманганата калия, если выход реакции составил 80 %.
9. Какой объем газа, выделившегося при разложении нитрата натрия, необходим для сжигания 89,6 л сероводорода при н.у.
10. Какой объем газа выделится при взаимодействии меди с 150 мл 0,25 М раствора азотной кислоты? Условия приведены к нормальным.
11. Определить массу бертолетовой соли, полученной в результате взаимодействия 11,2 л хлора (н.у.) с 200 мл 40 % раствора KOH (ρ = 1,3881 г/мл).
12. 40 г смеси меди и алюминия обработали концентрированной азотной кислотой. Полученный газ, пропустили через 100 г 30 % раствора гидроксида натрия (ρ = 1,3277 г/мл). Определить массовые доли металлов в исходной смеси.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 7