___________________________
Дата_____________
Лабораторная работа № 3
“ Реакции с изменением степени окисления элементов”.
Опыт 1. Восстановительные свойства соединений олова (II).
Внести в пробирку по 2 - 3 капли растворов хлорида железа (III) и гексацианоферрата (III) калия K3[Fe(СN)6]. Отметить окраску раствора и добавить к нему несколько капель раствора хлорида олова (II). Окрашивание раствора в интенсивно синий цвет обусловлено появлением ионов Fе2+, образующих с K3[Fe(CN)6] синий осадок. Хлорид олова (II) при этом переходит в хлорид олова (IV).
ЗАДАНИЕ:
1. Написать уравнение реакции взаимодействия SnCl2 с FeCl3.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
2. Окислителем или восстановителем является ион Sn2+ в этой
реакции?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опыт 2. Изменение окислительно-восстановительных свойств атомов элементов с изменением степени их окисления.
а) Провести исследование на примере соединений серы.
В три пробирки внести по 3 капли раствора перманганата калия и 2 н раствора уксусной кислоты (для создания в растворе кислой среды). В одну пробирку прибавить 3 капли свежеприготовленной сероводородной воды, во вторую - несколько кристалликов сульфита натрия, в третью - 3 капли концентрированной серной кислоты (плотностью 1,84 г/см3).
ЗАДАНИЕ:
1. Написать все уравнения реакций, учитывая, что перманганат
калия переходит в кислой среде в соль марганца (II).
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
2. Окислительные или восстановительные свойства проявляли
соединения серы в проведенных реакциях?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Почему не обесцветился перманганат калия в одной из пробирок?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
б) Исследовать, взаимодействуют ли H2S и H2SO4 с иодидом калия.
Для этого взять в две пробирки по 3 капли иодида калия. В одну пробирку прибавить 2 - 3 капли концентрированной серной кислоты, в другую - столько же сероводородной воды.
Чтобы доказать, что пожелтение раствора вызвано появлением йода, прибавить к нему 2 - 3 капли свежеприготовленного раствора крахмала и наблюдать посинение последнего.
ЗАДАНИЕ:
1. Написать все уравнения реакций.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
2. Почему не выделяется йод в одной из пробирок?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Сделать общий вывод об изменении окислительно-восстановительных свойств серы с изменением ее степени окисления.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опыт 3. Реакции диспропорционирования на примере сульфита натрия и брома.
а) Реакция диспропорционирования сульфита натрия
В две пробирки поместить по 2 - 3 кристаллика сульфита натрия. Одну пробирку оставить в качестве контрольной. Вторую нагревать в течении 5 - 6 минут. Дать пробирки остыть. В обе пробирки внести по 5 - 6 капель дистиллированной воды, размешать стеклянными палочками до растворения солей, находящихся в пробирках. Добавить в каждую пробирку по 2 - 3 капли раствора сульфата меди (II). Отметить окраску осадков в обеих пробирках.
ЗАДАНИЕ:
1. Как объяснить различные окраски?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2. Черный осадок, полученный во второй пробирки, представляет собой сульфид меди. Какой продукт прокаливания сульфита натрия с сульфатом меди дал этот осадок?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Написать уравнение реакции разложения сульфита натрия,
учитывая, что вторым продуктом прокаливания является
сульфат натрия.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
4. Как изменялась степень окисления серы в данной реакции?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
5. Для каких степеней окисления серы возможны реакции диспропорционирования?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
б) Реакция диспропорционирования брома
Внести в пробирку 5 - 7 капель бромной воды и добавить к ней по каплям 2 н раствор щелочи до обесцвечивания раствора.
ЗАДАНИЕ:
1. Написать уравнение реакции взаимодействия брома со щелочью,
учитывая, что при этом получаются соли бромоводородной и
бромноватистой HВrO кислот.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
2. Указать как изменяется степень окисления брома.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Какие реакции называются реакциями диспропорционирования?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опыт 4. Внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция на примере разложения нитрата меди.
Поместить в пробирку несколько кристалликов нитрата меди Cu(NO3)2 • 3H2O, осторожно нагреть маленьким пламенем спиртовки.
Наблюдать изменение цвета взятий соли и выделение газов.
ЗАДАНИЕ:
1. Написать уравнение реакции разложения нитрата меди, учитывая,
что продуктами реакции являются оксид меди, оксид азота (IV) и кислород.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
2. Указать окислитель и восстановитель в молекуле нитрата меди.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Составить схему перехода электронов.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опыт 5. Влияние рН среды на протекание окислительно-восстановительных процессов на примере KМnO4.
В три пробирки внести по 3 - 4 капли раствора перманганата калия. В одну пробирку добавить 2 - 3 капли 2 н раствора серной кислоты, во вторую - столько же воды, в третью - такое же количество раствора щелочи. Во все три пробирки внести по два микрошпателя кристаллического нитрита калия и перемешать растворы до полного растворения кристаллов. Через 3 - 4 мин отметить изменение окраски раствора во всех трех случаях.
Соединения марганца в различных степенях его окисления имеют характерные окраски: ион MnO4- имеет фиолетовую окраску, ион MnO42- - зеленую, ион Mn2+ - слабо-розовую, а при малой концентрации практически бесцветен. Оксид марганца (IV) и его гидроксид являются труднорастворимыми веществами бурого цвета. В кислой среде могут выделяться газообразные оксиды азота, которые являются продуктами побочно протекающей реакции взаимодействия нитрита калия с серной кислотой.
ЗАДАНИЕ:
1. Написать уравнения реакций восстановления перманганата калия
нитритом калия в кислой, нейтральной и щелочной средах.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
2. До какой степени окисления восстанавливается перманганат калия в растворах, имеющих рН < 7, рН = 7, рН > 7?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Сколько окислительных эквивалентов содержится в 1 моль KMnO4 в каждом из этих случаев?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опыт 6. Окислительные и восстановительные свойства пероксидов.
а) Диспропорционирование пероксида водорода
В пробирку с несколькими каплями пероксида водорода прибавить 2 н раствор серной кислоты. Какой газ выделяется?
ЗАДАНИЕ:
1. Составить схему реакции диспропорционирования пероксида водорода с образованием кислорода и вода.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2. Подобрать коэффициенты методом полуреакций:
a) Для реакции восстановления пероксида водорода (H2O2 - окислитель):
Н2O2 + 2H+ + 2ẽ = 2Н2O
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
b) Для рeакции окисления пероксида водорода (H2O2 - восстановитель):
Н2O2 - 2ẽ = O2 + 2Н+
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
б) Взаимодействие пероксида водорода с иодидом калия
К раствору иодида калия, подкисленному серной кислотой, прибавить 1 - 2 капли раствора пероксида водорода. Для какого вещества характерна появившаяся окраска раствора?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ЗАДАНИЕ:
1. Написать уравнение реакции.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
2. Окислителем или восстановителем являлся в ней пероксид
водорода?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
в) Взаимодействие пероксида бария с перманганатом калия
В пробирку с несколькими каплями перманганата калия внести 1-2 микрошпателя пероксида бария ВаС2. Как изменился цвет раствора? Какой выделяется газ?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ЗАДАНИЕ:
1. Написать уравнение реакции, учитывая, что выделяющиеся коричневые хлопья представляют собой оксид марганца (IV).
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
2. Окислительные или восстановительные свойства проявляет в
данной реакции пероксид бария?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Написать графические формулы оксида марганца (IV) и пероксида бария.
| Формулы |
Опыт 7. Органические вещества в окислительно-восстановительных реакциях.
а) Восстановление дихромата калия спиртом
В пробирку с раствором дихромата калия K2Cr2O7 (5 - 6 капель) внести 2 - 3 капли концентрированней серной кислоты плотностью 1,84 г/см3 и 4 - 5 капель этилового спирта С2Н5ОН. Отметить изменение цвета раствора и появление специфического "яблочного" запаха, присущего уксусному альдегиду (ацетальдегид) СН3СНO.
ЗАДАНИЕ:
1. Написать уравнение реакции, учитывая, что хром (IV) перешел в хром (III).
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
б) Восстановление аммиачного раствора нитрата серебра формальдегидом
Внести в пробирку 4 - 5 капель раствора нитрата серебра и прибавить 3 - 5 капель 2 н раствора аммиака, встряхивая пробирку после прибавления каждой капли до растворения выпавшего осадка Ag2O (избытка NH3 избегать!). К полученному прозрачному раствору прибавить 10%-ного раствора формальдегида (альдегид муравьиной кислоты НСНО) в объеме, равном суммарному объему нитрата серебра и раствора аммиака, находящихся в пробирке. Перемешать раствор и поставить пробирку на водяную баню. Через 2 - 3 мин вынуть пробирку из водяной бани, вылить из нее раствор и ополоснуть водой из промывалки. Отметить на внутренних стенках пробирки, соприкасающихся с раствором, образование серебряного зеркала.
ЗАДАНИЕ:
1. Написать уравнение реакции, считая, что формальдегид, взаимодействуя с оксидом серебра, окисляется с образованием муравьиной кислоты НСООН.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
в) Восстановление KMnO4 щавелевой кислотой
Внести в пробирку по 5 - 6 капель раствора щавелевой кислоты Н2C2O4 и 2 н раствора хлороводородной кислоты. Подогреть раствор до 70 - 80ºС, с помощью спиртовки и прибавить несколько капель раствора перманганата калия, встряхивая раствор после добавления каждой капли. Наблюдать обесцвечивание перманганата калия, обусловленное восстановлением его до марганца (II), а также выделение оксида углерода (IV), до которого окисляется щавелевая кислота.
ЗАДАНИЕ:
1. Написать уравнение реакции.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
2. Сколько электронов отдает молекула щавелевой кислоты?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------