“Химические свойства р-элементов VII группы и их соединений. Галогены.”
Опыт 1. Получение галогенов окислением галогенидов.
а) Получение хлора — демонстрационный опыт.
В две пробирки раздельно внести по 2 - 3 кристаллика КMnО4 и К2Сr2О7. В обе пробирки добавить по 2 - 3 капли концентрированной хлороводородной кислоты (плотность 1,19 г/см3). Вторую пробирку слегка подогреть. Наблюдать выделение хлора. Отметить окраску хлора.
ЗАДАНИЕ:
1. Написать уравнения протекающих реакций, учитывая, что дихромат калия переходит в хлорид хрома (III), а перманганат калия - в хлорид марганца (II).
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
2. Указать окислитель и восстановитель.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
б) Получение брома и йода — демонстрационный опыт.
В две пробирки внести: в одну – 2 - 3 кристаллика бромида калия или натрия и 1 - 2 микрошпателя оксида марганца (IV), в другую - такое же количество смеси иодида калия с оксидом марганца (IV). Отметить выделение и цвет брома и йода в газообразном состоянии.
ЗАДАНИЕ:
1. Написать уравнения протекающих реакций, учитывая, что оксид марганца (IV) переходит в сульфат марганца (II).
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
!!! Внимание!!!
В связи с токсичностью галогенов в пробирки с остатками реагентов внести по 3 - 5 капель раствора тиосульфата натрия Nа2S2Оз и сразу же их вымыть.
Опыт 2. Растворимость брома и йода в органических растворителях.
В три пробирки раздельно внести по 2 - 3 капли бромной и йодной воды. Добавить в каждую пробирку по 5 - 6 капель органического растворителя (растворитель хлороформ, бензол, спирт). Растворы перемешать стеклянной палочкой. Отметить окраску отстоявшихся слоев в пробирках, (органический растворитель экстрагирует бром и йод из водного раствора). Какие галогены можно обнаружить этим опытом?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опыт 3. Окислительные свойства галогенов и их сравнительная активность.
а) Окислительные свойства галогенов.
В три пробирки внести по 3 - 5 капель хлорной, бромной и йодной воды. Добавить к хлорной воде несколько капель сероводородной воды до появления мути. К бромной и йодной воде добавить порошок магния. Перемешать растворы стеклянной палочкой и отметить их обесцвечивание.
ЗАДАНИЕ:
1. Написать уравнения всех протекающих реакций.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
2. Какие свойства во всех случаях проявляют галогены?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
б) Сравнение окислительных свойств галогенов.
В одну пробирку внести 3 - 5 капель раствора бромида натрия, и в две другие — по 3 - 5 капель раствора иодида калия. Во все три пробирки добавить по 2 - 3 капли органического растворителя - бензола. В пробирки с раствором бромида и иодида внести по 3 - 4 капли хлорной воды, в последнюю пробирку с раствором иодида - столько же бромной воды. Содержание пробирок перемешать стеклянной палочкой и по окраске полученного слоя органического растворителя установить, какой галоген выделяется в свободном виде в каждой из пробирок.
ЗАДАНИЕ:
1. Написать уравнения реакций в молекулярной и ионной форме. В каждом случае указать окислитель и восстановитель.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
2. Расположить галогены в ряд по убыванию их окислительной активности. Объяснить последовательность расположения.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Могут ли молекулярные галогены проявлять восстановительные свойства? Ответ обосновать.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
в) Окисление сульфата железа (II).
В две пробирки раздельно внести по 3 - 5 капель бромной и йодной воды. Добавить в каждую пробирку по 1 - 2 кристаллика сульфата железа (II) [соли Мора (NH4)2SO4 • FeSO4 • 6 Н2О].
ЗАДАНИЕ:
1. Объяснить что наблюдалось?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2. Написать уравнение протекающей реакции.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
3. Написав значения стандартных электродных потенциалов Сl2/2Сl-, Вr2/2Вr-, I2/2I-, Fe3+/ Fe2+ указать, в каком случае реакция окисления FeSO4 невозможна. Подтверждалось ли это опытом?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опыт 4. Получение бромоводорода и иодоводорода.
В две пробирки внести по 3 - 4 микрошпателя сухих солей - бромида и иодида калия или натрия. Добавить к ним по 5 - 10 капель насыщенного раствора ортофосфорной кислоты. Пробирки слегка подогреть. Смочить водой синюю лакмусовую бумажку и подержать ее у отверстия пробирок. Отметить образование белого дыма и покраснение лакмусовой бумажки у отверстия пробирок. На что это указывает?
ЗАДАНИЕ:
1. Написать уравнения протекающих реакций, сопровождающихся образованием бромоводорода и йодоводорода.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
2. Окисляет ли фосфорная кислота выделяющийся бромоводород и иодоводород?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опыт 5. Сравнение восстановительных свойств галогенидов.
а) Восстановление серной кислоты галогеноводородами.
В три пробирки раздельно внести по 2 - 3 микрошпателя хлорида, бромида и иодида калия или натрия и по 2 - 3 капли концентрированной серной кислоты (плотность 1,84 г/см3). Наблюдать в начале реакции выделение белого дыма в каждой пробирке. На образование каких веществ это указывает? Отметить последующее появление бурых паров брома и йода в соответствующих пробирках. По запаху (осторожно!) определить выделение диоксида серы во второй пробирке и сероводорода - в третьей.
ЗАДАНИЕ:
1. Описать наблюдаемые явления и написать уравнения каждой реакции в две фазы:
a) Реакции обмена, протекающих с образованием соответствующих галогеноводородов.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
b) Реакций восстановления избытка серной кислоты бромоводородом и иодоводородом.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
2. Протекала ли реакция восстановления серной кислоты хлороводородом?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Как изменяются восстановительные свойства в ряду HF, HCl, HBr, HJ? Чем это объясняется?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
б) Восстановление дихромата калия.
В три пробирки внести по 2 - 4 капли дихромата калия, подкисленного 2 н серной кислотой (1 - 2 капли). Добавить по 2 - 3 капли в первую пробирку раствора иодида калия, во вторую - столько же какого-либо бромида и в третью - хлорида натрия. Растворы перемешать чистой стеклянной палочкой. В каком случае восстановление дихромата не произошло?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ЗАДАНИЕ:
1. Написать уравнения протекающих реакций, учитывая, что дихромат калия, восстанавливаясь, переходит в сульфат хрома (III). Как изменялась при этом степень окисления соответствующих галогенов?
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
2. Что при этом наблюдалось?
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
в) Восстановление хлорида железа (III).
Проделать опыт, аналогичный опыту 5б, заменив раствор дихромата калия раствором хлорида железа (III).
ЗАДАНИЕ:
1. Объяснить наблюдение?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2. В каком случае произошло восстановление FeCl3 и соответственно окисление галогена?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3. Согласуются ли результаты опытов б и в с относительными значениями стандартных электродных потенциалов соответствующих окислительно-восстановительных систем? (опыт 3, в).
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
4. Как изменяется восстановительная способность отрицательных ионов галогенов? Расположить их в ряд по возрастающей восстановительной активности.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Опыт 6. Характерные реакции на ионы галогенов.
Образование осадков AgCl, AgBr и AgJ является характерной реакцией на ионы галогенов. Получить указанные вещества реакцией обмена. Необходимые растворы соответствующих солей брать в количестве 4 – 5 капель. К полученным осадкам добавить по 2 - 3 капли 2 н раствора азотной кислоты. Наблюдается ли их растворение?
ЗАДАНИЕ:
1. Написать в молекулярной и ионной форме уравнения протекающих реакций.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
2. Отметить цвета полученных осадков и результат действия на них азотной кислоты.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
Опыт 7. Сравнение окислительных свойств гипохлоритов, хлоратов и перхлоратов.
В две пробирки внести по 3 - 5 капель раствора иодида калия. Добавить по 2 - 3 капли растворов: в первую пробирку - хлората калия КClO3 (или 1 - 2 кристаллика сухой соли); во вторую - перхлората калия КClO4 - в пробирки добавить по 2 - 4 капли серной кислоты. В каком случае происходит реакция окисления KJ в кислой среде?
ЗАДАНИЕ:
1. Что наблюдалось в каждом случае?
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2. Написать уравнения всех протекающих реакций, учитывая, что ион J- окисляется в J0, а ионы СlO- и СlO3- восстанавливаются в ион Сl-.
| Уравнения реакций: | Наблюдения: |
3. Сделать вывод о сравнительной окислительной способности анионов в ряду СlO-, СlO3-, СlO4-.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------