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 (SO₃^2-)

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