ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Цель работы:

Познакомиться с типами окислительно-восстановительных реакций. Изучить окислительно-восстановительные свойства некоторых веществ. Освоить методы уравнивания ОВР.

Оборудование и реактивы:

Растворы: йода J₂ (спиртовый), сульфита натрия Na₂SO₃ (0,5н), дихромата калия K₂Cr₂O₇ (0,5н), серной кислоты H₂SO₄ (2н), сульфата марганца(II) (0,5н), пероксида водорода H₂O₂ (3 %), перманганата калия KMnO₄ (0,5н), гидроксида калия KOH (2н). Дихромат аммония (NH₄)₂Cr₂O₇ (тв.). Перманганат калия KMnO₄ (тв.). Серная кислота H₂SO₄ (конц.). Вода.

Асбестированная сетка. Фарфоровая чашка. Пипетка. Стеклянная палочка. Спиртовка. Спички. Пробирки.

Опыт № 1. Восстановительные свойства сульфитов

В первую пробирку налить 1 мл водного раствора йода.

Во вторую налить 1 мл раствора дихромата калия и подкислить несколькими каплями разбавленной серной кислоты.

В каждую пробирку добавить по 1 мл раствора сульфита натрия. Отметить изменение окраски раствора в обеих пробирках.

þ Запись результатов опыта:

1. Расставить коэффициенты методом полуреакций:

а) Na₂SO₃ + J₂ + H₂O → Na₂SO₄ + HJ

б) Na₂SO₃ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O

2. Записать наблюдаемые явления.

3. Какая частица выполняет роль окислителя в каждом случае?

Опыт № 2. Окислительно-восстановительные свойства пероксида водорода и соединений марганца

В первую пробирку налить 1 мл раствора перманганата калия и подкислить его несколькими каплями разбавленной серной кислоты.

Во второй пробирке ионообменной реакцией получить нерастворимый гидроксид марганца(II).

В каждую пробирку добавить по 1 мл раствора пероксида водорода.

Отметить наблюдаемые изменения.

þ Запись результатов опыта:

1. Написать реакцию образования гидроксида марганца в ионной и молекулярной формах.

2. Расставить коэффициенты методом электронного баланса. Обозначить окислители и восстановители:

а) H₂O₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ → O₂ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

б) Mn(OH)₂ + H₂O₂ → MnO₂ + H₂O

3. Написать реакцию разложения пероксида водорода, катализатором для которой является образующийся диоксид марганца. При этом образуется два вещества, в которых кислород проявляет степени окисления -2 и 0.

4. Почему пероксид водорода способен проявлять и окислительные, и восстановительные свойства?

5. Какие свойства – окислительные или восстановительные – могут проявлять соединения марганца KMnO₄, MnO₂ и Mn(OH)₂? Ответ пояснить.

Опыт № 3. Влияние рН среды на окислительную способность перманганат-иона

В три пробирки налить по 1 мл раствора перманганата калия.

В первую добавить несколько капель разбавленной серной кислоты.

Вторую оставить без изменений.

В третью добавить несколько капель раствора гидроксида калия.

В каждую пробирку добавить по 1 мл раствора сульфита натрия. Отметить различные признаки реакции во всех пробирках.

þ Запись результатов опыта:

1. Расставить коэффициенты методом полуреакций:

а) Na₂SO₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

б) Na₂SO₃ + KMnO₄ + H₂O → Na₂SO₄ + MnO₂ + KOH

в) Na₂SO₃ + KMnO₄ + KOH → Na₂SO₄ + K₂MnO₄ + H₂O

2. Описать наблюдаемые явления в каждой пробирке.

3. В какой среде восстановление перманганат-иона протекает наиболее полно? Как рН среды влияет на окислительные способности окислителей?

Опыт № 4. Типы окислительно-восстановительных реакций

а) Взаимодействие перманганата калия с сульфатом марганца

В пробирку налить 1 мл раствора перманганата калия и добавить 1 мл раствора сульфата марганца.

Что наблюдается?

б) Взаимодействие йода с раствором щелочи

В пробирку налить 1 мл раствора йода. Прилить равный объем раствора гидроксида калия. Отметить изменение окраски.

в) Термическое разложение дихромата аммония («Вулкан»). ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ.

Проводить под тягой или в хорошо проветриваемом помещении!

На асбестированную сетку насыпать небольшую горку порошка дихромата аммония. Спичкой поджечь вершину горки до начала разложения соли. Что наблюдается?

Образовавшуюся рыхлую массу оксида хрома по окончании опыта собрать для дальнейшего использования.

þ Запись результатов опыта:

1. Расставить коэффициенты методом электронного баланса:

а) MnSO₄ + KMnO₄ + H₂O → MnO₂ + K₂SO₄ + H₂SO₄

б) J₂ + KOH → KJ + KJO + H₂O

в) (NH₄)₂Cr₂O₇ → N₂ + Cr₂O₃ + H₂O

2. Записать наблюдаемые явления в каждом случае.

3. Определить тип каждой из проделанных реакций.

Опыт № 5. Действие сильных окислителей на органические вещества. ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ

В фарфоровую чашку внести один микрошпатель кристаллического перманганата калия. Добавить несколько капель концентрированной серной кислоты до образования зеленой жидкости оксида марганца(VII).

В полученную жидкость обмакнуть стеклянную палочку. Коснуться палочкой фитиля спиртовки – спиртовка загорается (оксид марганца(VII) очень энергично реагирует со спиртом и тот возгорается).

В чашку с зеленой жидкостью добавить воды. О наличии каких ионов говорит цвет полученного раствора?

þ Запись результатов опыта:

1. Написать уравнения реакций, протекающих без изменения степеней окисления элементов:

а) Взаимодействия перманганата калия с концентрированной серной кислотой;

б) Разложения неустойчивой марганцевой кислоты.

2. Расставить коэффициенты методом электронного баланса:

Mn₂O₇ + C₂H₅OH → MnO₂ + CO₂ + H₂O

3. Написать реакцию взаимодействия Mn₂O₇ с водой.

4. Записать все наблюдаемые явления.