 |
Экспериментальная часть.
|
|
|
|
ОПЫТ 1. Окислительные и восстановительные свойства химических соединений.
Рассматривается возможность протекания реакции между перманганатом калия KMnO4 и двумя соединениями серы Na2SO3 и Na2SO4 в кислой среде:
1). KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4
2). KMnO4 + Na2SO4 + H2SO4
Протекание реакции фиксируется по изменению фиолетовой окраски раствора.
В 2 пробирки внесите по 3 капли раствора KMnO4 и 1-2 капли раствора H2SO4. В одну пробирку добавьте 4-5 капель раствора Na2SO3 , в другую - столько же раствора Na2SO4. Отметьте признаки реакции.
Определите степени окисления марганца и серы в исследуемых соединениях. Исходя из этого определите роль каждого соединения в реакциях окисления-восстановления и объясните результаты опыта.
Методом электронно-ионных уравнений составьте уравнение реакции.
ОПЫТ 2. Направление реакций окисления-восстановления. Вытеснение водорода из кислот.
Рассматривается возможность протекания окислительно-восстановительной реакции вытеснения молекулярного водорода из раствора серной кислоты металлами - цинком и медью.
1). Zn + H2SO4 =
2). Cu + H2SO4 =
Образование водорода определяется визуально по выделению пузырьков газа.
В одну пробирку поместите гранулу цинка, в другую - медную проволоку или стружку. В обе пробирки добавьте по 5-6 капель раствора (1 моль/л) серной кислоты. Допишите указанные реакции, отметьте признаки реакций и сделайте выводы об их протекании.
Напишите электронно-ионные реакции окисления-восстановления для исследуемых металлов и водорода, выпишите значения электродных потенциалов. Сделайте вывод о возможности протекания данных реакций.
Сформулируйте общее правило вытеснения металлами водорода из растворов кислот.
|
|
|
ОПЫТ 3. Реакции диспропорционирования.
Реакции диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления) представляют собой особый тип реакций, в которых и окислителем, и восстановителем являются атомы элементов с промежуточной степенью окисления в молекуле одного и того же вещества.
Рассматривается реакция диспропорционирования пероксида водорода: Н2О2 ®Н2О + О2. Кислород в Н2О2 находится в промежуточной степени окисления (-1), поэтому может быть как окислителем, так и восстановителем.
Реакция протекает в присутствии катализатора - диоксида марганца. Протекание реакции определяется по образованию газообразного кислорода, выделение которого вызывает возгорание тлеющей лучинки. Опыт проводится под тягой в присутствии преподавателя.
Составьте ионно-электронные уравнения окисления и восстановления пероксида водорода.
Выпишите (см. приложение) значения стандартных электродных потенциалов окислительно-восстановительных пар, в которые пероксид водорода входит в качестве окислителя и в качестве восстановителя.
Сделайте вывод о возможности самопроизвольного разложения пероксида водорода.
ОПЫТ 4. Влияние характера среды на особенности протекания реакций окисления-восстановления.
Изучается характер взаимодействия окислителя KMnO4 и восстановителя Na2SO3 в кислой, нейтральной и щелочной средах.
В зависимости от величины рН раствора окислитель MnO4- восстанавливается до Mn2+ (в кислой среде), MnO2 (в нейтральной среде) и MnO42- (в сильно-щелочной среде).
| № | Исходный раствор | рН среды | Признаки реакции | Продукты реакции |
| KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 | рН < 7 | |||
| KMnO4 + Na2SO3 + H2O | рН = 7 | |||
| KMnO4 + Na2SO3 + КОН | рН > 7 |
В три пробирки внесите 3-4 капли раствора KMnO4. В первую пробирку для создания кислой среды внесите 1-2 капли раствора (1 моль/л) H2SO4, во вторую для создания щелочной среды 5-6 капель концентрированного раствора КОН, в третьей среда останется нейтральной. В каждую из трех пробирок добавьте 3-4 капли раствора Na2SO3. В таблице отметьте признаки протекания и состав продуктов реакций в каждом случае.
|
|
|
Методом электронно-ионных уравнений составьте уравнения проведенных реакций:
1) KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4
2) KMnO4 + Na2SO3 + H2O
3) KMnO4 + Na2SO3 + КОН
Вариант предлабораторного теста.
I. Определите степень окисления хлора в KClO
1) +3 2) +5 3) +7 4) +1
II. Укажите процессы восстановления
1) S4+ = S6+ + 2e- 2) Br7+ + 8e- = Br- 3) Ag = Ag+ + e- 4) Cr2+ + 2e- = Cr
III. Какие свойства в реакциях окисления-восстановления может проявлять S
1) окислитель 2) восстановитель 3) и окислитель и восстановитель
IV. Какая окислительно-восстановительная пара содержит наиболее сильный восстановитель
1) H3РO3+3H+/P+3H2O, E°= -0.5 B 2) Na+/Na, E°= -2.71 B 3) Zn2+/Zn, E°= -0.76 B
V. Укажите реакции окисления-восстановления
1) AgNO3 + KOH ® Ag2O + H2O + KNO3 2) Zn(OH)2 + HCl ® ZnCl2 + H2O
3) MnS + HNO3 ® S + NO + Mn(NO3)2 + H2O 4) Fe(NO3)3 + Al ® Fe + Al(NO3)3
VI. Определите тип процесса и сколько электронов (n) в нем участвует Br 7+ ® Br -
1) n = 6, окисление 2) n = 6, восстановление 3) n = 8, окисление 4) n = 8, восстановление
VII. Определите X в процессе S4+ = SX + 2e-
1) +4 2) +2 3) +6 4) - 2
VIII. Определите n e- в процессе PbO2 + 4H+ + ne- = Pb2+ + 2H2O
1) 4 2) 3 3) 2 4) 1
IX. Определите n H+ в процессе Mn2+ + 2H2O = MnO2 + nH+ + 2e-
1) 3 2) 2 3) 1 4) 4
X. Определите n OH- в процессе Si + n OH- = SiO32- + 3H2O + 4e-
1) 6 2) 3 3) 4 4) 2
Правильные ответы выделены жирным шрифтом.
Контрольные вопросы.
I. Определите, какую роль - окислителя или /и восстановителя - могут играть в реакциях окисления-
восстановления следующие частицы:
1) PO43-, PO33- 2) Сl-, ClO2- 3) NO, NO3- 4) S2-, SO2 5) Sn, SnO2
II. Составьте электронно-ионные уравнения взаимного превращения частиц (см. п. I) в кислой, нейтральной и щелочной средах.
III. Методом электронно-ионных уравнений составьте уравнение реакции:
1) NO2+H2O®HNO3+NO 2) Br2+H2O® HBr+HBrO3 3) MnO2+KOH® KMnO4+Mn(OH)2
4) HClO3 ® HCl + HClO4 5) P + H2O® H3PO3
Определите возможность самопроизвольного протекания реакции.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
Стандартные электродные потенциалы окислительно-восстановительных пар 25 °С.
|
|
|
