Опыт 5. Сравнение восстановительных свойств галогенидов

Выполнение работы. 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 иода в соответствующих пробирках, учитывая, что в первом случае выделяется оксид серы (1V ), а во втором - сероводород.

Запись данных опыта. Описать наблюдаемые явления и написать уравнения каждой реакции в две фазы: 1) реакций обмена, протекающих с образованием соответствующих галогеноводородов и 2) реакций восстановления избытка серной кислоты бромоводородом и иодоводородом. Протекала ли реакция восстановления серной кислоты хлороводородом? Как изменяется восстановительные свойства в ряду НF, HCI, HBr, HI?

Опыт 6. Характерные реакции на ионы галогенов

Выполнение работы. Образование осадков AgCI, AgBr и AgI 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?

Запись данных опыта. Написать в молекулярной и ионной форме уравнения протекающих реакций, отметить цвета полученных осадков и результат действия на них азотной кислоты.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Написать электронные формулы атомов галогенов в нормальном и возбужденном состояниях. Почему хлор, бром и иод могут проявлять степень окисления -I, +VII, +V, +III, +I, а фтор только -I?

2. В какой степени окисления галогены могут проявлять: а) только окислительные свойства; б) только восстановительные; в) окислительные и восстановительные? Написать соответствующие электронные формулы для хлора и иода.

3. В чем принципиальное различие получения молекулярных галогенов из соединений, содержащих ионы Г^- или ГО^3- ? Написать два уравнения соответствующих реакций получения хлора.

4. Написать схему химического равновесия в растворе хлорной воды. Действием каких веществ на хлорную воду можно доказать присутствие в ней: а) молекулярного хлора; б) иона хлора; в) в каком направлении сместится равновесие при добавлении щелочи?

5. Как изменяется прочность химической связи в ряду НF, НСI, НВr, НI? Чем это объясняется?

6. Какими галогенами можно вытеснить Вr₂ из растворов: а) КВr; б) КвrО₃? Написать уравнения соответствующих реакций, указать окислитель и восстановитель в каждом случае.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

СЕРА

Опыт 1. Восстановительные свойства сероводорода

Выполнение работы. В две пробирки внести следующие растворы: в первую –

5 капель перманганата калия и 2 капли 2н. серной кислоты, во вторую - столько же дихромата калия и той же кислоты. В каждую из пробирок добавлять по каплям сероводородную воду до изменения окраски каждого раствора и его помутнения вследствие выделения серы.

Запись данных опыта. Написать уравнения соответствующих реакций, учитывая,что МnО₄^--ион переходит в ион Мn²⁺, а Сr₂О₇^2- - ион – в Сr³⁺-иона.

Опыт 2. Получение диоксида серы и его растворение в воде

Выполнение работы. Приготовить две пробирки: одну с раствором нейтрального лакмуса, другую – с дистиллированной водой. Микроколбу или пробирку наполнить на1/3 ее объема кристаллами сульфита натрия, добавить 6-8 капель 4н раствора серной кислоты и быстро закрыть пробкой с отводной трубкой (см. рис.). Выделяющийся газ пропустить в пробирки с нейтральным лакмусом и дистиллированной водой в течение 2-3 мин. Если выделение газа идет недостаточно энергично, пробирку осторожно подогреть. Полученный раствор SO₂ в воде сохранить для опыта 3. На какие свойства водного раствора SО₂ указывает окраска лакмуса?

Запись данных опыта. Написать уравнения реакций получения сернистого газа и его взаимодействия с водой.

Опыт 3. Окислительные и восстановительные свойства

соединений серы ( IV )

а) Окислительные и восстановительные свойства SO₂

Выполнение работы. В две пробирки, из которых одна с сероводородной, другая с иодной водой ( по 3-5 капель), добавить по несколько капель полученного в опыте 2 водного раствора SO₂. Отметить происходящие изменения в растворах.

Запись данных опыта. Написать уравнения соответствующих реакций и указать, какие свойства проявляет диоксид серы в том и другом случае.

б) Восстановительные свойства SO₃^2--иона

Выполнение работы. В пробирку, содержащую 5-6 капель раствора перманганата калия и 3-4 капли 2 н раствора хлороводородной кислоты, прибавить несколько кристалликов сульфита натрия. Отметить обесцвечивание раствора в связи с переходом иона MnO₄^- в ион Мn²⁺. В какое соединение при этом перешел сульфит натрия? Учитывая, что сульфит бария растворим в азотной кислоте, а сульфат бария нерастворим, убедиться в переходе иона SO₃^2- в ион SO₄^2-, для чего в полученный раствор добавить 1-2 капли 2 н азотной кислоты и столько же раствора хлорида бария. Какое соединение выпало в осадок? Отметить наблюдаемые явления и написать уравнения всех протекающих реакций.

Опыт 4. Взаимодействие разбавленной серной кислоты с металлами

Выполнение работы. В пять пробирок внести по 5-8 капель разбавленной серной кислоты и по 2-3 кусочка металла: в первую – магния, во вторую – цинка, в третью – алюминия, в четвертую – железа, в пятую – меди. В течении 2-3 минут наблюдать, с какими металлами разбавленная серная кислота взаимодействует при комнатной температуре. Пробирки, в которых реакции не протекают, слегка подогреть.

Запись данных опыта. В каком случае реакция не идет? Почему? Написать уравнения протекающих реакций. Какой элемент в этих реакциях является окислителем?

Опыт 5. Взаимодействие концентрированной серной кислоты с металлами

а) Взаимодействие концентрированной серной кислоты с медью.

Выполнение работы. В пробирку поместить 1-2 кусочка медной стружки и прилить 5-10 капель концентрированной серной кислоты. Пробирку осторожно нагреть. Влажную синюю лакмусовую бумагу поднести к выделяющемуся газу. Отметить изменение окраски лакмусовой бумаги. По запаху ( осторожно) определить, какой газ выделяется.

Запись данных опыта. Написать уравнение реакции и указать, какой элемент в молекуле серной кислоты является окислителем?

б) Взаимодействие концентрированной серной кислоты с цинком.

Выполнение работы. В пробирку поместить кусочек цинка и налить 5-10 капель концентрированной серной кислоты. Пробирку слегка подогреть. К выделяющемуся газу над пробиркой поднести фильтровальную бумагу, смоченную раствором ацетата или нитрата свинца. Объяснить появление темного пятна на этой бумаге.

Запись данных опыта. Описать наблюдаемые явления. Написать уравнения реакций взаимодействия концентрированной серной кислоты с цинком с образованием: а) оксида серы (IV); б) серы; в) сероводорода.

Опыт 6. Неустойчивость тиосульфата натрия в кислой среде

Выполнение работы. Внести в пробирку 5-6 капель раствора тиосульфата натрия Na₂S₂O₃ и 3-4 капли 2 н серной кислоты.

Запись данных опыта. Отметить выпадение серы. По запаху определить, какой газ выделился. Привести графическую формулу тиосульфата натрия. Написать уравнение реакции взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой. Указать окислитель и восстановитель.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. В какой степени окисления сера может быть: а) только окислителем, б) только восстановителем? Написать соответствующие электронные формулы. Привести примеры реакций.

2. В какой степени окисления сера может быть окислителем и восстановителем? Привести примеры соответствующих реакций.

3. Какие вещества будут получаться при взаимодействии FeS: а) с хлороводородной кислотой, б) с концентрированной азотной? Написать соответствующие уравнения.

4. Написать графическую формулу тиосульфата натрия, указать степень окисления серы с этом соединении и объяснить его неустойчивость в кислой среде.

5. Можно ли в качестве осушителя для сероводорода, бромоводорода и иодоводорода применить концентрированную серную кислоту? Ответ мотивировать, написать соответствующие уравнения реакций.

6. Дописать уравнения реакций и расставить коэффициенты:

а) H₂S + HNO_3(конц) =

б) K₂Cr₂О₇ + Na₂S + H₂SO₄ = S + Cr₂(SO₄)₃ + ...

в) Na₂S₂О₃ + Zn + HCI (разб.) = S^2- + ...

г) H₂SO₃ + KMnO₄ = Mn²⁺ + ...

д) FeSO₄ + K₂S₂O₈ = Fe³⁺ + ...