Лабораторная работа № 8. Окислительно-восстановительные реакции.

I. Разделы теоретического курса для повторения.

Энергия ионизации и энергия сродства к электрону. Электроотрицательность. Относительная электроотрица-тельность. Степень окисления. Правила для нахождения степени окисления элементов в простых и сложных веществах. Окислительно-восстановительные реакции и их отличие от реакций ионного обмена. Процессы окисления и восстановления, окислители и восстановители. Окислительно-восстановительная двойственность. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций (метод электронного баланса). Важнейшие окислители и восстановители. Типы окислительно-восстановительных реакций.

2. Вопросы и упражнения.

1. Какую степень окисления имеют атомы всех элементов, входящих в состав соединений: Na₂SO₄, H₃PO₄, H₄P₂O₇, K₂Cr₂O₇, H₂O_2.

2. Какие реакции, из числа приведенных ниже, относятся к окислительно-восстановительным реакциям? Укажите степени окисления для атомов элементов, изменяющих их значения:

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂

HCl + NaOH = NaCl + H₂O

H₂ +Cl₂ = 2HCl

3KCl = 2KCl + KClO₃

Al₂S₃ + 6 H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂S

3. Составьте схемы электронного баланса, укажите процессы окисления и восстановления, окислители и восстановители, подберите коэффициенты к уравнениям реакций, представленных нижеприведенными схемами. К какому типу относится каждая из окислительно-восстановительных реакций:

ZnS + O₂ → ZnO + SO₂

KMnO₄ + NaJ + H₂SO₄ → MnSO₄ + I₂ + …

Cl₂ + KOH → KCl + KClO₃?

4. Какой объем раствора бихромата калия, c массовой концентрацией соли С_мас. = 14,7 г/л необходимо взять для окисления в присутствии серной кислоты раствора сероводорода объемом 2 л с молярной концентрацией сероводорода C _мол. = 0,1 моль/л? Реакция протекает по схеме:

K₂Cr₂O₇ + H₂S + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + S + K₂SO₄ + H₂O

3. Экспериментальная часть.

1. Реакции с участием характерных окислителей.

1. В пробирку на кончике шпателя внесите железные опилки и добавьте 3-5 капель хлорной воды (раствор хлора в воде). Встряхните пробирку и дайте избытку железа отстояться. Слейте в отдельную пробирку жидкость с осадка и добавьте к ней несколько капель раствора щелочи. По цвету образовавшегося осадка установите степень окисления железа в полученном гидроксиде.

Следует иметь в виду, что гидроксид железа (II) имеет зеленоватую окраску, а гидроксид железа (III) – бурую. Напишите уравнения следующих реакций:

- реакции взаимодействия железа с хлором в водном растворе;

- реакции взаимодействия полученной соли с раствором щелочи.

б) В пробирки поместите растворы бромида калия и иодида калия. Добавьте в каждую по 3-5 капель хлорной воды и по 3-5 капель бензола. Встряхните пробирки и дайте жидкостям расслоиться. Отметьте цвет бензольных колец с растворенными в нем галогенами.

Так как растворимость галогенов в бензоле существенно больше, чем в воде, то при встряхивании происходит процесс перехода галогена из водного слоя в бензол (экстракция).

По цвету бензольного кольца можно судить о виде растворенного в нем галогена.

По результатам эксперимента заполните таблицу 1.

Таблица 1