Лабораторные опыты

1. Окислительные свойства азотной кислоты

(опыт проводится в вытяжном шкафу)

Поместите в пробирку немного мелких стружек меди и прибавьте раствор концентрированной азотной кислоты. Наблюдайте образование бурого оксида азота (IV). Голубая окраска раствора свидетельствует о появление в нем ионов Cu²⁺.

Повторите опыт, заменив концентрированную азотную кислоту разбавленной. При этом выделяется бесцветный оксид азота (II), буреющий на воздухе. (Для ускорения реакции реакционную смесь следует слегка подогреть).

Напишите уравнения реакций, определите коэффициенты методом электронного баланса; укажите окислитель и восстановитель; процессы окисления и восстановления.

2. Окислительные свойства бихромата калия

Налейте в пробирку 2-3 мл бихромата калия (K₂Cr₂O₇), добавьте 3-5 капель раствора серной кислоты и небольшое количество кристаллов сульфата железа (II). Появление зеленой окраски свидетельствует об образовании ионов Cr³⁺. Рассчитайте коэффициенты в уравнении проведенной реакции, протекающей по схеме:

K₂Cr₂O₇ + FeSO₄ + H₂SO₄  Cr₂(SO₄)₃ + Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O.

Укажите роль каждого исходного вещества в этой реакции.

3. Влияние среды на окислительные свойства перманганата калия

Налейте в три пробирки 2-3 мл раствора перманганата калия KMnO₄ и добавьте в первую пробирку ~ 1 мл серной кислоты, во вторую ~ 1 мл щелочи КОН. Затем в каждую пробирку насыпьте на кончике шпателя несколько кристаллов сульфита натрия Na₂SO₃. Как изменилась окраска растворов?

Рассчитайте коэффициенты в окислительно-восстановительных реакциях, протекающих по схемам:

KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O,

KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂O → Na₂SO₄ + MnO₂ + KOH,

KMnO₄ + Na₂SO₃ + KOH → Na₂SO₄ + K₂MnO₄ + H₂O.

Какую степень окисления приобретает марганец в кислой, нейтральной, щелочной средах? Как влияет реакция среды на окислительные свойства KMnO₄?

Вопросы для самоконтроля

1. Сущность понятий: степень окисления, окислитель, восстановитель, процесс окисления, процесс восстановления.

2. Правила определения коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций.

3. Определите роль среды в окислительно-восстановительных реакциях (на примере перманганата калия KMnO₄).

Задания для решения

1. Определите степень окисления азота в следующих соединениях:

NH₃, N₂H₄, N₂O, N₂O₄, N₂O₅, NH₂OH, KNO₃, Ca(NO₂)₂, NH₄NO₃, (NH₄)₂S.

2. В каких уравнениях реакций оксид марганца проявляет свойства окислителя, а в каких восстановителя:

а) 2MnO₂+2H₂SO₄ → 2MnSO₄+O₂+2H₂O

б) 2MnO₂+O₂+4KOH→ 2K₂MnO₄+2H₂O

в) MnO₂+H₂ → MnO+H₂O

г) 2MnO₂+3NaBiO₃+6HNO₃ → 2HMnO₄+3BiONO₃+3NaNO₃+2H₂O

3. Чему равен коэффициент перед окислителем в уравнении реакции

Р + HNO_3(конц.) → H₃PO₄ + NO₂ + H₂O

1) 5 2) 3 3) 4 4) 1

4. Коэффициент перед восстановителем в уравнении реакции, равен….  

KBr + KBrO₃ + H₂SO₄ → Br₂ + K₂SO₄ + H₂O

1) 4 2) 2 3) 5 4) 1

5. Укажите, какие из приведенных реакций являются окислительно-восстановительными:

1) ZnO + NO → Zn(NO₃)₂

2) I₂ + 2NaOH → NaIO + NaI + H₂O

3) KMnO₄ + KNO₂ + H₂O → MnO₂ + KNO₃ + KOH

Примерный вариант контрольного собеседования 1. Рассчитайте коэффициенты в схемах следущих окислительно-восстановительных процессов: 1) KClO3 + FeSO4 + H2SO4 → KCl + Fe2 (SO4)3 + H2O 2) K2MnO4 + CO2 → KМnO4 + MnO2 + K2CO3 2. Уменьшение степени окисления определяет процесс: 1) отдача электронов; 2) восстановления; 3) обмена; 4) растворения. 3. Во время реакции окислители… 1) окисляются; 2) восстанавливаются; 3) разлагаются; 4) нейтрализуются.

Литература: [1– гл.9, § 9.1-9.2]; [2– гл. 9, § 94- 95]; [3– гл. 5, §19].