Химия [РТФ, Ваганова, 1 семестр] / Методички / #2 Сборник лабораторных работ по химии

5. Число электронов, отданных восстановителем, равно числу элек­ тронов присоединенных окислителем.

Пример 2. Какие свойства (окислительные или восстановительные) могут проявлять в окислительно-восстановительных реакциях сле­ дующие вещества: H2S , K2SO3, H2SO4 ?

Решение.

H2S - может проявлять в окислительно-восстановительных реак­ циях только восстановительные свойства, так как сера в этом со­ единении имеет низшую степень окисления (S- 2). Следовательно,

40

сера может только отдавать электроны и повышать степень окисле­ ния.

K2SO3 - в сульфите калия сера имеет промежуточную степень окисления +4 (S+4), которая может или повышаться или понижаться

взависимости от условий реакции. Поэтому K2S03 может проявлять

вреакциях окислительно-восстановительную двойственность, т.е. быть и окислителем и восстановителем. Но наиболее характерны

для этого вещества восстановительные свойства.

H2S04 - содержит серу в высшей степени окисления +6 (S+6), по­ этому степень окисления серы может только понижаться, а вещест­ во проявлять свойства окислителя. Серная кислота может прояв­ лять окислительные свойства за счет серы только в концентриро­ ванном состоянии.

Для расстановки стехиометрических коэффициентов в окисли­ тельно-восстановительных реакциях применяют метод электронно­ го баланса и метод полуреакций. Оба метода основаны на равенстве числа отдаваемых и присоединяемых электронов молекулами вос­ становителя и окислителя.

Рассмотрим метод электронного баланса. В этом методе срав­ нивают степени окисления атомов в исходных и конечных вещест­ вах, при этом число электронов, отданных восстановителем, долж­ но быть равно числу электронов, присоединенных окислителем.

Пример 3. Расставьте коэффициенты, используя метод электрон­ ного баланса, укажите окислитель и восстановитель в реакции, про­ текающей по схеме:

КМпO4 + FeSO4 + H2SO4 -+ MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

Решение.

Определим степени окисления атомов всех элементов в данной

реакции:

K+1Mn+7O4-2+ Fe+2S+6O4-2 + H2+1S+6O4-2 ->

->Mn+2S+6O4-2 + Fe2+3(S+6O4-2)3 + K2+1S+6O4-2 + H2+1O-2

Степень окисления изменяется у марганца и железа. Степень окисления марганца понижается, он присоединяет электроны, и при этом восстанавливается, а перманганат калия (КМnO4) является окислителем.

Степень окисления железа повышается, железо отдает электро­ ны, следовательно, происходит процесс окисления. Сульфат железа(П) - FeSO4 - играет роль восстановителя в данной реакции.

41

3Л. Техника безопасности

1.Все опыты, перед описанием которых стоит слово «тяга», вы­ полняйте только в вытяжном шкафу,

2.При проведении опыта используйте реактивы указанной кон­ центрации и указанного объема. Все реактивы ставьте на свои

места.

42

3.Оставшиеся после опыта кусочки металла промойте водой и положите в фарфоровую чашечку на краю раковины.

4.Опыты с нагреванием проводите в вытяжном шкафу. Пробирки нагревайте равномерно, при этом отверстие пробирки должно быть направленно стенку вытяжного шкафа.

5.Ни в коем случае не поджигайте выделяющиеся из пробирки га­ зообразные вещества, может произойти взрыв.

6.После выполнения эксперимента помойте пробирки, приведите рабочее место в порядок и помойте руки.

3.2.Экспериментальная часть

Каждый студент выполняет свое индивидуальное задание, со­ стоящее из трех опытов. После проведения работы необходимо на­ писать уравнения окислительно-восстановительных реакций, рас­ ставить коэффициенты на основании электронных уравнений, ука­ зать окислитель и восстановитель, процесс окисления и восстанов­ ления. Все наблюдения (изменение окраски, выпадение осадка или выделение газа) описать в отчете.

Задание 2.1.

Опыт 1. Налейте в пробирку 1-2 мл раствора дихромата калия, добавьте немного разбавленной серной кислоты и раствора сульфи­ да натрия или аммония. Реакция протекает по схеме:

К2Сг2O7 + H2SO4 + Na2S Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Na2SO4 + S + H2O

Опыт 2. К небольшому количеству разбавленного раствора ще­ лочи добавьте несколько кристалликов сульфата железа(П).Что происходит с полученным осадком со временем? Составьте уравне­ ния реакций.

Опыт 3. Налейте в пробирку 0,5-1 мл раствора иодида калия, за­ тем добавьте немного разбавленной серной кислоты и несколько кристалликов нитрита натрия. Что происходит? К полученному рас­ твору прилейте 3-5 капель раствора крахмала. Какие изменения произошли в пробирке? Почему? Реакция протекает по схеме:

KI + NaNO2 + H2SO4 K2SO4 + Na2SO4 +12 + NO + H2O

43

Задание 2.8.

47

Задание 2.10.

48