Опыт 5. Сравнительная характеристика окислительных cвойств свободных галогенов

Выполнение опыта. В одну пробирку внести 3 - 5 капель раствора бромида натрия, в две другие - по 3 - 5 капель раствора йодида калия. Во все три пробирки добавить по 2 - 3 капли органического растворителя. В первую и вторую пробирки внести по 3 - 4 капли хлорной воды, а в третью пробирку с раствором йодида калия - столько же бромной воды. Содержимое пробирок перемешать стеклянной палочкой и по окраске полученного слоя органического растворителя установить, какой галоген выделяется в свободном виде в каждой из пробирок.

Написать уравнения реакций в молекулярной и ионной форме. В каждом случае указать окислитель и восстановитель. Расположить галогены в ряд по убыванию их окислительной активности. Объяснить последовательность расположения галогенов в этом ряду. Могут ли свободные галогены являться восстановителями? Ответ обосновать.

Опыт 6. Сравнительная характеристика восстановительных свойств галогенид-ионов

а) Восстановление серной кислоты.

Выполнение опыта. В одну пробирку поместить кристаллик бромида натрия, в другую - йодида калия и добавить к ним по 2 - 3 капли серной кислоты (р = 1,84 г/см³). Наблюдать выделение дыма в обеих пробирках в первый момент (влажные HBr и HI). Отметить окраску выделяющихся паров брома и йода и появление запаха сернистого газа в первой пробирке и сероводорода - во второй.

Написать уравнения реакций получения бромо- и йодоводорода и последующего окисления их серной кислотой.

Бромоводород восстанавливает серную кислоту до SO₂, йодоводород - до SO₂, S и Н₂S. Объяснить различную восстановительную способность галогеноводородов.

б) Восстановление хлорида железа (III).

Выполнение опыта. В одну пробирку внести 3 - 4 капли раствора йодида калия, в другую - столько же раствора бромида натрия. В обе пробирки добавить по 3 - 4 капли какого-либо органического растворителя и по 1 - 2 капли раствора хлорида железа (Ш). Отметить результат в каждой пробирке.

В каком случае произошло восстановление хлорида железа (Ш)? Написать уравнение протекающей реакции. Чем объяснить различную восстановительную способность отрицательных ионов галогенов? Привести электронные структуры ионов галогенов и расположить в порядке возрастания восстановительной активности. Могут ли отрицательные ионы галогенов проявлять окислительные свойства? Ответ обосновать.

Опыт 7. Гипохлориты и их окислительные свойства

а) Получение гипохлорита натрия.

Выполнение опыта. В коническую пробирку внести 10 - 15 капель 2 н. раствора гидроксида натрия и поместить ее в стакан с холодной водой. В цилиндрическую пробирку, снабженную пробкой с отводной трубкой, поместить 2 - 3 кристаллика КМnO₄, 1 - 2 капли воды и 3 - 4 капли концентрированной HCl (ρ = 1,19 г/см³). Пробирку укрепить в штативе, опустить конец отводной трубки в коническую пробирку с раствором гидроксида натрия и пропускать через раствор выделяющийся из цилиндрической пробирки хлор в течение 2 - 3 мин. Если выделение хлора протекает недостаточно энергично, цилиндрическую пробирку слегка подогреть.

Написать уравнения реакций получения хлора при взаимодействии KMnO₄ с концентрированной НСl, а также взаимодействия хлора с холодным гидроксидом натрия. Учесть, что при этом, кроме гипохлорита натрия, получается хлорид натрия. Составить электронно-ионный баланс.

Полученный раствор использовать в опытах 76 и 7в.

б) Окисление сульфата марганца гипохлоритом натрия.

Выполнение опыта. В пробирку внести 3 - 4 капли раствора сульфата марганца и добавить к нему 2 - 3 капли полученного в опыте 7а раствора гипохлорита натрия. Отметить выделение осадка диоксида марганца.

Написать уравнение реакции, учитывая, что гипохлорит натрия переходит в хлорид натрия.

в) Восстановление перманганата калия гипохлоритом натрия.

Выполнение опыта. В пробирку внести 1 - 2 капли KMnО4 и добавить 2 - 3 капли раствора гипохлорита натрия, полученного в опыте 7а. Отметить выделение осадка диоксида марганца.

Написать уравнение реакции, учитывая, что гипохлорит натрия переходит в хлорат натрия. Какую функцию в этом опыте выполняет гипохлорит натрия? Составить электронно-ионный баланс.