10.2 Методика проведения опытов

Опыт 1: восстановительные свойства металлов.

а) Восстановление ионов Н⁺ металлами.

В три пробирки налейте по 2-3 мл 0,1М раствора серной кислоты. В одну пробирку внесите магний или цинк, во вторую – железо, в третью – медь.

Запишите наблюдения, составьте уравнения протекающих реакций и объясните результаты опыта.

б) Восстановление ионов меди металлическим железом.

Прилейте в пробирку 3-5 мл 0,5Н раствора сульфата меди (II) и погрузите в него металлическую скрепку (кнопку). Через 2 минуты выньте скрепку: что отложилось на ее поверхности? Для каких практических целей служит данная реакция? Какими химическими свойствами обладают все металлы? Назовите три положительных иона металлов с наиболее выраженными окислительными свойствами.

Опыт 2: влияние pH среды на окислительно-восстановительные реакции.

а) Восстановление перманганата калия сульфитом натрия.

В три пробирки налейте по три миллилитра раствора перманганата калия. В первую пробирку прилейте 2 мл 1 М раствора серной кислоты, во вторую 2 мл Н₂О, в третью 2 мл 2М раствора КОН.

В каждую пробирку добавьте несколько кристалликов сульфита натрия. Запишите наблюдения, составьте уравнения окислительно-восстановительных реакций и объясните результаты опыта. Учтите, что фиолетовая окраска характерна для ионов MnO₄^-, слабо-розовая (бесцветная) – для ионов Mn²⁺, бурый цвет имеют осадки МnО₂ и Мn(ОН)₂.

б) Окисление Fe(II) до Fe(III) в кислой и щелочной среде.

1. К свежеприготовленному раствору FeSO₄ (полученному растворением взятых в избытке опилок железа в разбавленной серной кислоте) прилейте раствор гидроксида натрия. Что наблюдается? Что происходит после взаимодействия полученного осадка с кислородом воздуха? Составьте уравнение реакции и объясните результаты опыта.

2. К свежеприготовленному раствору FeSO₄ добавьте 2 мл 1М раствора серной кислоты и несколько капель бромной воды. В пробирку добавьте 2 капли раствора К₄[Fe(CN)₆]. Запишите наблюдения, составьте уравнения окислительно-восстановительной реакции и объясните результаты опыта.

Опыт 3: Реакции диспропорционирования.

Кристаллик иода обработайте небольшим количеством 2 М раствора гидроксида натрия при слабом нагревании. Полученный раствор подкислите.

Запишите наблюдения, составьте уравнения окислительно-восстановительной реакции, учитывая, что образуется иодат и иодид натрия.

10.3 Необходимый уровень подготовки студентов

1. Знать понятия: степень окисления элемента, окислитель, восстановитель, окислительно-восстановительная реакция.

2. Знать наиболее распространенные окислители и восстановители.

3. Уметь связывать окислительно-восстановительные свойства веществ со степенью окисления образующих их атомов элементов.

4. Уметь составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций и расставлять в них коэффициенты, используя метод электронного баланса и метод полуреакций.

10.4 Задания для самоконтроля

1. Определите степень окисления серы в соединениях: Н₂S, Na₂S₂O₃, H₂SO₃, H₂SO₄.

2. Приведите примеры межмолекулярных и внутримолекулярных окислительно-восстановительных реакций.

3. Определите, возможно ли протекание реакции в прямом направлении при 298 К:

CuO + H₂ = Cu + H₂O (ж)

4. От каких факторов зависит окислительно-восстановительный потенциал? Напишите уравнение для расчета окислительно-восстановительного потенциала этой реакции.

5. Приведите пример окислительно-восстановительной реакции, потенциал которой зависит от pH среды, напишите уравнение для расчета окислительно-восстановительного потенциала этой реакции.

6. Какими способами можно определить направление окислительно-восстановительной реакции?

7. Напишите уравнение реакции для расчета окислительно-восстановительного потенциала реакции:

[Co(NH₃)₆]³⁺ + e = [Co(NH₃)₆]²⁺

Рассчитайте значения потенциала при 298 К для случаев, когда активности окисленной и восстановленной форм вещества равны (моль/л): 0,01 и 1,0; 1,0 и 0,01.