18_03_01 ХТП Рабочая тетрадь Неорганика

Задача № ___.

Задача № ___.

71

Задача № ___.

72

Тема: ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

РАБОТА, ВЫПОЛНЯЕМАЯ СТУДЕНТОМ НА ЗАНЯТИИ

I. Инвариантная часть

Занятие № 13

Задание № 1. Используя ионно-электронный метод, написать уравнения следующих окислительно-восстановительных реакций:

а) KMnO4 + H2O2 + H2SO4 → MnSO4 +

б) KClO3 + I2 + H2SO4 → Cl2 +

в) KMnO4 + H2O2 + KOH → O2 +

г) Na2SeO3 + Cl2 + NaOH → NaCl +

73

д) KMnO4 + MnSO4 + H2O → MnO2 +

е) K2CrO4 + K2S + H2O → Cr(OH)3 +

Задание № 2. Рассчитать объём раствора FeSO4 с массовой долей 21 % (плотность 1,22 г/мл), которым можно восстановить в кислой среде 29,4 г K2Cr2O7. (Ответ: 0,356 л)

Задание № 3. Определить массу NaClO, которой можно заменить 2,13 г NaClO3, действующих как окислители в кислой среде. Восстановление обеих солей максимальное. (Ответ: 4,47 г)

74

Темы: р-ЭЛЕМЕНТЫ ГРУППЫ VII,

р-ЭЛЕМЕНТЫ ГРУППЫ VI. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

РАБОТА, ВЫПОЛНЯЕМАЯ СТУДЕНТОМ НА ЗАНЯТИИ

I. Инвариантная часть

Занятие № 14

Цель работы: экспериментальное изучение свойств галогенов, серы и их соединений.

Опыт 1. Получение галогенов1 Все опыты с галогенами следует проводить в вытяжном шкафу!

Получение хлора и растворение его в воде. В пробирку поместить 3 микрошпателя диоксида свинца (или оксида марганца(IV)) и добавить ~1 мл концентрированного раствора соляной кислоты. Пробирку закрыть пробкой с газоотводной трубкой, конец которой предварительно опустить в пробирку, заполненную на 1/4 водой (следить за тем, чтобы конец газоотводной трубки был погружен в воду). Через 1–2 мин опыт прекратить. Если реакция протекает медленно, пробирку осторожно нагреть.

Отметить цвет выделяющегося хлора и изменение цвета реакционной смеси. Наблюдения:

Напишите уравнения реакций и определите стехиометрические коэффициенты ионно-электронным методом:

PbO2 + HCl(конц.) →

Cl2 + H2O

Выводы:

1.Какое соединение является окислителем?

2.Какое соединение является восстановителем?

3. Какое соединение является солеобразователем?

1 По окончании опыта 1 в пробирки с остатками реагентов добавить 4–5 капель раствора тиосульфата натрия и сразу же их вымыть.

75

4.Где может использоваться этот метод получения хлора: в промышленности или лаборатории?

5.Какую роль играет хлор при растворении в воде?

6.Как сместить равновесие в полученном растворе в сторону:

а) выделения свободного хлора;

б) растворения хлора?

7. Сделайте вывод об устойчивости хлора в нейтральной среде.

Опыт 2. Свойства галогенов

2.1. Растворимость брома и йода в органических растворителях. В одну пробирку поместить 2–3 капли бромной воды, в другую — столько же капель йодной воды. В каждую пробирку добавить по 2–3 капли тетрахлорметана. Растворы взболтать.

Наблюдения:

Отметьте окраску слоя CCl4: c бромной водой – с йодной водой –

Выводы:

1.Как называется данный процесс?

2.Где используется этот процесс?

2.2. Взаимодействие брома и йода с металлами. В две пробирки поместить по 2– 3 капли бромной и йодной воды соответственно. Добавить по 1 микрошпателю порошка магния.

Наблюдения:

Напишите уравнения реакций:

Br2 + Mg →

76

I2 + Mg →

Выводы:

1.Какое соединение является окислителем?

2.Какое соединение является восстановителем?

2.3. Окисление сульфата железа(II). В три пробирки поместить по 3–5 капель хлорной, бромной и йодной воды соответственно. В каждую пробирку добавить по 1 микрошпателю сульфата железа(II) в виде соли Мора, (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O.

Наблюдения:

В каких пробирках наблюдается изменение окраски растворов?

Выпишите из учебного пособия «Основы количественных расчётов» (С. 125) значения следующих стандартных потенциалов окислительно-восстановительных пар:

φ°(Cl2/2Cl–) = φ°(Br2/2Br–) =

φ°(I2/2I–) = φ°(Fe3+/Fe2+) =

Вывод:

Укажите, какие галогены могут окислять FeSO4.

Напишите уравнения реакций и определите стехиометрические коэффициенты методом электронного баланса:

FeSO4 + Cl2 →

FeSO4 + Br2 →

Докажите присутствие (или отсутствие) в полученных растворах ионов Fe3+, добавив к ним по 3 капли раствора тиоцианата аммония.

Наблюдения:

Отметьте цвет получающихся растворов.

77

Напишите уравнение этой реакции:

Выводы:

1.Окислительная способность галогенов уменьшается в ряду:

2.Почему йод не окисляет сульфат железа(II)?

2.4. Взаимодействие хлора с йодом. К 2–3 каплям йодной воды добавить 1 каплю раствора крахмала и 2–3 капли хлорной воды.

Наблюдения:

Какова окраска раствора после добавления крахмала к йодной воде?

Какова окраска раствора после добавления хлорной воды?

Напишите уравнение реакции и определите стехиометрические коэффициенты ионно-электронным методом:

Сl2 + I2 + H2O →

Вывод:

Какие свойства проявляют в данной реакции хлор и йод?

2.5. Сравнение окислительной активности галогенов. В три пробирки поместить по 2–3 капли растворов c c = 0,5 моль/л: в первую — бромида калия, во вторую и третью — йодида калия. В каждую пробирку добавить по 2–3 капли тетрахлорметана. В первую и вторую пробирки добавить 1–2 капли хлорной, в третью — бромной воды. Пробирки встряхнуть.

Наблюдения: окрашивание слоя CCl4.

Как окрашен слой CCl4 в каждой пробирке?

Напишите уравнения реакций и определите стехиометрические коэффициенты методом электронного баланса:

KBr + Cl2 →

78

KI + Cl2 →

KI + Br2 →

Вывод:

1.Какую роль играют Cl2 и Br2 в данных реакциях?

2.Как изменяются окислительные свойства галогенов в ряду Cl2, Br2, I2?

Опыт 3. Получение и свойства галогенидов водорода

Получение хлорида водорода (демонстрационный). В колбу вместимостью 50 мл насыпать 10–20 г твердого хлорида натрия и прилить 10–15 мл концентрированного раствора серной кислоты. Выделяющийся газ собрать в сухую пробирку с помощью газоотводной трубки. Проверить действие выделяющегося газа на влажную лакмусовую бумагу. После заполнения пробирки хлоридом водорода перевернуть её вверх дном и опустить в кристаллизатор с водой, предварительно подкрашенной метиловым оранжевым.

Наблюдения:

1. Нарисуйте установку для получения HCl и опыт с погружением пробирки, заполненной HCl, в воду.

2.Как изменяется цвет лакмусовой бумажки при контакте с HCl?

3.Как ведёт себя вода, когда в неё погружают пробирку с HCl?

4.Как изменяется цвет воды, содержащей метиловый оранжевый?

79

Напишите уравнение реакции получения хлорида водорода.

NaCl(крист.) + H2SO4(конц.) →

Вывод.

1.Какова растворимость (высокая или низкая) хлорида водорода в воде?

2.Почему между NaCl и H2SO4(конц.) идёт обменная реакция, а не окислительновосстановительная?

3.Что означает изменение цвета индикаторов?

Опыт 4. Свойства солей галогеноводородных кислот Опыт 4. Свойства солей галогеноводородных кислот

4.1. Взаимодействие бромида и йодида калия с серной кислотой. В две сухие пробирки поместить по 2–3 микрошпателя бромида и йодида калия соответственно и 2–3 капли концентрированного раствора серной кислоты. Наблюдать выделение белого дыма, а затем окрашенных паров брома и йода. Проверить действие выделяющихся газов на влажную лакмусовую бумагу и фильтровальную бумагу, смоченную раствором нитрата свинца. Написать уравнения реакций, учитывая, что образующиеся в первый момент бромид и йодид водорода окисляются затем до свободных галогенов. Серная кислота восстанавливается бромидом калия до диоксида серы, йодидом калия — до сульфида водорода.

Наблюдения:

Напишите уравнения реакций и определите стехиометрические коэффициенты ионно-электронным методом:

KBr(крист.) + H2SO4(конц.) →

KI(крист.) + H2SO4(конц.) →

H2S + Pb(NO3)2 →

80