Лабораторная работа №6. &quot

Методические материалы доц. Рыбальченко В.С.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6.
Окислительно-восстановительные реакции.
I. Разделы теоретического курса для повторения.
Энергия ионизации и энергия сродства к электрону.
Электроотрицательность.
Относительная
электроотрицательность.
Степень
окисления.
Степень
окисления элемента в простых и сложных веществах.
Окислительно-восстановительные реакции и их отличие от
реакций ионного обмена. Процесс окисления и процесс
восстановления, окислители и восстановители. Окислительновосстановительная двойственность. Составление уравнений
окислительно-восстановительных
реакций
(метод
электронного
баланса).
Важнейшие
окислители
и
восстановители.
Типы
окислительно-восстановительных
реакций.
II. Вопросы и упражнения.
1. Какую степень окисления имеют атомы всех элементов,
входящих в состав соединений: Na2SO4, H3PO4, H4P2O7,
K2Cr2O7, Al2(SO)3, Ca3(PO4)2, H2O2
2. Какие реакции, из числа приведенных ниже, относятся к
окислительно-восстановительным реакциям? Укажите
степени окисления для атомов элементов, изменяющих их
значения:
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
HCl + NaOH = NaCl + H2O
H2 +Cl2 = 2HCl
3KCl = 2KCl + KClO3
Al2S3 + 6 H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
3. Составьте схемы электронного баланса, укажите
процессы окисления и восстановления, окислители и
восстановители, подберите коэффициенты к уравнениям
реакций, представленных нижеприведенными схемами. К
1
Методические материалы доц. Рыбальченко В.С.
какому типу относится каждая из окислительновосстановительных реакций:
ZnS + O2 → ZnO + SO2
Fe2O3 + Al → Al2O3 + Fe
KMnO4 + NaJ + H2SO4 → MnSO4 + I2 + …
Cl2 + KOH → KCl + KClO3
4. Какой объем раствора бихромата калия, c массовой
концентрацией соли Смас.= 14,7 г/л необходимо взять для
окисления в присутствии серной кислоты раствора
сероводорода объемом 2 л с молярной концентрацией
C мол. = 0,1 моль/л? Реакция протекает по схеме:
K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + S + K2SO4 + H2O
III. Экспериментальная часть.
§1. Реакции с участием характерных окислителей.
a) В пробирку на кончике шпателя внесите железные
опилки и добавьте 3-5 капель хлорной воды (раствор хлора в
воде) Встряхните пробирку и дайте избытку железа
отстояться. Слейте жидкость с осадка и добавьте несколько
капель раствора щелочи. По цвету образовавшегося осадка
установите степень окисления железа в полученном
гидроксиде.
Следует иметь в виду, что гидроксид железа (II) имеет
зеленоватую окраску, а гидроксид железа (III) – бурую.
Напишите уравнения реакций:
 взаимодействия железа с водным раствором хлора;
 взаимодействия полученной соли с раствором щелочи.
б)
В пробирки поместите по 3 капли растворов бромида
калия и иодида калия. Добавьте в каждую по 3-5 капель
хлорной воды и по 3-5 капель бензола. Встряхните пробирки и
дайте жидкостям расслоиться. Отметьте цвет бензольных
колец с растворенными в нем галогенами.
Так как растворимость галогенов в бензоле существенно
больше, чем в воде, то при встряхивании происходит процесс
2
Методические материалы доц. Рыбальченко В.С.
перехода галогена из водного слоя в бензол (экстракция). По
цвету бензольного кольца можно судить о виде
растворенного в нем галогена.
Напишите уравнения реакций:
 взаимодействия бромида калия c водным раствором
хлора;
 взаимодействия иодида калия c водным раствором хлора;
Сделайте вывод об окислительной активности хлора по
сравнению с бромом и иодом.
в)
Несколько кусочков медной стружки или медной
пудры поместите в пробирку и (осторожно! опыт проводится
в вытяжном шкафу!) добавьте несколько капель
концентрированного раствора азотной кислоты. Обратите,
внимание на цвет выделяющегося газа и изменение цвета
раствора. Напишите уравнение реакции.
Реакции с участием характерных
восстановителей.
а) В пробирку с раствором соли меди (II) поместите
зачищенный наждачной бумагой железный гвоздь. Через
несколько минут можно отметить вытеснение меди из
раствора ее соли. Какой вывод можно сделать о
сравнительной восстановительной активности железа и меди?
Напишите уравнение реакции.
Пользуясь соответствующей таблицей, запишите значения
величин стандартных электродных потенциалов для меди
Ε0(Cu+2/Cu) и железа Ε0(Fe+2/Fe). Какие выводы можно
сделать, исходя из положения металла в ряду стандартных
электродных потенциалов металлов?
§2.
Окислительно - восстановительная
двойственность.
Некоторые вещества, в зависимости от условий среды и
наличия более сильных окислителей (восстановителей) могут
проявлять в одних случаях окислительные свойства, а в
§3.
3
Методические материалы доц. Рыбальченко В.С.
других - восстановительные. К таким веществам относятся,
например, пероксид водорода (H2O2), водный раствор оксида
серы (IV) (сернистая кислота), сульфиты и др.
а) Налейте в пробирку раствор иодида калия, подкислите
его серной кислотой и добавьте немного пероксида водорода.
Реакция протекает по схеме:
KJ +H2O2 + H2SO4 → J2 + K2SO4 + Н2О…
Что наблюдается? Какую функцию выполняет пероксид
водорода в этой реакции? Напишите уравнение реакции,
составив схему электронного баланса. Укажите процессы
окисления и восстановления, окислитель и восстановитель.
в) Налейте в пробирку раствор перманганата калия,
подкислите его серной кислотой и добавьте пероксид
водорода. Как меняется цвет раствора? Как изменилась
степень окисления атома марганца? Какие свойства проявляет
пероксид водорода в этой реакции?
Реакция протекает по схеме:
KMnO4 +H2O2 + H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 + O2…
Напишите уравнение реакции, составив схему электронного
баланса. Укажите процессы окисления и восстановления,
окислитель и восстановитель.
Примечание: В ряде вышеприведенных окислительновосстановительных реакций изменяется цвет раствора. По
изменению цвета раствора можно судить о продуктах
окисления-восстановления,
если
знать
цвета
соответствующих ионов.
Цвет катионов
Cu2+
Cr3+
Mn2+
голубой
зеленый
бесцветный
Цвет анионов
CrO42Cr2O72MnO4-
желтый
оранжевый
фиолетовый
4