Опыт 1. Окислительные свойства перманганата калия в различных средах

Перманганат-ион проявляет______________________т.к._________________________,

восстанавливается до (напишите образующийся ион и его окраску):

1 в кислой среде__________________________________________________________________

2 в нейтральной среде_____________________________________________________________

3 в щелочной среде_______________________________________________________________.

Напишите уравнения реакций, рассчитайте ЭДС реакций, возможность протекания реакции:

1. В кислой среде реакция протекает по схеме:

KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ → MnSO₄ + K₂SO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

напишите реакцию в ионном виде:

________________________________________________________________________________

подсчитайте материальный баланс:

MnO₄^-_______+________→ Mn²⁺_________+________ (процесс______________)

SO₃^2-________+________→ SO₄^2-________+________ (процесс______________)

найдите наименьшее общее кратное, подберите коэффициенты, напишите реакцию в ионном виде с учетом коэффициентов:

________________________________________________________________________________

расставьте коэффициенты в молекулярном уравнении.

Выпишите значения стандартных электродных потенциалов, рассчитайте ЭДС:

окислителя, φ⁰ (______________________) =

восстановителя φ⁰ (______________________) =

ЭДС = _________________________________________________________________________.

2. В нейтральной среде реакция протекает по схеме:

KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂O → K₂MnO₄ + Na₂SO₄ + KOH

напишите реакцию в ионном виде:

________________________________________________________________________________

подсчитайте материальный баланс:

MnO₄^-_______+________→ MnO₄^2-_______+________ (процесс_______________)

SO₃^2-_______+________→ SO₄^2-_______+________ (процесс______________)

найдите наименьшее общее кратное, подберите коэффициенты, напишите реакцию в ионном виде с учетом коэффициентов:

________________________________________________________________________________

расставьте коэффициенты в молекулярном уравнении.

Выпишите значения стандартных электродных потенциалов, рассчитайте ЭДС:

окислителя, φ⁰ (_____________________) =

восстановителя φ⁰ (____________________) =

ЭДС = _________________________________________________________________________.

3. В щелочной среде реакция протекает по схеме:

KMnO₄ + Na₂SO₃ + КOH → MnO₂ + K₂SO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

напишите реакцию в ионном виде:

________________________________________________________________________________

подсчитайте материальный баланс:

MnO₄^-_______+________→ MnO₂_______+________ (процесс______________)

SO₃^2-_______+________→ SO₄^2-_______+_________ (процесс______________)

найдите наименьшее общее кратное, подберите коэффициенты, напишите реакцию в ионном виде с учетом коэффициентов:

________________________________________________________________________________

расставьте коэффициенты в молекулярном уравнении.

Выпишите значения стандартных электродных потенциалов, рассчитайте ЭДС:

окислителя, φ⁰ (_____________________) =

восстановителя φ⁰ (_____________________) =

ЭДС = _________________________________________________________________________.

Вывод: (как влияет среда на протекание ОВР, заключение об окислительной способности перманганат-иона в разных средах)______________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________.

 

Опыт 2. Окислительно-восстановительные свойства соединений элементов, находящихся в промежуточной степени окисления

В нитрите натрия азот находится в _________________________ степени окисления, поэтому проявляет ____________________________________________свойства

Запишите наблюдения:

1_______________________________________________________________________________

2______________________________________________________________________________.

1. Реакция протекает по схеме:

KMnO₄ + NaNO₂ + H₂SO₄ → MnSO₄ + K₂SO₄ + NaNO₃ + H₂O

напишите реакцию в ионном виде:

________________________________________________________________________________

подсчитайте материальный баланс:

MnO₄^-_______+________→ Mn²⁺ _______+________ (процесс______________)

NO₂^-_______+________→ NO₃^- _______+________ (процесс______________)

найдите наименьшее общее кратное, подберите коэффициенты, напишите реакцию в ионном виде с учетом коэффициентов:

________________________________________________________________________________

расставьте коэффициенты в молекулярном уравнении.

2. Реакция протекает по схеме:

KI + NaNO₂ + H₂SO₄ → I₂ + K₂SO₄ + N₂ + H₂O

напишите реакцию в ионном виде:

________________________________________________________________________________

подсчитайте материальный баланс:

I^-_______+________ → I₂_______+________ (процесс______________)

NO₂^-_______+________→ NO₃^-_______+________ (процесс______________)

найдите наименьшее общее кратное, подберите коэффициенты, напишите реакцию в ионном виде с учетом коэффициентов:

________________________________________________________________________________

расставьте коэффициенты в молекулярном уравнении.

Вывод: (объясните наблюдения; в каком случае нитрит-ионы проявляют восстановительные, в каком – окислительные свойства, почему)______________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________.

 

Реакции диспропорционирования

Опыт 3. Взаимодействия йода с щелочами

Реакция протекает по схеме:

I₂ + KOH → KI + KIO₃ + H₂O

напишите реакцию в ионном виде:

________________________________________________________________________________

подсчитайте материальный баланс:

I₂_______+________→ I^-_______+________ (процесс______________)

I₂_______+________→ IO₃^-_______+________ (процесс______________)

найдите наименьшее общее кратное, подберите коэффициенты, напишите реакцию в ионном виде с учетом коэффициентов:

________________________________________________________________________________

расставьте коэффициенты в молекулярном уравнении.

Вывод: (какие свойства проявляет молекулярный йод, почему реакция называется диспропорционированием)____________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________.

Реакции внутримолекулярного окисления-восстановления

Опыт 4. Термическое разложение перманганата калия

Запишите наблюдения:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Реакция протекает по схеме:

KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

расставьте степени окисления атомов химических элементов, подсчитайте материальный баланс:

Mn⁺⁷_______+________→ Mn^+6- (процесс______________)

Mn⁺⁷_______+________→ Mn⁺⁴ (процесс______________)

O^-2_______+________→ O₂ (процесс______________)

объедините одинаковые процессы, найдите наименьшее общее кратное, подберите коэффициенты:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

расставьте коэффициенты в молекулярном уравнении.

Вывод: ___________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________.

Двойственное поведение пероксида водорода в ОВР

Опыт 5. Восстановительные свойства пероксида водорода

Реакция протекает по схеме:

KMnO₄ + H₂O₂ + H₂SO₄ → MnSO₄ + K₂SO₄ + O₂ + H₂O

Запишите наблюдения, обратите внимание на выделение газа:___________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Пероксид водорода Н₂О₂, степень окисления атома кислорода________________, это промежуточная степень окисления, поэтому пероксид водорода проявляет окислительно-восстановительную двойственность.

Перманганат калия проявляет только______________________свойства, следовательно пероксид водорода – ________________ свойства и участвует в процессе________________

напишите реакцию в ионном виде:

________________________________________________________________________________

подсчитайте материальный баланс:

MnO₄^-_______+________→ Mn²⁺_______+________ (процесс______________)

H₂O₂_______+________→ O₂_______+________ (процесс______________)

найдите наименьшее общее кратное, подберите коэффициенты, напишите реакцию в ионном виде с учетом коэффициентов:

________________________________________________________________________________

расставьте коэффициенты в молекулярном уравнении.

Вывод: ___________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________.

 

Опыт 6. Окислительные свойства пероксида водорода

Реакция протекает по схеме:

KI + H₂O₂ + H₂SO₄ → I₂ + K₂SO₄ + H₂O

Запишите наблюдения:

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Иодид калия проявляет только___________________________________свойства, следовательно, пероксид водорода проявляет _____________________ свойства и участвует в процессе________________

напишите реакцию в ионном виде:

________________________________________________________________________________

подсчитайте материальный баланс:

I^-_______+________ → I₂_______+________ (процесс______________)

H₂O₂_______+________→ H₂O_______+________ (процесс______________)

найдите наименьшее общее кратное, подберите коэффициенты, напишите реакцию в ионном виде:

________________________________________________________________________________

расставьте коэффициенты в молекулярном уравнении.

Вывод: ___________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

 

Кафедра «Прикладная химия и физика»

 

Дисциплина «Химия»

 

 

ОТЧЕТ

 

по лабораторной работе № ___

 

На тему: «Ряд напряжений металлов. Гальванические элементы. Электролиз»

 

Выполнил

студент группы__________ ______________ И.О. Фамилия

(Подпись, дата)

Принял

преподаватель кафедры ПХиФ ______________ И.О. Фамилия

(Подпись, дата)

Цель работы:

- изучить свойства ряда активности металлов;

- изучить процессы, протекающие при работе гальванического элемента;

- изучить процессы, протекающие на электродах при электролизе солей.

 

Теоретическая часть

Электрохимические процессы – _____________________________________________

_______________________________________________________________________________.

Электрод – ________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________.

Электродный потенциал (φ) – _______________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Величина электродного потенциала зависит от:

-____________________________________________________

-____________________________________________________

-____________________________________________________.

Эта зависимость выражается ______________________________________________________.

Стандартный электродный потенциал – _______________________________________

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________.

Рассчитайте значения электродных потенциалов Zn при концентрациях:

- 1 моль/л,_______________________________________________________________________

- 0,1 моль/л,______________________________________________________________________

- 0,01 моль/л,_____________________________________________________________________

- 0,0001 моль/л,__________________________________________________________________.

Ряд стандартных электродных потенциалов– ___________________________________

_______________________________________________________________________________.

для электрохимического процесса:

Чем_________________в ряду напряжений находится металл, тем он химически

активнее, легче__________________________, труднее _____________________________

из своих ионов.

Каждый металл этого ряда вытесняет ___________________________________ из растворов их солей. Напишите возможные реакции:

1. CuCl₂ + Fe →_______________________ 2. CoCl₂ + Sn →_____________________________

3. AuCl₃ + Cu →_______________________ 4. ZnCl₂ + Mg →____________________________.

Металлы, стоящие в ряду напряжений_________________водорода, вытесняют его из растворов разбавленных кислот. Напишите возможные реакции:

5. Со + НСl →________________________ 6. Cu + HCl →_______________________________

7. Fe + HCl →________________________ 8. Sb + HCl →_______________________________.

Чем дальше друг от друга расположены металлы в ряду напряжений, тем ____________________________ЭДС будет иметь гальванический элемент из этих металлов.

Рассчитайте ЭДС для реакций 1 – 4:

1. ЭДС =_____________________________ 2. ЭДС =___________________________________

3. ЭДС =_____________________________ 4. ЭДС =__________________________________.

Электролиз – ______________________________________________________________

_______________________________________________________________________________.

Положительно заряженный электрод _________________, на котором происходит процесс___________________________.

Отрицательно заряженный электрод __________________, на котором происходит процесс___________________________.

При электролизе водных растворов солей восстановление на катоде зависит от_____________________________________________________________________________.

Установите последовательность восстановления ионов металлов на катоде при электролизе:

Zn²⁺ _________________________________________

Au³⁺_________________________________________

Pb²⁺__________________________________________

Cr³⁺__________________________________________

H⁺___________________________________________.

При электролизе водных растворов солей окисление на аноде зависит от _______________________________________________________________________________.

Вода окисляется до:

____________________________________________________(среда кислая или нейтральная)

___________________________________________________(среда щелочная)

При электролизе водного раствора FeCl₂ происходят процессы на

катоде__________________________________________________________________________

аноде___________________________________________________________________________

суммарное уравнение_____________________________________________________________.

При электролизе водного раствора AgNO₃ происходят процессы на

катоде__________________________________________________________________________

аноде___________________________________________________________________________

суммарное уравнение_____________________________________________________________.

 

Экспериментальная часть

Опыт 1. Активность металлов

Запишите наблюдения:

1.______________________________________________________________________________

2.______________________________________________________________________________

3.______________________________________________________________________________

4._____________________________________________________________________________.

Напишите уравнения реакций, укажите переход электронов:

1. Zn + FeSO₄ → _________________________________________________________________

2. Zn + SnCl₂ → _________________________________________________________________

3. Zn + Pb(NO₃) → _______________________________________________________________

4. Zn + CuSO₄ → ________________________________________________________________.

Выпишите значения стандартных электродных потенциалов, отметьте окислитель и восстановитель, рассчитайте значение ЭДС реакций и возможность самопроизвольного протекания:

1. φ (Zn²⁺/Zn⁰) = _______эВ, _________, φ (Fe²⁺/Fe⁰) = _______эВ, _________,

ЭДС = ______________________________________________.

2. φ (Zn²⁺/Zn⁰) = _______эВ, _________, φ (Sn²⁺/Sn⁰) = _______эВ, _________,

ЭДС = ______________________________________________.

3. φ (Zn²⁺/Zn⁰) = _______эВ, _________, φ (Pb²⁺/Pb⁰) = _______эВ, _________,

ЭДС = ______________________________________________.

4. φ (Zn²⁺/Zn⁰) = _______эВ, _________, φ (Cu²⁺/Cu⁰) = _______эВ, _________,

ЭДС = ______________________________________________.

Расположите растворы солей в порядке увеличения значения ЭДС:

_______________________________________________________________________________.

Вывод: (какая реакция прошла быстрее всего и почему, какие металлы может вытеснить цинк из растворов солей)___________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________.