Опыт 1. Влияние среды на характер восстановления перманганата калия.

Выполнение работы. В три пробирки внести по 4 капли раствора перманганата калия (KMnO₄). В 1-ю пробирку добавить 2 капли 2 н раствора серной кислоты (H₂SO₄), во 2-ю пробирку – 2 капли дистиллированной воды, в 3-ю 2 капли 2 н раствора щелочи (NaOH). В каждую пробирку внести на кончике микрошпателя несколько кристалликов сульфита натрия (Na₂SO₃) и тщательно перемешать растворы до полного растворения соли. Отметить изменение окраски растворов во всех пробирках. В пробирках протекают следующие реакции:

1. KMnO₄ + Na₂SO₃+H₂SO₄ → MnSO₄+ Na₂SO₄+ K₂SO₄+H₂O;

2. KMnO₄ + Na₂SO₃+ H₂O →MnO₂ + Na₂SO₄ +KOH;

3. KMnO₄ + Na₂SO₃ +NaOH → K₂MnO₄ + Na₂MnO₄ + Na₂SO₄+H₂O.

Запись данных опыта. Написать уравнения реакций восстановления перманганата калия сульфитом натрия в кислой, нейтральной и щелочной средах. Коэффициенты подобрать методом электронно-ионного баланса. При этом учесть, что соединения марганца в различных степенях его окисления имеют характерные окраски: Mn²⁺- слабо-розовую окраску, а при малой концентрации практически бесцветен, MnO₂ (диоксид марганца) и гидроксид марганца являются трудно растворимыми веществами бурого цвета, MnO₄²⁻(манганат-ион) – зеленую окраску.

До какой степени окисления восстанавливается перманганат калия в растворах, имеющих рН< 7, рН = 7, рН >7? Вычислите молярную массу эквивалента KMnO₄ в каждом из этих случаев, зная, что М_Э = M (KMnO₄) / nē (число электронов принятых 1 моль окислителя).

Опыт 2. Окислительные и восстановительные свойства атомов р-элементов в промежуточных степенях окисления.

а) Соединения серы (+IV)в окислительно-восстановительных реакциях.

Выполнение работы. В 1-ю пробирку с раствором дихромата калия (K₂Cr₂O₇), во 2-ю с раствором сульфида натрия (Na₂S) внести по 1 капле 2 н раствора серной кислоты и на кончике шпателя несколько кристалликов сульфита натрия (Na₂SO₃). Как изменилась окраска раствора в 1-й пробирке? Почему помутнел раствор во 2-й пробирке? Окислителем или восстановителем может являться в химических реакциях K₂Cr₂O₇? Na₂S? Окислительные или восстановительные свойства проявляет Na₂SO₃?

Написать уравнения проведенных реакций. Коэффициенты подобрать методом полуреакций.

Опыт 3. Внутримолекулярные окислительно-восстановительные реакции.

а) Разложение дихромата аммония.

Выполнение работы. В фарфоровую чашку поместить горкой несколько микрошпателей кристаллического дихромата аммония ((NH₄)₂Cr₂O₇). В вершину горки вставить кусочек ленты магния и зажечь её. Через несколько секунд наблюдать бурное разложение соли: (NH₄)₂Cr₂O₇ → Cr₂O₃ + N₂ + 4H₂O.

Зеленые окатыши представляют собой Cr₂O₃ - оксид хрома (III). Атомы, какого элемента являлись окислителями? Восстановителями? Как изменилась степень их окисления?

Опыт 4. Окислительные и восстановительные свойства соединений олова (II) Выполнение работы. Внести в пробирку3 каплираствора (FeCl₃) хлорида железа(III) и 3 капли раствора (K₃[Fe(CN)₆]) гексацианоферрата (III) калия. Отметить окраску раствора и добавлять к нему по капелям раствор (SnCl₂) хлорида олова (II) до образования осадка. Окрашивание раствора в интенсивно синий цвет обусловлено появлением ионов Fe²⁺, образующих с K₃[Fe(CN)₆] синий осадок. Хлорид олова (II) при этом переходит в хлорид олова (IV).

FeCl₃ + SnCl₂ → FeCl₂ + SnCl₄ (уравняйте методом электронного баланса);

3FeCl₂ + 2K₃[Fe(CN)₆ ] → Fe₃[Fe(CN)₆]₂ + 6KCl.

Окислителем или восстановителем является ион Sn²⁺ в этой реакции?

В другую пробирку внести кусочек цинка и 5 капель раствора хлорида олова (II), наблюдать на поверхности цинка образование блестящих кристалликов олова. Написать уравнение реакции взаимодействия хлорида олова (II) с цинком, коэффициенты подобрать методом электронного баланса. Окислителем или восстановителем является ион Sn²⁺ в этой реакции?

ЭЛЕКТРОЛИЗ

 

Окислительно-восстановительные процессы, протекающие под действием постоянного электрического тока на электродах, погруженных в раствор или расплав электролита, называют электролизом.

При электролизе следует различать два параллельных процесса: на катоде происходит прием электронов ионами, т.е. их восстановление, на аноде происходит отдача электронов ионами, т.е. их окисление.

Электролиз расплавов электролитов (анод инертный)

 

Пример. В расплаве йодида калия при прохождении через него постоянного электрического тока протекают следующие процессы:

1. В расплаве йодид калия распадается на ионы:

KI ↔ K⁺+ I⁻

2. Под действием постоянного электрического тока катионы будут передвигаться к катоду, и принимать электроны, а анионы к аноду и отдавать электроны:

Катод (-)K: K⁺+ e → K (восстановление)

Анод (+)A: 2I⁻−2e → I₂ (окисление)

3.Суммируем уравнения процессов, протекающих на электродах. При этом необходимо учитывать, что число электронов отданных восстановителем должно равняться числу электронов принятых окислителем.

Катод (-)K: K⁺+ e → K │ 2

Анод (+)A: 2I⁻−2e → I₂ │ 1

2K⁺+ 2I⁻→ 2K + I₂

4. Перепишем уравнение в молекулярном виде:

2KI → 2K + I₂