Дослід 15. Молібденова та вольфрамова кислоти

а) Добування молібденової кислоти та вивчення її властивостей. До двох пробірок з насиченим розчином молібдату амонію (0,5 мл) додайте краплями одну з концентрованих сильних кислот: соляну, азотну або сірчану – до утворення осаду молібденової кислоти. Потім до першої пробірки з осадом долийте краплями розчин гідроксиду натрію, до другої – надлишок концентрованої кислоти до розчинення осаду. Другу пробірку злегка нагрійте на водяній бані. Напишіть рівняння реакцій.

· Які іони утворює молібден(VI)?

· Напишіть рівняння дисоціації молібденової кислоти. В якому напрямку переважно зміщена рівновага у цій системі?

б) Добування вольфрамової кислоти. Налийте до двох пробірок по 1 мл насиченого розчину вольфрамату натрію або амонію. До однієї пробірки додайте краплями розчин хлороводневої кислоти (2 моль/л), а іншу трохи нагрійте на водяній бані. Спостерігайте випадіння осадів та порівняйте їхній колір. Напишіть рівняння реакцій.

Дослід 16. Солі молібденових та вольфрамових кислот

Добування тіосолі та сульфіду молібдену(VІ). Налийте до пробірки 1 мл молібдату амонію та додайте краплями розчин полісульфіду до темно-червоного забарвлення, характерного для тіомолібдату амонію. До добутого розчину долийте кілька крапель розчину сірчаної кислоти до утворення осаду трисульфіду молібдену. Який колір має осад? Напишіть рівняння реакцій.

· Поясніть, з якою метою іон вводять при добуванні сульфіду молібдену(VІ).

Дослід 17. Відновлення сполук молібдену(VI) та вольфраму(VI)

а) Відновлення молібдату амонію. Налийте до двох пробірок по 1-2 мл розчину молібдату амонію, підкисліть кількома краплями концентрованої хлороводневої кислоти та додайте до однієї 1-2 шматочки цинку, до другої 1-2 мл хлориду олова(ІІ) до зміни забарвлення розчину. Порівняйте хід реакції в пробірках.

б) Відновлення сполук вольфраму(VI) до низьких ступенів окиснення. До насиченого розчину вольфрамату натрію додайте 2-3 шматочки цинку та кілька крапель концентрованої хлороводневої кислоти. Спостерігайте поступову зміну забарвлення внаслідок відновлення вольфраму(VI) до нижчих ступенів окиснення.

Кілька кристалів вольфрамату натрію, розтертих у порошок, покладіть на перегорнуту кришку фарфорового тиглю, змочіть 1-2 краплями концентрованої хлороводневої кислоти та додайте 1-2 кристали хлориду олова(ІІ). Зафіксуйте появу синього забарвлення внаслідок відновлення вольфрамату.

Манган та його сполуки

 

Мета роботи. Ознайомлення з хімічними властивостями мангану та його сполук. Встановлення залежності властивостей сполук мангану від ступеня його окиснення.

13.1. Контрольні питання

1. В якому з природних мінералів – МnO₂ (піролюзит) чи MnCO₃ (родохрозит) – масова частка мангану більша? Відповідь підтвердіть розрахунками.

2. Напишіть рівняння реакцій, що відповідають такій послідовності перетворень:

Mn → Х₁ → Mn(NO₃)₂ → X₂ → K₂MnO₄ → X₃ → Mn.

3. Наведіть графічні формули гаусманіту та брауніту та вкажіть, до якого класу сполук належать ці речовини.

4. Назвіть сполуки: Mn(OH)₂, Mn(OH)₃, Mn(OH)₄. Як змінюється характер дисоціації цих сполук у водних розчинах? Яка сіль сильніше гідролізується: MnSO₄ чи Mn(SO₄)₂? Чому?

5. Закінчіть рівняння реакцій:

MnCl₂ + KOCl + KOH

MnSO₄ + NaNO₃ + Na₂СО₃ Na₂MnO₄ + СО₂ + …

Які властивості солей мангану підтверджуються у наведених рівняннях? Розрахуйте еквіваленти Mn²⁺ в цих реакціях.

6. Закінчіть рівняння реакцій та розставте коефіцієнти електронно-іонним методом:

MnO₂ + NaI + H₂SO₄

MnO₂ + KClO₃ + NaOH

7. Закінчіть рівняння реакцій:

К₂MnO₄ + KI + H₂O

К₂MnO₄ + CaOCl₂ + H₂SO₄

На які властивості манганату калію вказують наведені реакції?

8. До якого типу окиснювально-відновних реакцій можна віднести реакцію розкладу манганистої кислоти?

9. Як ступінь відновлення мангану(VI) залежить від середовища?

10. В якому середовищі - кислому, нейтральному чи лужному - краще виражені окисні властивості перманганату калію? Відповідь підтвердіть відповідними рівняннями реакцій.

11. Запишіть рівняння реакції окиснення сульфату заліза(ІІ) розчином перманганату калію у нейтральному та кислому середовищах.

Задачі

1. Внаслідок прожарювання еквімолярної суміші нітрату, оксиду та фториду Mn(II) маса суміші зменшилася на 9,2 г. Визначте масу вихідної суміші, якщо масова частка металу в ній становить 48,1%. Відповідь: 34,3 г.

2. Після нагрівання 11,6 г перманганату калію утворилося 10,42 г твердої суміші. Який максимальний об’єм хлору (н.у.) можна добути дією на утворену суміш соляної кислоти з масовою часткою хлороводню 36,5% (густина 1,187 г/см³)? Який об’єм кислоти витрачено? Відповідь: 2,49 л Сl₂; 37,11 мл розчину HCl.

3. Кисень, що виділився при розкладі перманганату калію, повністю використали на перетворення оксиду мангану(IV) на манганат калію у лужному середовищі. Визначте масу манганату калію, що утворився, якщо для його добування витратили 75 мл розчину (густина 1,2 г/см³) гідроксиду калію з масовою часткою КОН 22%. Відповідь: 34,8 г K₂MnO₄.

4. Знайдіть масу феромангану (w = 84% мангану), яку необхідно взяти для добування 5 т манганової сталі, що містить 15% мангану? Відповідь: 892,86 кг.

5. Яку масу оксиду мангану(IV) необхідно взяти для добування 5 л хлору, виміряного при температурі 20°С та тиску 100,8 кПа? Відповідь: 18 г.

6. Яка маса персульфату амонію необхідна для окиснення 50 мл 0,1 н розчину сульфату мангану(II)? Відповідь: 0,66 г.

7. Які об’єми 5%-них розчинів сульфату мангану(II) (r = 1,06 г/см³) та перманганату калію (r = 1,04 г/см³) необхідно змішати для добування 5 г оксиду мангану(IV)? Відповідь: 98,1 мл; 69,2 мл.

8. Яку масу перманганату калію необхідно взяти, щоб добути 2,7 л кисню, виміряного при температурі 20°С та тиску 100,8 кПа? Відповідь: 35,3 г.

9. Скільки необхідно піролюзиту (80% оксиду мангану(IV)) та гідроксиду калію для добування манганату калію шляхом сплавлення, з якого окисненням за допомогою хлору можна добути 100 г перманганату калію? Відповідь: 68,83 г піролюзиту та 70,88 г КОН.

10. Який об’єм (мл) SO₂, виміряного за нормальних умов, потрібно пропустити крізь 200 мл 0,1 н розчину перманганату калію, підкисленого сірчаною кислотою, для його повного знебарвлення? Відповідь: 0,224 л.

11. На титрування у кислому середовищі розчину, що містить наважку 0,2 г сульфату заліза(ІІ), витрачено 11 мл 0,1 н розчину перманганату калію. Знайдіть мас. частку (%) домішок сульфату заліза(ІІІ), що містяться в наважці. Відповідь: 15,4%.

13.3. Зразок завдання для поточного контролю