Опыт 2.Восстановительные свойства соединений Mn(II)

а) Внести в пробирку 1-2 капли раствора соли марганца (II), 2-3 капли 2 н. раствора гидроксида натрия и 1-2 капли перекиси водорода.

- отметить, какие изменения происходят с осадком ………….

 

- Составить уравнение реакции, учитывая, что образуется диоксид марганца:

Mn(OH)₂ + H₂O₂ →

 

- как изменилась степень окисления марганца …………………………………

- Указать окислитель…………………, восстановитель…………………..

- Рассчитать ЭДС реакции: ЭДС = φ_ок. – φ_вос. =

 

- какие свойства проявляет гидроксид марганца (II)……………..

 

 

б) В пробирку налить 1-2 капли раствора соли марганца (II) и 1-2 капли перманганата калия.

- отметить, какие изменения происходят в пробирке ………….

- составить уравнение реакции, учитывая, что образуется диоксид марганца:

KMnO₄ + MnSO₄ + H₂O → MnO₂ + H₂SO₄ + ….

 

- укажите степени окисления марганца в соединениях………………………

- Указать окислитель…………………, восстановитель…………………..

- Рассчитать ЭДС реакции: ЭДС = φ_ок. – φ_вос. =

 

- какие свойства проявляет сульфат марганца (II)……………..

- какие свойства проявляет перманганат калия….……………..

- сделать вывод о свойствах сульфата марганца (II) и перманганата калия.

Опыт 3. Растворимость и кислотно-основные свойства оксида марганца (IV)

В три пробирки поместить по 1 микрошпателю оксида марганца (IV). В 1-ю пробирку прилить дистиллированной воды, во 2-ю - раствор азотной кислоты, в 3-ю – концентрированный раствор гидроксида натрия.

- Отметить изменение окраски растворов и

растворимость оксида марганца (IV)в воде ………

растворимость оксида марганца (IV) в кислоте ………

растворимость оксида марганца (IV) в щелочи………

- составить уравнения реакций:

MnO₂ + HCl →…

 

MnO₂ + NaOH + H₂O →…

- сделать вывод о свойствах оксида марганца (IV).

 

 

Опыт 4. Окислительные свойства оксида марганца (IV)

В пробирку поместить 1 микрошпатель диоксида марганца и несколько капель концентрированной хлороводородной кислоты. Пробирку нагреть на спиртовке. Над отверстием пробирки подержать фильтровальную бумагу, смоченную раствором йодида калия (показательный опыт)

- отметить, какие изменения происходят в пробирке при нагревании………….

 

- определить, какой выделяется газ…..

- на фильтровальной бумаге образуется…..

- составить уравнение реакции, учитывая, что образуется хлорид марганца (II), хлор и вода:

MnO₂ + HCl → ………….. + ……. + ……

 

- как изменилась степень окисления марганца ………………хлора…………………

- Указать окислитель…………., восстановитель…………………..;

- какие свойства проявляет оксид марганца (IV)

- Рассчитать ЭДС реакции: ЭДС = φ_ок. – φ_вос. =

 

- возможно ли самопроизвольное протекание реакции при стандартных условиях…

- составить уравнение Нернста для электрохимической системы окислителя:

 

 

Проанализируйте, как влияет увеличение концентрации соляной кислоты на величину окислительно-восстановительного потенциала электрохимической системы окислителя:

 

 

- составить уравнение Нернста для электрохимической системы восстановителя:

 

 

- Проанализируйте, как влияет увеличение концентрации соляной кислоты на величину окислительно-восстановительного потенциала электрохимической системы восстановителя:

 

 

- Составить уравнение реакции хлора с йодидом калия:

KI + Cl₂ =

 

- Вывод

 

Опыт 5.Окислительно–восстановительные свойства

Соединений марганца (VI)

а) Поместить в пробирку 2-3 капли темно – зеленого раствора манганата натрия и добавить 2-3 капли 2 н. раствора уксусной кислоты.

- отметить, какие изменения происходят в пробирке ………….

 

- Составить уравнение реакции диспропорционирования манганата (VI) натрия, учитывая, что образуется перманганат натрия и диоксид марганца:

Na₂MnO₄ + CH₃COOH →

 

- Рассчитать ЭДС реакции: ЭДС = φ_ок. – φ_вос. =

- манганат (VI) устойчив в……….……..среде

Вывод:

 

 

б) К 2-3 каплям раствора сульфита натрия добавить несколько капель 2 н раствора серной кислоты и манганата (VI) натрия.

- отметить, какие изменения происходят в пробирке ………….

- как изменилась степень окисления марганца ………………серы…………………

- Указать окислитель…………., восстановитель…………………..;

- какие свойства проявляет манганат (VI) натрия…………..

 

- Составить уравнение реакции, учитывая, что образуется сульфат марганца(II), сульфат натрия:

Na₂MnO₄ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ → MnSO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

 

- Рассчитать ЭДС реакции: ЭДС = φ_ок. – φ_вос. =

Вывод:

 

 

Опыт 6.Окислительные свойства перманганата калия (см. ЛР №1)

В три пробирки внести по 1-2 капли раствора перманганата калия. В одну пробирку добавить 2 капли 2 н. раствора серной кислоты, в другую – столько же воды, в третью – 3-4 капли 2 н. раствора щелочи. Во все три пробирки прибавить по одному микрошпателю кристаллического сульфита натрия.

 

Перманганат калия проявляет свойства………..……….…………за счет…………..

Определите, какие продукты образовались из перманганата калия в каждой из пробирок, учитывая, что перманганат калия – может восстанавливаться до бесцветной соли марганца(II), бурого осадка диоксида марганца(IV) или ярко зеленого манганата(VI)

а) в кислой среде перманганат калия восстановился до …

 

б) в нейтральной среде перманганат калия восстановился до …

 

в) в сильнощелочной среде перманганат калия восстановился до …

 

Составьте уравнения реакций

а) в кислой среде реакция протекает в соответствии со схемой:

Расставить коэффициенты в молекулярном уравнении реакции:

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

 

б) в нейтральной среде реакция протекает в соответствии со схемой:

Расставить коэффициенты в молекулярном уравнении реакции:

KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂O → MnO₂ + Na₂SO₄ + KOH

 

в) в сильнощелочной среде реакция протекает в соответствии со схемой:

 

Расставить коэффициенты в молекулярном уравнении реакции:

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

Сравните окислительные свойства перманганата калия в разных средах:

 

 

Вывод о том, как влияет среда на окислительно-восстановительные свойства перманганата калия:

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

 

Уфимский государственный нефтяной технический университет

 

Кафедра «Общая и аналитическая химия»

 

Дисциплина «Общая и неорганическая химия»

 

 

ОТЧЕТ

 

по лабораторной работе №13

 

На тему: «Химические свойства галогенов и их соединений»

 

Выполнил

студент группы__________ ______________ Фамилия И.О.

(Подпись, дата)

 

 

Принял

доцент кафедры ОАХ ______________

(Подпись, дата)

Цель работы:

- Изучить свойства неметаллов VIIА – подгруппы;

- Изучить свойства характеристичных соединений неметаллов VIIА – подгруппы.

Краткая теория.

1. Положение элементов в периодической системе, свойства атомов

Электронные конфигурации атомов, валентные электроны неметаллов VIIА- подгруппы:

Степени окисления: VIIА - подгруппа …………..……..…….

 

2. Свойства простых веществ – галогенов:

- физические свойства галогенов:

агрегатные состояния при стандартных условиях:

 

температуры кипения, температуры плавления

 

растворимость в воде ………..; органических растворителях …………………

 

электропроводность ………………..

- значения стандартных окислительно-восстановительных (электродных) потенциалов

φ_(F2/F-) = …………..φ_(Cl2/Cl-) = ……………. φ_(Br2/Br-) = ……………… φ_(I2/I-) = …………

 

- окислительная активность галогенов в ряду: (F₂ Cl₂ Br₂ I₂) …………………:

 

- восстановительная активность галогенидов в ряду: (F^- Cl^- Br^- I^-) …………………:

 

Составьте уравнения реакций:

взаимодействие галогенов с водой протекает по-разному:

а) окислить воду может только ………

H₂O + F₂ → O₂ + …….

 

б) хлор, бром, йод в воде ………………растворимы; незначительно растворяясь в воде диспропорционируют:

H₂O + Cl₂ → HClO + ……

- в нейтральных растворах равновесия диспропорционирования смещены в сторону …………………

- основное реагирующее вещество в «хлорной воде» - ………………….

- основное реагирующее вещество в «бромной воде» - ………………….

- основное реагирующее вещество в «йодной воде» - ………………….

- в щелочных растворах равновесия диспропорционирования смещены в сторону …………………

- в холодном водном растворе щелочи галогены диспропорционируют с образованием галогенидов и гипогалогенитов:

Cl₂ + NaOH → NaClO + ……

- хлорную известь, получают пропуская хлор через раствор гашеной извести; составьте уравнение реакции

 

- в горячем водном растворе щелочи галогены диспропорционируют с образованием галогенидов и галогенатов:

Cl₂ + NaOH → NaClO₃ + ……

 

- в водных кислых растворах кислот, окисляющими H⁺ (HF, HCl, HBr, HI, разбавленной H₂SO₄, H₃PO₄, RCOOH и другими) галогены ……………………, если невозможно окисление галогенами анионов соответствующих кислот:

HI + Cl₂ → HCl + ……

 

- взаимодействие с концентрированной H₂SO₄:

а) I₂ + H₂SO_4(конц) → ………….+ SO₂ + H₂O

 

- взаимодействие с концентрированной HNO₃:

б) I₂ + HNO_3(конц) → ………….+ NO₂ + H₂O

3. Свойства галогеноводородов и их солей:

Формулы и названия галогеноводородов……………

 

- агрегатные состояния галогеноводородов………………

- растворимость галогеноводородов в воде ……………….

- растворы галогеноводородов в воде называют:

HF - …………………… HCl - ………….

HBr - …………………… HI - ………

 

- Укажите и сравните кислотные свойства в ряду кислот: HF - HCl – HBr – HI_………...

 

- Укажите, какие свойства в окислительно-восстановительных реакциях могут проявлять галогеноводородные кислоты:

 

 

- Укажите и сравните восстановительные свойства в ряду галогенидов:

F^- …. Cl^- ….Br^- …. I^-…...

 

4. Свойства оксидов и кислородсодержащих кислот галогенов:

- формулы оксидов галогенов ……………………………………….

 

- составьте формулы кислородсодержащих кислот галогенов……………………………

 

- назовите кислородсодержащие кислоты галогенов и их соли:

 

 

- растворимость, взаимодействие с водой оксидов галогенов

 

 

- диссоциация в водном растворе кислородсодержащих кислот галогенов

 

Слабые кислотные свойства проявляют соединения хлора:………….

 

Сильные кислотные свойства проявляют соединения хлора:………….

 

- взаимодействие оксидов и кислот галогенов с основаниями и основными оксидами.

ClO₂ + NaOH → NaClO₂ + NaClO₃ + H₂O

 

Cl₂O₇ + NaOH → ……….. + H₂O

 

HClO₄ + NaOH → ……….. + H₂O

 

- Сравнить устойчивость в ряду кислот: HClO – HClO₂ – HClO₃ – HClO_4………………..

 

- Укажите и сравните кислотные свойства в ряду кислот:

HClO …….…….– HClO₂ ……………– HClO₃ …………..– HClO_4………...

 

- Укажите и сравните кислотные свойства в ряду кислот:

HClO…………. – HBrO ……………..– HIO_………...

 

- Укажите и сравните окислительные свойства в ряду кислот:

HClO …………– HClO₂ ……………– HClO₃ …………– HClO₄…..

 

5. Растворимость солей, гидролиз солей

Плохо растворимы галогениды………….

 

Растворимые гипогалогениты подвергается гидролизу по …………….., среда в растворе …………………….

- Сравнить гидролизуемость солей в ряду: KClO – KBrO – KIO………………...

 

- Сравнить гидролизуемость солей в ряду: KClO – KClO₂ – KClO₃ – KClO₄ …………

 

6. Окислительно-восстановительные свойства соединений галогенов

- Используя значения ОВП, приведенных на диаграмме Латимера, охарактеризовать окислительно-восстановительные свойства соединений.

 

Укажите соединения хлора, проявляющие

а) только окислительные свойства………

 

б) только восстановительные свойства…….

 

в) двойственные окислительно-восстановительные свойства…….

 

Все опыты проводить в вытяжном шкафу, так как все галогены и галогеноводороды очень ядовиты!