Металлы VII В группы

Лабораторная работа № 12

Цель работы: изучить свойства марганца и его соединений.

Необходимые реактивы: оксид свинца (IV) (или сурик), оксид марганца (IV), гидроксид калия, перманганат калия, хлорат калия, сульфат марганца (II), персульфат аммония, карбонат кальция (мрамор), алюминиевые опилки; растворы: азотная кислота (65% и 2н), серная кислота (96% и 2н), хлористоводородная кислота (37%, 18% и 2н), уксусная кислота (1н), щавелевая кислота (1н), гидроксид натрия (1н), 0,5М растворы сульфида аммония, сульфата железа (II), бромида калия, перманганата калия, сульфата или хлорида марганца (II), сульфита натрия, сульфида натрия, иодида калия, хлорная и бромная вода, нитрат серебра (0,1М), этиловый спирт.

Необходимое оборудование: химические пробирки, фарфоровый тигель, шамотовый тигель, стальные ступка и пестик, фарфоровая чашка, пипетка на 1 мл, аппарат Киппа, колба Бунзена, фильтр Шотта №3, муфельная печь.

12.1. Соединения марганца.

12.1.2. Свойства гидроксида марганца Mn (II).

а). Взять в качестве исходного вещества хлорид марганца (II), получить гидроксид, изучить его свойства: отношение к кислороду воздуха, кислотам и щелочам. Написать уравнения реакций.

б). К небольшому количеству осадка прилить бромную воду. Что при этом образуется? Какими свойствами обладает гидроксид марганца (II)? Написать уравнения реакций.

12.1.3. Свойства солей марганца (II).

а). К раствору соли марганца (II) прилить раствор сульфида аммония. Какое вещество выпадает в осадок? Как изменяется цвет осадка при стоянии на воздухе? Написать уравнения соответствующих реакций.

б). К раствору сульфата марганца (II), подкисленному серной кислотой, добавить 1 каплю раствора нитрата серебра и несколько кристаллов персульфата аммония, а затем нагреть. Как изменяется окраска раствора? Каково назначение нитрата серебра? Какими свойствами обладают соли марганца (II)? Написать уравнения реакций в молекулярном и электронно-ионном виде.

в). Насыпать в пробирку немного оксида свинца (IV) или сурика, прибавить 2-3 мл концентрированной азотной кислоты и 1-2 капли раствора сульфата марганца (II). Смесь нагреть до кипения. После отстаивания отметить цвет раствора. Написать уравнения реакций в молекулярном и электронно-ионном виде. Эта реакция используется в аналитической химии для качественного определения соединений марганца.

12.1.4. Оксид марганца (IV).

Как можно получить оксид марганца (IV)? Какие вещества могут быть получены при прокаливании оксида марганца (IV) в зависимости от температуры? Что получается при взаимодействии оксида марганца (IV) с концентрированными растворами серной и хлористоводородной кислот? Написать уравнения реакций.

12.1.5. Получение манганата калия.

Сплавить в тигле немного бертолетовой соли с кусочком гидроксида калия и несколькими крупинками оксида марганца (IV) или сульфата марганца (II). Каков цвет полученного сплава? По охлаждении растворить сплав в небольшом объеме воды. Какой ион придает раствору окраску? Написать уравнение реакции. Какие свойства в этой реакции проявляет оксид марганца (IV) или сульфат марганца (II)? Какова роль едкого кали? Раствор сохранить для опытов.

12.1.6. Свойства соединений марганца (VI).

а). Образование и распад марганцовистой кислоты. К небольшому объему раствора манганата калия, полученного в опыте 12.1.5., прилить разбавленную уксусную кислоту. Наблюдать изменение цвета раствора и образование осадка. Объясните происходящее явление. Написать уравнения реакций.

б). Восстановительные и окислительные свойства манганата калия. К части полученного в опыте 12.1.5. зеленого раствора добавлять понемногу хлорной воды до изменения его цвета. Объяснить наблюдаемое явление. Написать уравнение реакции.

К раствору манганата калия прибавить раствор сульфита натрия и нагреть. Что происходит? Написать уравнение реакции.

К небольшому объему раствора манганата калия прилить раствор сернистой кислоты до кислой реакции (проба индикаторной бумагой). Что происходит? Написать уравнение реакции.

Какие свойства в опыте б) проявляет манганат калия? Как влияет реакция среды на процесс восстановления манганата калия?

в). Налить в две пробирки по 1 мл полученного раствора манганата калия, в одной пробирке раствор сильно разбавить водой, в другую прилить 2-3 мл воды и пропустить ток углекислого газа. Как и почему изменяется цвет раствора в обоих случаях? Написать уравнения реакций.

г). К раствору манганата калия прибавить несколько капель этилового спирта и осторожно нагреть. Что происходит? Написать уравнение реакции.

д). 1-2 мл раствора щавелевой кислоты нагреть до кипения и прибавить к нему раствор манганата калия. Как изменяется цвет раствора? Написать уравнение реакции.

12.1.7. Влияние среды на окислительные свойства манганата калия.

В две конические пробирки взять по 5 капель раствора манганата калия. Раствор в первой пробирке подкислить 2 каплями 2 н раствора серной кислоты, затем в обе пробирки внести микрошпателем несколько кристаллов сульфита натрия и слегка нагреть. Что наблюдается в обоих случаях? Как восстанавливается ион MnO₄^2- в кислом, нейтральном и щелочном растворах? Написать ионные уравнения реакций.

12.1.8. Свойства перманганата калия.

а). Положить в пробирку несколько кристаллов перманганата калия и сильно нагреть. Когда пробирка остынет, прибавить дистиллированной воды до 1/3 пробирки. Какой газ выделяется при этом? Написать уравнение реакции.

б). К нескольким каплям концентрированного раствора перманганата калия добавить немного щелочи и раствора глюкозы, нагреть пробирку. Как изменяется цвет раствора? Написать уравнение реакции.

в). К небольшим количествам раствора перманганата калия в отдельных пробирках прилить растворы сульфида натрия и йодида калия. Растворы подогреть. Как изменяется окраска растворов? Что выпадает в осадок? Написать уравнения реакций.

г). Налить в 3 пробирки по 0,5-1 мл раствора перманганата калия, подкислить серной кислотой и добавить соответственно растворы сульфата железа (II), сульфида натрия и сульфита натрия. Как изменяется окраска раствора? Написать уравнения реакций.

Как влияет среда на характер восстановления перманганатов в водном растворе? Сравнить значения стандартных электродных потенциалов перманганат-иона в кислой и нейтральной средах.

д). К раствору сульфата марганца (II) в пробирке приливать по каплям раствор перманганата калия. Что происходит? Написать уравнение реакции.

е). Влияние кислотности среды на скорость окисления. Налить в две пробирки по 2-3 мл раствора бромида калия и добавить поровну в первую пробирку разбавленной серной кислоты, во вторую – разбавленной уксусной кислоты. Добавить в каждую пробирку по 10-15 капель раствора перманганата калия. Отметить, одновременно ли наблюдается исчезновение окраски в обеих пробирках. Как влияет кислотность среды на скорость окисления перманганатом калия? Написать уравнения реакций в молекулярной и ионной форме.

12.1.9. Получение и свойства оксида марганца (VII).

Опыт проводить под тягой, в присутствии преподавателя!

а). Несколько кристаллов перманганата калия растереть в порошок и высыпать в небольшую фарфоровую чашечку. При помощи пипетки или стеклянной трубки смочить соль несколькими каплями 96% раствора серной кислоты. Что при этом образуется?

б). Конец стеклянной палочки смочить приготовленной смесью и поднести его к этиловому эфиру, налитому в фарфоровую чашечку. Что происходит?

Таким же образом можно зажечь спиртовку со спиртом. (Ни в коем случае нельзя повторять опыт одной и той же палочкой).

Напишите формулы всех оксидов марганца и сопоставьте их свойства. Как и почему изменяются свойства в ряду гидроксидов марганца, соответствующих различным степеням его окисления? Какие из гидроксидов марганца неустойчивы на воздухе?

Какие элементы являются аналогами марганца? Дайте общую характеристику элементов подгруппы марганца.

Дата добавления: 2015-06-25