Окислительно-восстановительные реакции

Лабораторная работа № 7.

Примеры решения задач.

Пример 1. Написать уравнение окислительно-востановительной реакции. Расставить степень окисления каждого химического элемента. Составить уравнение электронного баланса. Определить окислитель и восстановитель, расставить коэффициенты, придерживаясь определенной последовательности. В начале уравнивают атомы металлов, затем не металлов, затем кислотные остатки, кислород и водород.

2K⁺¹Mn⁺⁷O₄⁻²+ 3H₂⁺¹S⁺⁶O₄⁻² + 5K⁺¹N⁺³O₂⁻² =2 Mn⁺²S⁺⁶O₄⁻² + K₂⁺¹S⁺⁶O₄⁻² + 5K⁺¹N⁺⁵O₃⁻² +3H₂⁺¹O⁻²

Mn⁺⁷ → +5e = Mn⁺² окислитель, восстановление

N⁺³ → −2 e = N⁺⁵ восстановитель, окисление

Опыт 1. Окислительные свойства атомов элементов в высшей степени окисления

В три пробирки внесите по 3-4 капли сероводородной воды. В первую пробирку прибавьте 2-3 капли концентрированной серной кислоты (плотность 1,84 г/см³). Помутнение раствора обусловлено образованием серы в результате взаимодействия S^–2 и S⁺⁶. Какие свойства проявляла сера в каждой их этих степеней окисления? Напишите уравнение реакции.

Во вторую пробирку добавьте 3-4 капли 2 н. хлороводородной кислоты. Почему не выпадает осадок? Добавьте в эту пробирку 1-2 капли раствора дихромата калия K₂Cr₂O₇ до появления зеленой окраски, характерной для ионов Cr³⁺. Почему помутнел раствор? Напишите уравнение реакции и укажите восстановитель и окислитель.

В третью пробирку внесите по 2-3 капли растворов сульфата марганца (II) и 2 н. азотной кислоты, добавьте один микрошпатель висмутата натрия NaBiO₃. Появление малиново-фиолетовой окраски раствора указывает на окисление ионов Mn²⁺ висмутом в перманганат–ионы MnO₄^–. Напишите уравнение реакции, учитывая, что продуктами являются марганцевая кислота HMnO₄ и нитрат висмута (III).

Напишите электронные конфигурации атомов серы, хрома, висмута в их высших степенях окисления. Обоснуйте окислительные свойства этих атомов в данных степенях окисления.

Опыт 2. Восстановительные свойства атомов элементов в низшей степени окисления.

В две пробирки внесите по 2-3 капли бромной воды. В первую пробирку добавьте несколько капель сероводородной воды, во вторую – 25%-ного раствора аммиака. Что происходит с окраской растворов?

Напишите уравнения реакций, учитывая, что одним из продуктов взаимодействия брома с сероводородом является сера, а во втором случае из аммиака образуется азот. Какие свойства в этих реакциях проявляли атомы серы и азота в соответствующих степенях окисления, а именно S^–2, N^–3?

В третью пробирку внесите 2-3 капли иодида калия и добавьте хлорной воды. Какое вещество окрасило раствор в коричневый цвет? Напишите уравнение реакции. Чем являются ионы I^– в данном окислительно-восстановительном процессе?

Напишите электронные конфигурации атомов йода, серы и азота в отрицательных степенях окисления. Могут ли они являться окислителями в химических реакциях?

Опыт 3. Окислительно-восстановительные свойства атомов элементов в промежуточной степени окисления

В первую пробирку с раствором дихромата калия K₂Cr₂O₇ и во вторую с раствором сульфида натрия Na₂S внесите по нескольку капель 2 н. серной кислоты и по 2-3 микрошпателя сульфита натрия Na₂SO₃. Как изменилась окраска раствора в первой пробирке? Почему помутнел раствор во второй пробирке?

Окислительные или восстановительные свойства проявляет в этих реакциях Na₂SO₃? Напишите уравнения реакций.

Опыт 4. Внутримолекулярные окислительно-восстановительные реакции (разложение бихромата аммония)

В фарфоровую чашку поместите горкой несколько микрошпателей кристаллического бихромата аммония (NH₄)₂Cr₂O₇. В вершину горки вставьте маленький кусочек ленты магния и зажгите ее. Через несколько минут наблюдается разложение соли. Напишите уравнение реакции. Какие элементы проявляют свойства окислителя, восстановителя?

Опыт 5. Влияние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций.

В три пробирки внесите по 3-4 капли раствора перманганата калия. В одну пробирку добавьте 2-3 капли 2 н. раствора серной кислоты, во вторую – столько же воды, в третью – такое же количество раствора щелочи. Во все три пробирки внесите по два микрошпателя кристаллического нитрита калия и перемешайте растворы до полного растворения кристаллов. Через 3-4 минуты отметьте изменение окраски раствора во всех трех пробирках.

Напишите уравнения реакций восстановления перманганата калия нитритом калия а) в кислой среде; б) в нейтральной среде; в) в щелочной среде. Укажите окраску полученных растворов. Наличием, каких ионов или веществ она обусловлена?

Дата добавления: 2015-08-31