Учебное пособие: Окислительно-восстановительные реакции
Mn7+ + e ® Mn6+ 2
S4+ - 2e ® S6+ 1
Схематически это можно представить следующим образом:
Окисленная Восстановленная форма
Форма
Mn2+ - бесцветный
Mn7+ ®MnО2 - бурый осадок
MnО4 2- - зеленый
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Опыт 1 . Окислительные свойства перманганата калия в разныхсредах.
а) Окисление сульфита натрия (Na2 SO3 ) перманганатом калия (KMnO4 ) в кислой среде.
Налить в пробирку несколько капель (2 – 3) раствора перманганата калия, такой же объем 2Н раствора H2 SO4 , затем по каплям прибавлять сульфит натрия до полного обесцвечивания раствора.
В какую степень окисления переходит Mn+7 в кислой среде? Написать уравнение реакции, расставить коэффициенты и указать какую функцию выполняет в ней сульфит натрия и серная кислота.
б) Окисление сульфита натрия (Na2 SO3 ) перманганатом калия (KMnO4 ) в нейтральной среде.
Налить в пробирку несколько капель (3 – 5) раствора перманганата калия и примерно такой же объем сульфита натрия. Как меняется в этом случае цвет раствора? Какое соединение образовалось в осадке? Какая степень окисления марганца устойчива в щелочной и слабоосновной среде? Написать уравнение реакции и расставить коэффициенты.
в) Окисление сульфита натрия (Na2 SO3 ) перманганатом калия (KMnO4 ) в щелочной среде.
Налить в пробирку 3 - 4 капли концентрированного раствора NaOH или KOH, такой же объем сульфита натрия (Na2 SO3 ), затем 2 – 3 капли раствора KMnO4 . Как изменилась окраска раствора? Какой ион придает раствору такую окраску? Напишите уравнение реакции и расставьте коэффициенты.
На основании опытов а, б, в сделать общий вывод о характере продуктов восстановления перманганат-иона в зависимости от рН среды. В какой среде перманганат-ион проявляет более высокую окислительную активность?
Опыт 2 . Окислительные свойства дихромата калия (K2 Cr2 O7 ).
а) Окисление сульфата железа (II) дихроматом калия.
Налить в пробирку 2 – 3 капли раствора дихромата калия (K2 Cr2 O7 ) и столько же 3Н раствора H2 SO4 , после чего по каплям приливать раствор сульфата железа (FeSO4 ). Пока дихромат-ионы полностью не прореагируют, оранжевый их цвет в сочетании с цветом образовавшихся гидратированных ионов хрома (III), образует бурый раствор. Поэтому добавление по каплям раствора сульфата железа (II) следует вести до достижения устойчивой окраски. В какой цвет окрашен раствор? Какую функцию выполняет в этой реакции сульфат железа (II)?
Написать уравнение реакции и расставить коэффициенты.
б) Окисление сульфита натрия (Na2 SO3 ) дихроматом калия (K2 Cr2 O7 ).
Приготовить в пробирке, как в предыдущем опыте, раствор дихромата калия (K2 Cr2 O7 ), подкисленный серной кислотой, и прибавлять к нему по каплям раствор сульфита натрия (Na2 SO3 ) до достижения устойчивой окраски. Написать уравнение реакции, расставить коэффициенты и указать окислитель и восстановитель.
Опыт 3 . Окислительно-восстановительные свойства соединений элементов, находящихся в промежуточной степени окисления.
Для того чтобы убедиться в окислительно-восстановительной двойственности нитрита натрия (NaNO2 ), надо:
а) в одну пробирку поместить 3 – 4 капли раствора перманганата калия (KMnO4 ), подкислить раствор разбавленным раствором серной кислоты и добавить раствор нитрита натрия (NaNO2 ) до обесцвечивания раствора;
б) в другую пробирку внести 3 – 4 капли раствора иодида калия (KI), подкислить разбавленным раствором серной кислоты и добавить раствор NaNO2 до изменения окраски.
Как объяснить наблюдаемые явления? Написать уравнения реакций. В каком случае нитрит-ионы проявляют восстановительные и в каком окислительные свойства? При восстановлении нитрит-ионов выделяется азот, а при их окислении образуются нитрат-ионы.
Опыт 4 . Внутримолекулярные окислительно-восстановительные процессы