Демонстрационные
опыты по химии
элементов
Глава 6. Химия элементов VIА-группы
Опыт 6.1. Получение кислорода каталитическим разложением пероксида водорода
Реактивы.
Разбавленный (10%-ный) раствор пероксида водорода Н2О2, твердый диоксид марганца MnO2 (кусочки минерала пиролюзит).Посуда и приборы. Химический стакан на 50–100 мл, тонкая бечевка.
Описание опыта. Наливают в химический стакан раствор пероксида водорода. Кусочек твердого диоксида марганца обвязывают ниткой и опускают в раствор. Наблюдают выделение пузырьков газа на поверхности диоксида марганца.
При контакте раствора пероксида водорода с катализатором – диоксидом марганца – начинается реакция дисмутации:
2 Н После удаления диоксида марганца выделение пузырьков газа прекращается. Если этот опыт демонстрируют с применением проектора (полилюкса), то пероксид водорода наливают в чашку Петри, а выделение пузырьков газа наблюдают на экране.
Опыт 6.2. Получение озона действием серной кислоты на перманганат калия
Примечание. Второй вариант проведения данного опыта предусматривает внесение порошка диоксида марганца в цилиндр с раствором пероксида водорода. При этом наблюдается бурное выделение газообразного кислорода.
Реактивы.
Кристаллический перманганат калия KMnO4, концентрированная серная кислота H2SO4, этанол С2Н5ОН, иодкрахмальный раствор (1 г иодида калия добавляют к отфильтрованному раствору 2 г растворимого крахмала в 100 мл воды).Посуда и приборы. Фарфоровая чашка, пинцет, шпатель, фильтровальная бумага.
Описание опыта. В фарфоровую чашку вносят шпателем немного (3–5 г) перманганата калия и приливают 10–15 мл концентрированной серной кислоты. Над чашкой помещают увлажненную иодкрахмальным раствором полоску фильтровальной бумаги; наблюдают, как она тут же окрашивается в синий цвет. Затем подносят зажатую в пинцете полоску фильтровальной бумаги, смоченной в этаноле. Она тотчас же воспламеняется.
Протекающие реакции отвечают уравнениям:
2 KMnO4 + H2SO4= K2SO4 + Mn2O7 + H2O
2 Mn2O7 = 4 MnO2¯
+ 3 O2
Одновременно выделяется озон, который окисляет этанол или иодид-ионы в иодкрахмальном растворе:
Mn2O7 = 2 MnO2¯ + O3
2 С
2 KI + H2O + О3 = I2 + 2 KOH + О2
Этот опыт подтверждает высокую окислительную способность озона.
Реактивы.
Разбавленные (2-5%-ные) водные растворы нитрата свинца(II) Pb(NO3)2 и сульфида натрия Na2S, водный (3–5%-ный) раствор пероксида водорода H2O2.Посуда и приборы
. Химические стаканы емкостью 250–400 мл (2 шт.), стеклянные палочки.Описание опыта. В стакан с раствором нитрата свинца(II) при перемешивании добавляют немного раствора сульфида натрия. Выпадает черный осадок сульфида свинца:
Pb(NO3)2 + Na2S = PbS¯ + 2NaNO3
Небольшую порцию черной суспензии сульфида свинца переносят во второй стакан и при перемешивании добавляют раствор пероксида водорода; образуется белая суспензия сульфата свинца(
PbS + 4 H2O2 = PbSО4 + 4 H2O
В этой реакции пероксид водорода ведет себя как окислитель.
Реактивы.
Разбавленные водные растворы нитрата барияПосуда и приборы
. Химические стаканы емкостью 400–600 мл (4 шт.), стеклянная палочка.Описание опыта. В химические стаканы наливают на 1/2 их объема растворы нитрата бария и нитрата свинца(II), затем при перемешивании добавляют порциями раствор сульфата калия. Наблюдают выпадение белых осадков сульфата бария и сульфата свинца:
Ba(NO3)2 + K2SO4 = BaSO4¯ + 2KNO3 ; ПР = 1,8 . 10- 10
Pb(NO3)2 + K2SO4 = PbSO4¯
+ 2KNO3 ; ПР = 1,7 . 10-
8
Небольшие порции осадков переносят в другую пару стаканов и добавляют концентрированный раствор гидроксида калия. Сульфат свинца растворяется за счет образования хорошо растворимого тетрагидроксоплюмбата(II) калия:
PbSO4 + 4 KOH = K2[Pb(OH)4] + K2SO4
В случае сульфата бария изменений не наблюдается.
Реактивы.
Водный (10%-ный) раствор сульфита натрия, бромная вода Br2(р), водные (0,5–1,0%-ные) растворы перманганата калия KMnO4, дихромата калия K2Cr2O7, разбавленная (1:5) серная кислота H2SO4, водный (5%-ный) раствор хлорида бария BaCl2.Посуда и приборы
. Чашки Петри (3 шт.), стеклянная палочка, капельницы для растворов серной кислоты и хлорида бария.Описание опыта. В три чашки Петри наливают, соответственно, бромную воду, растворы перманганата калия и дихромата калия. К растворам перманганата калия и дихромата калия добавляют по несколько капель серной кислоты. К приготовленным растворам окислителей приливают раствор сульфита натрия и наблюдают обесцвечивание бромной воды и перманганата калия:
Na2SO3 + Br2 + H2O = 2 NaBr + H2SO4
2 KMnO4 + 5 Na2SO3 + 3 H2SO4 = и изменение цвета раствора с оранжевого до зеленого в случае дихромата калия.
= 2 MnSO4 + K2SO4 + 5Na2SO4 + 3 H2O
K2Cr2O7 + 3 Na2SO3 + 4 H2SO4 = Присутствие сульфат-ионов в продуктах реакции с бромной водой определяют, добавляя в чашку несколько капель раствора хлорида бария. Наблюдается выпадение белого осадка сульфата бария:
= Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3 Na2SO4 + 4 H2O
BaCl2 + K2SO4 = BaSO4¯ + 2KCl
Реактивы.
Кристаллический иод I2, разбавленные (5%-ные) водные растворы тиосульфата натрия Na2SO3S и иодида калия KI.Посуда и приборы
. Чашка Петри, шпатель, стеклянная палочка, бюкс для иода.Описание опыта. В чашку Петри наливают тонким слоем раствор иодида калия. Добавляют шпателем немного иода. Наблюдают, как вокруг кристаллов иода растекаются в разные стороны коричневые “струйки” раствора дииодоиодата(I) калия, образующегося по реакции:
KI + I2 = K[I(I)2]
Если помешать палочкой раствор в чашке, то весь он станет коричневым, а иод растворится полностью.
Затем в чашку по палочке добавляют небольшими порциями раствор тиосульфата натрия. В местах его добавления жидкость становится совершенно прозрачной и бесцветной:
K[I(I)2] + 2 Na2SO3S = KI + Na2S4O6 + 2 NaI
Смесь размешивают палочкой, и вся она обесцвечивается.
Тиосульфат натрия -
мягкий восстановитель (значение стандартного потенциала окислительно-восстановительной пары
_________________________
Отвечать на вопросы >>>