Лабораторная работа №4 марганец

Приборы и реактивы. (Полумикрометод.) Фарфоровый тигель. Сетка асбестированная. Плитка электрическая. Пинцет. Стеклянная палочка. Фильтровальная бумага. Едкий натр. Нитрат калия (или натрия). Перманганат калия. Сульфит натрия. Сульфат железа (II) (соль Мора). Двуокись марганца. Сульфат марганца. Лакмусовая бумажка (синяя). Растворы: едкого натра (2 н.), соляной кислоты (2 н.), серной кислоты (2 н., конц.), сульфида аммония (0,5 н.), иодида калия (0,5 н.), пероксида водорода (10%-ный), сульфата железа (II), гексациано-(II)феррата калия (0,5 н.), перманганата калия (0,5 н.), сульфата марганца (0,5 н.).

Опыт 1. Дигидроксид марганца, его получение и свойства

В три пробирки внесите по 3 – 5 капель раствора сульфата марганца (II) и по 3 – 4 капли 2 н. раствора щелочи. Отметьте цвет осадка в первый момент. Встряхните пробирку с осадком и оставьте стоять в штативе на некоторое время. В две-другие пробирки к осадку прилейте по 2 – 4 капли; в первую – 2 н. раствора соляной кислоты, во вторую – 2 н. раствора щелочи. Что наблюдается в каждом случае? Какие свойства – основные, кислотные или амфотерные – проявляет дигидроксид марганца? Как изменился цвет осадка в первой пробирке? Отметьте неустойчивость дигидроксида марганца на воздухе.

Напишите уравнения реакций: а) получения дигидроксида марганца, б) взаимодействия его с кислотой, в) окисления дигидроксида марганца до тетрагидроксида кислородом воздуха с участием воды.

Опыт 2. Действие на соли марганца (II) сульфида аммония

В пробирку внесите 3 - 5 капель раствора соли марганца (II), добавьте 3 – 5 капель раствора сульфида аммония или натрия .Отметьте наблюдаемые явления. Напишите уравнение реакции образования осадка сульфида марганца и укажите его цвет.

Осадок сульфида марганца (II) размешайте стеклянной палочкой: он буреет вследствие окисления кислородом воздуха. Напишите уравнение реакции, учитывая, что получается тетрагидроксид марганца и свободная сера. Реакция протекает с участием воды.

Опыт 3. Восстановительные свойства соединений марганца (II)

а) Взаимодействие с пероксидом водорода в щелочной среде.

К раствору сульфата марганца (II) (3 – 5 капель) добавьте 2 – 3 капли раствора щелочи и 3 – 4 капли раствора пероксида водорода. Смесь нагрейте до прекращения выделения кислорода вследствие полного разложения избытка пероксида водорода. Наблюдайте образование осадка Н₂МnО₃. Напишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде, составив схему перехода электронов.

Опыт 4. Окислительные и восстановительные свойства двуокиси марганца

а) Окислительные свойства двуокиси марганца. В коническую пробирку внесите 1 – 2 микрошпателя двуокиси марганца МnО₂ и 5 – 10 капель 2 н. раствора серной кислоты. К смеси добавьте 2 – 4 микрошпателя соли сульфата железа (II) и 8 - 10 капель воды. Закрыв пробирку пробкой, встряхивайте ее до растворения двуокиси марганца. В полученный раствор внесите одну каплю гексацианоферрата (П) калия K₄[Fe(CN)₆]. Что наблюдается? На присутствие какого иона указывает окраска раствора? Напишите уравнение реакции окисления двуокиси марганца сульфата железа (II).

б) Восстановительные свойства двуокиси марганца. Смесь едкого натра, кристаллического нитрата калия, диоксида марганца поместите в тигель и нагрейте на электрической плитке до расплавления и появления зеленой окраски. Какое вещество сообщает зеленую окраску полученному расплаву? Напишите уравнение реакции окисления двуокиси марганца нитратом калия в щелочной среде. После охлаждения тигля налейте в него 5-6 мл воды (каков стал цвет раствора). Перелейте раствор в пробирку и добавьте 2 – 3 капли 2н. серной кислоты. Наблюдайте изменение окраски раствора, напишите уравнение реакции.

Опыт 5. Термическая неустойчивость соединений марганца (VII)

Непрочность марганцевой кислоты и оксида марганца (II). (Опыт проводите в вытяжном шкафу!) Положите в тигель несколько кристаллов перманганата калия. Тигель поставьте на асбестированную сетку, помещенную на электрическую плитку. К перманганату добавьте пипеткой одну каплю концентрированной серной кислоты (пл. 1,84 г/см³). Осторожно подогрейте тигель. (Не наклоняйте лицо над тиглем!). Как только начнется разложение перманганата, нагревание прекратите. Что наблюдается?

Напишите уравнения реакций: а) взаимодействия перманганата калия с серной кислотой; б) разложения марганцевой кислоты; в) разложения оксида марганца (II) на двуокись марганца и кислород.

Составьте схему перехода электронов в последней реакции. Какой элемент окислился и какой восстановился?