Опыт 6. Окислительные свойства перманганата калия

а) Восстановление перманганата калия сульфитом натрия при различных значениях рН среды. В три пробирки внесите по 3 – 5 капель раствора перманганата калия. В одну из них добавьте 2 – 4 капли 2 н. раствора серной кислоты, в другую – столько же воды и в третью – столько же 2 н. раствора щелочи. Во все три пробирки внесите по 2 – 3 микрошпателя сульфита натрия. Наблюдайте изменение окраски раствора в каждой пробирке.

Как изменилась степень окисления марганца в каждом случае? Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Для каждого случая составьте схему перехода электронов. Отметьте, как влияет рН среды на восстановление перманганата.

б) Восстановление перманганата калия иодидом калия в кислой, нейтральной и щелочной среде. В трех пробирках приготовьте растворы перманганата калия: в одной – подкисленный серной кислотой, в другой – нейтральный, в третьей – щелочной. В каждую пробирку добавьте по 2 – 5 капель 0,5 н. раствора иодида калия. Раствор во второй пробирке слегка подогрейте. Наблюдайте изменения, происходящие в каждой пробирке. Какое вещество окрашивает раствор в желто-бурый цвет в первой пробирке? Какое вещество выпало в осадок во второй пробирке? Какое вещество окрасило раствор в зеленый цвет в третьей пробирке?

Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде для каждого случая, считая, что в щелочной среде иодид калия полностью переходит в иодат KIO₃.

в) Окисление перманганатом калия сульфата марганца. К раствору перманганата калия (3 – 5 капель) добавьте столько же раствора соли марганца (II). Отметьте обесцвечивание раствора и образование бурого осадка. Какова степень окисления марганца в его соединении, полученном при восстановлении марганца (VII) в нейтральной среде?

Опустите в пробирку синюю лакмусовую бумажку. Как изменилась ее окраска? Какая среда в полученном растворе? Напишите уравнение в молекулярном и ионном виде, учитывая, что в реакции участвует вода.

г) Окисление перманганатом калия пероксида водорода. Приготовьте подкисленный серной кислотой раствор перманганата калия и добавьте к нему 3 – 5 капель раствора пероксида водорода. Отметьте обесцвечивание раствора. Напишите уравнение реакции. Составьте схему перехода электронов. Объясните причину выделения газа.

Лабораторная работа № 5 кобальт. Никель

Приборы и реактивы. (Полумикрометод.) Пробирки. Стеклянные палочки. Асбестированная сетка. Дихлорид кобальта. Дихлорид никеля. Хлорид кальция прокаленный. Спирт. Растворы: соляной кислоты (пл. 1,19 г/см³), гидроксида натрия (2 н.), аммиака (25%-ный), пероксида водорода (3%-ный), сульфата кобальта (II) (0,5 н), сульфата никеля (II) (0,5 н.), дихлорида кобальта (II) (0,5 н.), сульфида аммония (0,5 н.)

Опыт 1. Получение дигидроксидов кобальта и никеля и исследование их свойств.

а) Получение дигидроксидов кобальта и его окисление.

Внесите в две пробирки по 2 – 3 капли раствора соли кобальта и добавляйте по каплям раствор едкой щелочи. Сначала проявляется синий осадок основной соли кобальта, который затем меняет цвет на розовый вследствие образования дигидроксида кобальта. Напишите уравнение реакций образования дигидроксида кобальта по стадиям. В одной пробирке размешайте осадок стеклянной палочкой для обеспечения лучшего соприкосновения Co(OH)₂ с кислородом воздуха, в другую добавьте 2 – 3 капли 3%-ного раствора пероксида водорода. В каком случае происходит окисление дигидроксида кобальта?

Учитывая, что Fe(OH)₂ легко окислялся кислородом воздуха, сделайте вывод, какой ион является более энергичным восстановителем: Fe²⁺ или Co²⁺.

б) Получение дигидроксида никеля и его окисление.

Внесите в три пробирки по 2 – 3 капли раствора соли никеля и добавьте по каплям раствор едкой щелочи до выпадения осадка дигидроксида никеля. Попробуйте окислить полученный дигидроксид никеля различными окислителями. Для этого в первой пробирке перемешайте осадок стеклянной палочкой, во вторую пробирку добавьте 2 – 3 капли 3%-ного раствора пероксида водорода, в третью пробирку добавьте одну каплю бромной воды. В каком случае наблюдается окисление и связанное с ним изменение цвета осадка?

Напишите уравнение реакции, учитывая, что окисление дигидроксида никеля в тригидроксид протекает в щелочной среде. Сравните восстановительные свойства ионов Fe²⁺, Co²⁺, Ni²⁺.

Опыт 2. Гидратация иона Co²⁺

Налейте в две пробирки по 5 – 6 капель насыщенного раствора соли кобальта(II). В первую пробирку внесите две капли концентрированной соляной кислоты (пл. 1,19г/см³), во вторую – маленький кусочек хлорида кальция, предварительно прокаленного на асбестированной сетке. Как меняется окраска раствора?

Поместите в третью пробирку один микрошпатель соли кобальта(II) и 3 – 4 капли этилового спирта. Отметьте окраску и разбавьте полученный раствор, добавляя воду. Как изменяется окраска раствора при разбавлении?

Стеклянной палочкой, смоченной 0,5 н. раствором хлорида кобальта, напишите какое-либо слово на фильтровальной бумаге. Подсушив бумагу, поднесите ее к пламени горелки и слегка подогрейте, пока текст не станет видимым. Что происходит с надписью при охлаждении?

Объясните изменение окраски во всех случаях, исходя из того, что ион кобальта, гидратированный шестью молекулами воды [Co(H₂O)₆]²⁺ , имеет розовую окраску, а обезвоженный – синюю.

Опыт 3. Комплексные соединения кобальта и никеля

а) Получение аммиачного комплекса кобальта (хлорида гексаминкобальта(II)). Внесите в пробирку 3-4 капли раствора соли кобальта и добавляйте по каплям 25%-ный раствор аммиака. Вначале выпадет осадок дигидроксида кобальта. Затем осадок растворится вследствие образования комплексного основания кобальта [Co(NH₃)₆(OH)₂].

Полученный раствор разлейте в две пробирки. В одной из них тщательно перемешайте раствор стеклянной палочкой и наблюдайте за изменением окраски вследствие окисления полученного комплексного соединения кобальта (II) в комплексное соединение кобальта (III) (координационное число остается равным 6). Прилейте две капли сульфида аммония. Почему выпадает осадок? Во вторую пробирку добавьте 2-3 капли 3%-ного раствора пероксида водорода. Почему изменяется окраска?

Напишите уравнения реакций: а) образования комплексного соединения двухвалентного кобальта; б) его окисления кислородом воздуха и пероксидом водорода в аммиачный комплекс трехвалентного кобальта; в) диссоциации обоих комплексных соединений; г) диссоциации комплексных ионов и выражения констант нестойкости (какой комплексный ион прочнее: [Co(NH₃)₆]²⁺или [Co(NH₃)₆]³⁺ и почему?); д) взаимодействия аммиачного комплекса кобальта (III) с сульфидом аммония.

б) Получение аммиачного комплекса никеля (хлорида гексамин-(II) никеля). Растворите один микрошпатель сухого хлорида никеля в пяти каплях воды. добавьте по каплям раствор 2н. щелочи до выпадения осадка и затем пять капель 25%-ного раствора аммиака до растворения осадка.

Подействуйте на полученный раствор раствором сульфида аммония. Каков состав выпадающего осадка? Напишите уравнения протекающих при этом реакций.