Опыт 4. Неметаллы viiа группы (подгруппа галогенов)

а) Окислительные свойства галогенов. Пользуясь таблицей стандартных окислительно-восстановительных потенциалов, определите, с помощью каких галогенов, взятых в качестве окислителя, можно провести процесс окисления железа(II) в железо(III):

Fe²⁺ → Fe³⁺.

Подтвердите правильность ответа экспериментально. Для этого в три пробирки налейте по 4-5 капель свежеприготовленного раствора соли

Мора (NH₄)₂Fe(SO₄)₂^.6H₂O (раствор содержит ионы Fe²⁺). В первую пробирку добавьте 4-5 капель хлорной воды, во вторую – бромной воды, в третью – иодной воды. В каждую пробирку добавьте по 2-3 капли роданида аммония, являющегося реактивом на ионы Fe³⁺. Отметьте, в каких пробирках появилось красное окрашивание раствора. Напишите уравнения наблюдаемых реакций. Сделайте вывод об изменении окислительных свойств галогенов по подгруппе.

б) Сравнительная характеристика окислительных свойств галогенов. В одну пробирку внесите 3-5 капель раствора бромида калия, а в две другие – по 3-5 капель раствора йодида калия. Во все три пробирки добавьте 1-2 капли органического растворителя (толуола). В две пробирки с растворами бромида и йодида калия добавьте по 3-4 капли хлорной воды, в третью пробирку с раствором йодида калия прилейте 3-4 капли бромной воды. Перемешайте растворы стеклянной палочкой и по окраске полученного слоя органического растворителя установите, какой галоген выделяется в свободном виде в каждой из пробирок. Напишите уравнения реакций. Как меняется окислительная способность галогенов от хлора к йоду? Сравните Ваш вывод со значениями окислительно-восстановительных потенциалов галогенов.

в) Восстановительные свойства галогенидов. Сравните восстановительную способность ионов Br^– и I^– по значениям стандартных окислительно-восстановительных потенциалов. Убедитесь в различной восстановительной способности галогенид-ионов по взаимодействию их с концентрированным раствором серной кислоты. Для этого в две пробирки поместите по 1 микрошпателю кристаллов бромида калия КВr и иодида калия КI и добавьте несколько капель концентрированного раствора H₂SO₄. О ходе реакции судите по изменению окраски растворов и по запаху выделяющихся газов (сернистого газа и сероводорода). Напишите уравнения реакций и сделайте вывод об изменении восстановительной активности галогенид-ионов.

г) Реакции обнаружения галогенид-ионов. В три пробирки налейте по 3-5 капель растворов следующих солей: в первую – хлорида натрия, во вторую – бромида калия и в третью – йодида калия. Во все три пробирки добавьте по 2-3 капли нитрата серебра. Какого цвета получены осадки? Напишите уравнения реакций в ионно-молекулярной форме.

Опыт 3. Окислительные свойства солей

хлорноватой кислоты

В пробирку к 1-2 мл хлората калия долить такой же объем йодида калия. Проходит ли реакция? Добавить в пробирку 3-4 капли разбавленной серной кислоты. Произошло ли изменение цвета раствора в пробирке? Написать уравнения реакций, учитывая, что окислительными свойствами в растворе обладает кислота HClO₃ , а не ее анион .

Опыт 4. Взаимодействие галогеноводородных кислот

с металлами

В две пробирки налейте по 1-2 мл хлороводородной кислоты и поместите в одну пробирку гранулу цинка, а в другую – кусочек медной проволоки. В какой пробирке проходит реакция? Какой газ выделяется? Написать уравнение реакции.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гуров А.А., Бадаев Ф.З., Овчаренко Л.П., Шаповал В.Н.Химия: Учебник. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004.

2. Практикумпо общей и неорганической химии: Пособие для студентов вузов / Под ред. Н.Н. Павлова, В.И. Фролова. – М.: Дрофа, 2002.

3. Коровин Н.В., Мингулина Э.И., Рыжова Н.Г. Лабораторные работы по химии. – М.: Высшая школа, 2001.

4. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И.Общая и неорганическая химия. – М.: Химия, 2000.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Плотности водных растворов некоторых солей при 20 °С(г/мл)

NaCl		Na2SO4		KCl		MgCl2			MgSO4
, %	, г/мл	, %	, г/мл	, %	, г/мл	, %	, г/мл		, %		, г/мл
1	1,005	1	1,008	1	1,005	2	1,051		2		1,018
2	1,012	2	1,016	2	1,011	8	1,065		4		1,039
4	1,027	4	1,035	4	1,024	14	1,119		6		1,060
6	1,041	6	1,053	6	1,037	20	1,175		8		1,081
8	1,056	8	1,072	8	1,050	26	1,235		10		1,103
10	1,071	10	1,091	10	1,063	32	1,297		12		1,125
12	1,086	12	1,111	12	1,077				14		1,148
14	1,101	14	1,131	14	1,090				16		1,171
16	1,116	16	1,151	16	1,104				18		1,195
18	1,132			18	1,118				20		1,219
20	1,148			20	1,132				22		1,245
22	1,164			22	1,147				24		1,270
24	1,180			24	1,162				26		1,296
NH4Cl		MnSO4		Na2CO3		(NH4)2SO4				CaCl2
,%	, г/мл	,%	, г/мл	,%	, г/мл	,%		, г/мл		,%		, г/мл
1	1,001	1	1,009	0,2	1,000	1		1,004		1		1,007
2	1,04	2	1,019	2,1	1,020	2		1,010		2		1,015
4	1,011	4	1,038	4,03	1,040	4		1,022		4		1,031
6	1,017	6	1,059	5,95	1,060	6		1,034		6		1,049
8	1,023	8	1,081	7,85	1,080	8		1,046		8		1,066
10	1,029	10	1,102	9,75	1,100	10		1,057		10		1,083
12	1,034	12	1,125	11,6	1,120	12		1,069		12		1,102
14	1,040	14	1,148	13,4	1,140	14		1,081		14		1,120
16	1,046	16	1,171	15,2	1,160	16		1,092		16		1,139
18	1,051	18	1,196	16,8	1,180	18		1,104		18		1,158
20	1,057	20	1,220	17,7	1,190	20		1,115		20		1,177
22	1,062	22	1,246			24		1,138		25		1,228
26	1,072	24	1,272			28		1,161		28		1,260