2824

21

восстановительных реакций, учитывая, что в первом случае образуется свободный йод и сульфат марганца (II); во втором случае − сульфат марганца и кислород. Сделайте вывод об окислительно-восстановительной способности перманганатов.

Опыт 5. Влияние среды на характер восстановления перманганата калия

В три пробирки внесите по 3-4 капли раствора перманганата калия. В первую пробирку добавьте 2-3 капли раствора разбавленной серной кислоты, во -6 капель раствора гидроксида натрия. Затем во все три пробирки прилейте по каплям раствор сульфита натрия до исчезновения фиолетово-малинового окрашивания. Наблюдайте изменение цвета растворов в каждой из пробирок.

Запись данных опыта. Составьте уравнения окислительновосстановительных реакций ионно-электронным методом, учитывая, что в первой пробирке образуются сульфаты натрия и марганца (II); во второй пробирке − сульфат натрия и оксид марганца (IV); в третьей − сульфат натрия и манганаты калия и натрия. Сделайте вывод о характере восстановления перманганата калия в зависимости от реакции среды.

Вопросы для самоконтроля и повторения

1.Положение галогенов в периодической системе, строение их атомов.

2.Галогеноводородные кислоты и их соли.

3.Кислородные соединения хлора.

4.Кислородсодержащие кислоты галогенов и их соли.

5.Общая характеристика металлов подгруппы марганца.

6.Соединения марганца (II), (III), (IV): оксиды, гидроксиды.

7.Соединения марганца (VI), (VII): оксиды, кислоты, соли.

8.Применение марганца и его соединений.

9.Окислительно-восстановительные свойства соединений галогенов и марган-

ца.

Лабораторная работа № 8

Тема: ЭЛЕМЕНТЫ VIII ГРУППЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА

Цель работы: ознакомить студентов с химическими свойствами соединений железа, никеля и кобальта.

22

Приборы, посуда и реактивы

Разбавленные растворы с молярной концентрацией эквивалента 2 моль/дм3: серной кислоты, гидроксида натрия. Концентрированный раствор гидроксида аммония (ω=25 %). Растворы солей с молярной концентрацией эквивалента

0,5 моль/дм3: гексацианоферрата (II) калия, гексацианоферрата (III) калия, хлорида железа (III), роданида аммония (или калия), иодида калия, карбоната натрия, нитрата никеля (II), нитрата кобальта (II). Кристаллические соли: сульфит натрия и соль Мора. Раствор пероксида водорода с массовой долей H2O2 3%.

Универсальная индикаторная бумага. Пробирки объемом 20 см3.

Порядок выполнения работы

Опыт 1. Характерные реакции на ионы Fe2+ и Fe3+

а) действие на соли железа (II) гексацианоферрата (III) калия

Приготовьте в пробирке раствор соли Мора (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O (для приготовления раствора в пробирку поместите несколько кристалликов этой соли и растворите ее в небольшом количестве воды) и добавьте 1 каплю раствора гексацианоферрата (III) калия (красной кровяной соли K3[Fe(CN)6]). Отметьте цвет образовавшегося осадка (турнбулева синь), укажите химическое

название и формулу полученного вещества. Данная реакция является характерной на ион Fe2+.

Напишите молекулярное и ионное уравнения реакции.

б) действие на соли железа (III) гексацианоферрата (II) калия

Поместите в пробирку 2 – 3 капли раствора хлорида железа (III) и добавьте 1 каплю раствора гексацианоферрата (II) калия (желтой кровяной соли

K4[Fe(CN)6]). Что наблюдается? Данная реакция является характерной на ион

Fe3+.

Запись данных опыта. Напишите уравнение реакции в молекулярной и ионной форме. Отметьте цвет образовавшегося осадка (берлинская лазурь), укажите химическое название полученного вещества.

в) действие на соли железа (III) роданида аммония (или калия)

Поместите в пробирку 5 – 6 капель раствора хлорида железа (III) и добавьте 1 каплю раствора роданида аммония (или калия). Такой же опыт проделайте со свежеприготовленным раствором соли Мора.

23

Запись данных опыта. Напишите уравнение реакции с получением Fe(CNS)3, придающего раствору ярко-красную окраску. Отметьте, что окраска характерна только для соли железа (III).

Опыт 2. Окислительные свойства соединений железа (III)

а) окисление иодида калия

В пробирку с 3 – 4 каплями раствора FeCl3 добавьте 1 – 2 капли раствора иодида калия. В какой цвет и почему окрашивается раствор? Напишите уравнение реакции.

б) окисление сульфита натрия

В пробирку с 3 – 4 каплями раствора FeCl3 добавьте несколько кристалликов сульфита натрия. При этом вначале появляется буро-красное окрашивание вследствие образования малоустойчивого сульфита железа (Ш), которое исчезает при нагревании.

Убедитесь в восстановлении железа до степени окисления +2. Какой реактив следует для этого применить?

Запись данных опыта. Напишите уравнение реакции окисления сульфита натрия хлоридом железа (III), учитывая, что в реакции принимает участие вода.

Опыт 3. Комплексные соединения кобальта и никеля

а) получение комплексного роданида кобальта

Поместите в пробирку 5 капель раствора соли кобальта (II) и добавьте 5 – 6 капель раствора роданида аммония или калия; учтите, что при этом образуется раствор комплексной соли (NH4)2[Co(CNS)4]. Комплексные ионы [Co(CNS)4]2+ окрашены в синий цвет, а гидратированные ионы [Со(Н2О)6]2+ — в розовый. Отметьте цвет полученного раствора.

Запись данных опыта. Опишите наблюдаемые явления. Напишите: а) уравнение протекающей реакции; б) уравнение диссоциации комплексной соли кобальта;

в) уравнение, диссоциации комплексного иона; г) выражение константы нестойкости комплексного иона; д) название комплексной соли.

24

б) получение амминокомплекса никеля

К 5 – 10 каплям раствора соли никеля (II) добавляйте по каплям 25%-ный раствора аммиака до полного растворения выпадающего в начале осадка гидроксида. Как изменяется цвет раствора?

Запись данных опыта. Напишите уравнения реакций:

а) образования амминокомплекса никеля (координационное число никеля равно 6);

б) диссоциации комплексного соединения и комплексного иона.

Опыт 4. Гидроксиды кобальта (II) и никеля (II)

а) получение гидроксида кобальта (II) и его окисление

Выполнение работы. В две пробирки поместите по 5 капель раствора соли кобальта и добавляйте по каплям раствор щелочи; сначала появляется синий осадок основной соли, который затем становится розовым, что указывает на образование гидроксида кобальта (II). Осадок в одной пробирке тщательно размешайте стеклянной палочкой, а в другую прибавьте 2 – 3 капли 3%-ного раствора пероксида водорода. В какой из пробирок наблюдается окисление гидроксида кобальта?

Напишите уравнения протекающих реакций.

б) получение гидроксида никеля (II) и его окисление

В две пробирки поместите по 5 капель раствора соли никеля и добавьте по каплям раствор щелочи до выпадения осадка гидроксида никеля (II). В первой пробирке осадок тщательно размешайте стеклянной палочкой, во вторую добавите 2—3 капли 3%-ного раствора пероксида водорода. Наблюдается ли изменение цвета осадка? Происходит ли окисление гидроксида никеля (II) кислородом воздуха и пероксидом водорода?

Запись данных опыта. Напишите уравнения реакций. Сравните восстановительные свойства гидроксидов кобальта и никеля в степени окисления +2, используя значения стандартных окислительно-восстановительных потенциалов.

Вопросы для самоконтроля и повторения

1.Электронное строение атомов элементов триады железа.

2.Способы получения железа, кобальта и никеля.

3.Свойства простых веществ элементов триады железа.

4.Основные соединения железа, кобальта и никеля, их свойства и применение.

5.Комплексообразующие свойства соединений железа, кобальта и никеля.

25

Библиографический список

Основная литература

1. Мартынова Т. В. Неорганическая химия [Электронный ресурс] : рек. в качестве учебника для студентов высших учебных заведений / Т. В. Мартынова, И. И. Супоницкая, Ю. С. Агеева. — М. : ИНФРА-М, 2017. — 336 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс; Режим доступа http://www.znanium.com]. - ЭБС"Знаниум.

Дополнительная литература

1.Саргаев П. М. Неорганическая химия [Текст] : доп. М-вом сел. хоз-ва РФ в качестве учеб. пособия для студентов вузов / П. М. Саргаев. - изд. 2-е, испр. и доп. - СПб.; М.; Краснодар : Лань, 2013. - 384 с.- Электронная версия в ЭБС "Лань".

2.Неорганическая и аналитическая химия [Электронный ресурс] : практикум / Новосиб. гос. аграр. ун-т. Агроном. фак.; сост.: Г. А. Маринкина. – Новосибирск, 2012. – 113 с. - ЭБС "Знаниум".

26

Дмитренков Александр Иванович Бельчинская Лариса Ивановна Новикова Людмила Анатольевна

Неорганическая химия

Методические указания к лабораторным работам для бакалавров по направлению подготовки 19.03.01 - «Биотехнология»

профиль – Промышленная экология

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени

Г.Ф. Морозова»

РИО ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8. Отпечатано в УОП ФГБОУ ВО «ВГЛТУ»

394087, г. Воронеж, ул. Докучаева, 10.