Выполнение работы. Опыт 1. Получение и свойства гидроксида марганца (II)

Опыт 1. Получение и свойства гидроксида марганца (II)

В две пробирки налить по 1-2 мл раствора соли марганца (II) и в каждую добавить по каплям раствор щёлочи до образования осадка. Отметить его цвет. В одну из пробирок прилить раствор кислоты, другую оставить на воздухе и наблюдать изменение цвета осадка. Осадок сохранить для опыта 3.

Требования к результатам опыта:

1. Составить уравнение реакции образования Mn(ОН)₂.

2. Написать уравнение реакции растворения гидроксида марганца (II) в кислоте.

3. Написать уравнение реакции окисления гидроксида марганца (II) на воздухе до MnО(ОН)₂

4. Сделать вывод о кислотно-основных свойствах Mn(ОН)₂.

Опыт 2. Восстановительные свойства соединений марганца (II)

В пробирку налить 2-3 мл раствора азотной кислоты (1:1) и 2-3 капли раствора MnSO₄, перемешать и на кончике шпателя добавить висмутата натрия NaBiO₃. По изменению окраски раствора определить образовавшееся соединение.

Требования к результатам опыта:

1. Закончить уравнение реакции: MnSO₄ + NaBiO₃ + HNO₃ =

2. Сделать вывод, какие свойства, окислительные или восстановительные, проявляют соединения марганца (II).

Опыт 3. Окислительные свойства соединений марганца (IV)

Приготовить 2-3 мл раствора сульфата железа (II), подкислить его 1-2 мл разбавленной H₂SO₄ и добавить к осадку, полученному в опыте 1. Что наблюдается?

Требования к результатам опыта:

1. Составить уравнение реакции взаимодействия MnО(ОН)₂ с FeSO₄ в кислой среде.

2. Сделать вывод, какие свойства, окислительные или восстановительные, проявляют соединения марганца (IV) в данной реакции.

Опыт 4. Разложение перманганата калия

В сухую пробирку поместить шпатель перманганата калия и нагреть на пламени спиртовки. К отверстию пробирки поднести тлеющую лучинку. Что наблюдается? Какой газ выделяется при разложении KМnO₄? Нагревание продолжить до прекращения выделения газа. Пробирку охладить и влить в неё 2-3 мл воды. По окраске образовавшегося раствора и осадка определить соединения.

Требования к результатам опыта:

1. Составить уравнение реакции разложения KМnO₄ при нагревании и сделать вывод, к какому типу ОВР относится данная реакция.

2. Закончить уравнение реакции K₂МnO₄ + Н₂О = и сделать вывод, к какому типу ОВР относится данная реакция.

Опыт 5. Окислительные свойства соединений марганца (VII)

Окисление пероксида водорода

Налить в пробирку 1-2 мл раствора KМnO₄, 0,5-1 мл раствора H₂SO₄ и 2-3 мл раствора пероксида водорода Н₂O₂. Отметить обесцвечивание раствора и выделение газа.

Окисление сульфата марганца (II)

К 1-2 мл раствора сульфата марганца MnSO₄ по каплям прилить раствор перманганата калия до выделения бурого осадка MnO₂. При помощи универсальной индикаторной бумаги убедиться, что реакция раствора стала кислой.

Требования к результатам опыта:

1. Закончить уравнения реакций: KМnO₄ +Н₂O₂ + H₂SO₄ =;

MnSO₄ + KМnO₄ + Н₂О=

2. Сделать вывод, какие свойства, окислительные или восстановительные, проявляют соединения марганца (VII).

Опыт 6. Влияние среды на характер восстановления перманганата калия

В три пробирки налить по 2-3 мл раствора перманганата калия и добавить: в первую – 1-2 мл раствора H₂SO₄, во вторую – столько же воды, а в третью 1-2 мл концентрированной щёлочи. Во все три пробирки добавить по каплям раствор нитрита калия КNO₂ до исчезновения фиолетового окрашивания. По окраскам полученных растворов и осадков определить соединения марганца.

Требования к результатам опыта:

1. Закончить уравнения реакций:

KМnO₄ + КNO₂ + H₂SO₄ =;

KМnO₄ + КNO₂ + Н₂О =;

KМnO₄ + КNO₂ + КОН =

2. Сделать вывод о характерной степени окисления марганца в кислой, нейтральной и щелочной среде.

Задачи

№ 21.1. Как получить сульфат марганца (II) из: а) оксида марганца (II);

б) металлического марганца; в) KMnO₄? Составить соответствующие уравнения реакций.

№ 21.2. Какая масса перманганата калия потребуется для окисления 7,6 г FeSO₄ в кислой среде? (Ответ: 1,58 г).

№ 21.3. Рассчитать молярную массу эквивалентов перманганата калия в реакции: KMnO₄ + PH₃ + H₂SO₄ = H₃PO₄ + …..

Какая масса H₃PO₄ образуется, если в реакции участвовало 17 г PH₃?

(Ответ: 31,6 г/моль; 49 г).

№ 21.4. Под действием HNO₃ манганаты диспропорционируют следующим образом: K₂MnO₄ + HNO₃ = KMnO₄ + MnO₂ + KNO₃ + H₂O

Какой объем раствора HNO₃ (ρ = 1,185 г/мл) с массовой долей 30 % необходим для того, чтобы получить 9,48 г перманганата калия? (Ответ: 21,3 мл).

№ 21.5. Как получить соединения марганца (VI) из соединений с более высокой и с более низкой степенью окисления? Составить соответствующие уравнения реакций.

№ 21.6. Окисление сульфата железа (II) перманганатом калия в нейтральной среде протекает по уравнению KMnO₄ + FeSO₄ + Н₂О = FeОНSO₄ + ……

Какая масса перманганата калия потребуется для окисления 7,6 г FeSO₄?

(Ответ: 2,63 г).

№ 21.7. Закончить уравнения реакций: а) MnO + H₂SO₄ =;

б) Mn₂O₇ + KOH =; в) MnSO₄ + KClO₃ + KOH K₂MnO₄ + …

№ 21.8. Закончить уравнения реакций, в которых соединения марганца проявляют свойства: а) окислительные Fe(OH)₂ + KMnO₄ + H₂O =;

б) восстановительные MnSO₄ + PbO₂ + HNO₃ =;

в) окислительные и восстановительные одновременно K₂MnO₄ + H₂O =

№ 21.9. Почему оксид марганца (IV) может проявлять и окислительные и восстановительные свойства? Закончить уравнения реакций:

а) MnO₂ + KI + H₂SO₄ =; б) MnO₂ + KNO₃ + KOH =

№ 21.10. Как меняется степень окисления марганца при восстановлении KMnO₄ в кислой, щелочной и нейтральной среде? Закончить уравнения реакций: а) KMnO₄ + К₂SO₃ + H₂SO₄ =;

б) KMnO₄ + К₂SO₃ + КОН =; в) KMnO₄ + К₂SO₃ + H₂O =

№ 21.11. Восстановление перманганата калия сульфатом железа (II) в кислой среде протекает по уравнению KMnO₄ + FeSO₄ + H₂SO₄ =…. На восстановление KMnO₄ израсходовано 47 мл 0,208 н раствора FeSO₄. Сколько граммов KMnO₄ содержалось в исходном растворе? (Ответ: 0,154 г).

№ 21.12. Закончить уравнения реакций: а) Mn + H₂SO₄ (разб.) =;

б) MnCl₂ + KOH =; в) MnCl₂ + H₂O ↔; г) Mn + HNO₃ (разб.) =

№ 21.13. Окисление сульфата железа (II) перманганатом калия в щелочной среде протекает по уравнению KMnO₄ + FeSO₄ + КОН = FeОНSO₄ + ……

Какая масса перманганата калия потребуется для окисления 7,6 г FeSO₄?

(Ответ: 7,9 г).

№ 21.14. Можно ли восстановить марганец из его оксида алюминием? Ответ мотивировать, вычислив ΔG⁰ реакции: 3MnO₂ + 4Al = 2Al₂O₃ + 3Mn

( = -464,8 кДж/моль; -1582 кДж/моль).

№ 21.15. Как можно перевести в растворимое состояние марганец? Составить соответствующие уравнения реакций.

№ 21.16. Вычислить молярную массу эквивалентов и эквивалент окислителя в реакции: NaNO₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ =

№ 21.17. Вычислить тепловой эффект реакции получения марганца по стандартным энтальпиям образования: 3MnO₂ + 4Al = 2Al₂O₃ + 3Mn

( -519,4 кДж/моль; -1676 кДж/моль). (Ответ: -1793,8 кДж).

№ 21.18. Закончить уравнения реакций: а) KMnO₄ + H₂SO₄ (конц.) =;

б) Mn₂O₇ + HCl =; в) Mn₂O₇ + NaOH =; г) MnO₂ + KOH =

№ 21.19. За 10 мин из раствора MnSO₄ ток силой 5 А выделил 0,85 г Mn. Определить молярную массу эквивалентов марганца. (Ответ: 27,3 г/моль).

№ 21.20. Закончить уравнения реакций: а) K₂MnO₄ + Cl₂ =;

б) Mn(NO₃)₂ + H₂O ↔; в) MnSO₄ + H₂O ↔; г) MnCl₂ + NaOH =.

Реакции б), в), г) написать в молекулярном и ионном виде.