Какую массу сульфата железа (II) можно окислить в кислой среде с помощью 20 мл 0,1 н раствора перманганата калия

Лабораторная работа №5

Окислительно-восстановительные реакции

Экспериментальная часть

Оборудование и реактивы: химическая посуда, гранулы цинка,дистиллированная вода, 1 н раствор серной кислоты, хлорид бария, сульфат железа (II), роданид калия, перманганат калия, гидроксид калия.

Опыт 1. Определение типа реакции.

H₂SO₄+BaCl₂           BaSO₄+2HCl

Тип реакции: реакция обмена.

4Zn+5H₂SO₄ 4ZnSO₄+H₂S+4H₂O

Тип реакции: окислительно-восстановительная.

5H₂¹⁺S⁶⁺O^2-+4Zn⁰ 4Zn²⁺S⁶⁺O₄²+H₂¹⁺S^2-+4H₂¹⁺O^2-

Опыт 2. Определение окислительно-восстановительных свойств сложных ионов

6FeSO₄ + 2HNO₃ +3H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ +2NO + 4H₂O

Fe²⁺-1e Fe³⁺окислитель; восстановитель

6Fe²⁺+2NO₃+8H⁺ 2NO+4H₂O+6Fe³⁺

Fe₂(SO₄)₃ +KCNS Fe(CNS)₃+K₂SO₄

роданид железа (III) красная кровенея соль

FeSO₄+ H₂SO₄  FeSO₄+SO₂+H₂O

FeSO₄+2KCNS Fe(CNS)₂ + K₂SO₄

Вывод: без азотной кислоты не образуются катионы железа (III). В присутствии концентрированной азотной кислоты катионы железа (II) окисляются до (III) валентного состояния, что устанавливается качественной реакции с роданидом калия.

Опыт 3. Влияние рН среды на окислительные свойства перманганата калия.

2KMnO₄+3H₂SO₄+5Na₂SO₃ 5NaSO₄+2MnSO₄+K₂SO₄+3H₂O

2KMnO₄+H₂O+3NaSO₃ 2MnO₂+2KOH+3Na₂SO₄

2KMnO₄+2KOH+NaSO₃ 2K₂MnO₄+ Na₂SO₄ + H₂O

 

Контрольные вопросы

1.Определите степень окисления серы в соединениях: H₂S,Na₂S₂O₃,H₂SO₃,H₂SO₄

H₂¹⁺S ^2-,Na₂¹⁺S₂²⁺O₃^2-,H₂¹⁺S⁴⁺ O₃^2-,H₂¹⁺S⁶⁺ O₄^2-

2. Закончите уравнение реакций, запишите их в молекулярной форме и расставьте коэффициенты:

А) 3BiO₃^-+2Cr³⁺+4H⁺ 3Bi³⁺+Cr₂O^2-₇+2H₂O

Б) H₂S +4Cl₂+4H₂O H₂SO₄+8HCl

В) H₂S+H₂SO₄ S+SO₂+2H₂O

3. Уравняйте реакции методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель:

А) Fe₂S₃+4HCl 2FeCl₂+2H₂+3S

Б)10FeSO₄+2KMnO₄+8H₂SO₄ 5Fe₂(SO₄)₃+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O

Fe²⁺ -1e = Fe³⁺ восстановитель

Mn⁷⁺+5e = Mn²⁺ окислитель

В)2Fe(OH)₃+10KOH+3Br₂ 2K₂FeO₄+6KBr+8H₂O

Fe³⁺ -3e ->Fe⁶⁺восстановитель

Br2(0) +2e -> 2Br(-) окислитель

Какие свойства проявляют соединения двух и трехвалентного железа в этих окислительно-восстановительных реакциях?

Железная пластинка погруженная в раствор сульфаты меди. После окончания реакции масса пластинки увеличилась на 2 г. Рассчитайте массу выделившейся из раствора меди.

Fe+CuSO₄ FeSO₄+Cu

m(Cu) = (m * M(Cu)) / (M(Cu) - M(Fe)) = 2 г * 64 / (64 - 56) = 16 г

Ответ: m(Cu)=16 г

Какую массу сульфата железа (II) можно окислить в кислой среде с помощью 20 мл 0,1 н раствора перманганата калия.

Уравнения полуреакций окисления-восстановления:

Восстановитель -5│Fe²⁺-ēFe³⁺│процесс окисления

Окислитель -1│MnO₄^-+8H⁺+5ē Mn²⁺+4H₂O │процес востановления

Из чего следует, что f_Э(FeSO₄) = 1/1, a fЭ(KMnO₄) = 1/5 молей.

Тогда:

М_Э(FeSO₄) = M(FeSO₄)/1 = 151,911/1 = 151,911г/моль.
М_Э(KMnO₄) = M(KMnO₄)/5 = 158,036/5 = 31,6072г/моль.

Находим количество молей, содержащихся в 20мл 01н раствора KMnO₄:

1000: 0,1 = 20: х; х = (20 ^. 1)/1000 = 0,002 моля.

Согласно закону эквивалентов вещества взаимодействуют друг с другом в эквивалентных количествах.
Теперь рассчитаем массу сульфата железа (II), которую можно окислить перманганатом калия:

m(FeSO₄) = MЭ(FeSO₄) ^. n(FeSO₄) = 151,911 ^. 0,002 = 0,304г.

Ответ: 0,304г.