Целью работы является получение и исследование свойств мар- ганца и его наиболее распространенных соединений.
Опыт 1. Получение марганца и его взаимодействие с кислотами
- Получение порошкообразного марганца. В сухую пробирку по- местить кристаллический оксалат марганца и нагреть в пламени спир- товки до разложения соли с образованием мелкодисперсного металла. Высыпать из пробирки с большой высоты на металлическую поверх- ность мелкодисперсный металл, наблюдать вспышки.
Описать опыт, написать уравнение реакции разложения оксалата. Как называется явление самовоспламенения металлов в тонкодисперс- ном состоянии?
- Взаимодействие марганца с кислотами. В пять пробирок налить по несколько капель кислот: соляной, серной разбавленной, серной концентрированной, азотной разбавленной, азотной концентрирован- ной.
Во все пробирки внести порошкообразного марганца, полученного в предыдущем опыте. Описать ход реакций, написать их уравнения.
Опыт 2. Получение и исследование свойств гидроксида марганца (II)
В три пробирки внести по 2–3 капли раствора сульфата марганца
- и в каждую добавить по 2–3 капли раствора щелочи; наблюдать об- разование осадка Mn(OH)2, отметить цвет осадка. В первую пробирку добавить 5–6 капель серной кислоты. Что про- исходит с осадком? Содержимое второй пробирки перемешать стеклян- ной палочкой – осадок изменяет окраску. В третью пробирку прилить 5–6 капель бромной воды – окраска осадка также изменяется.
Описать опыт. Написать уравнения реакций: а) получения гидро- ксида марганца (II); б) взаимодействия Mn(OH)2 с серной кислотой; в) окисления его кислородом воздуха (при перемешивании) с образовани- ем гидроксида марганца (IV); г) его окисления бромной водой с образо- ванием MnO2.
Сделать вывод об основно-кислотных и окислительно- восстановительных свойствах гидроксида марганца (II).
Опыт 3. Окислительно-восстановительные свойства MnO2
- Окислительные свойства оксида марганца (IV). В сухую про- бирку внести микрошпатель оксида марганца (IV) и прилить3–4 капли концентрированной соляной кислоты. Наблюдать выделение хлора. Ес- ли хлор не выделяется, пробирку подогреть. Опыт проводить под тягой!
Написать уравнение реакции. Какова роль MnO2 в этой реакции?
- Восстановительные свойства MnO2. В тигель поместить не- сколько гранул гидроксида калия и один микрошпатель нитрата калия. Смесь расплавить в пламени спиртовки и внести на кончике микрошпа- теля несколько кристалликов диоксида марганца. Отметить цвет полу- ченного расплава.
В отчете написать уравнение реакции окисления MnO2 до K2MnO4 (манганат калия), подобрать коэффициенты методом полуреакций.
Опыт 4. Получение и свойства манганата калия
- Получение манганата калия. В пробирку внести 5–6 капель кон- центрированного раствора KOH (или NaOH). Добавить 3–4 капли рас- твора перманганата калия и нагреть смесь на спиртовке до изменения цвета раствора на изумрудно-зеленый.
KMnO4 + 4KOH(конц) = 4K2MnO4 + O2 + 2H2O
Раствор манганата разлить в три пробирки и использовать в сле- дующих опытах. В отчете написать уравнение реакции и указать, к ка- кому типу она относится.
- Взаимодействие манганата калия с хлором. К раствору мангана- та калия в первой пробирке прилить 4–5 капель хлорной воды (или бромной) – наблюдается изменение окраски раствора. Указать, как из- меняется окраска раствора. Написать уравнение реакции. Определить
роли K2MnO4 и хлора (брома) в этой реакции.
Взаимодействие K2MnO4 с сульфитом натрия. Во вторую про- бирку с раствором манганата калия добавить микрошпатель кристалли- ческого сульфита натрия. Наблюдать обесцвечивание раствора и появ- ление коричневого осадка MnO2. Качественной реакцией на сульфат- ион SO 2- доказать его образование в ходе реакции. Написать уравнение взаимодействия манганата калия с сульфитом натрия и определить роли K2MnO4 и Na2SO3 в этой реакции.
- Диспропорционирование манганата калия в нейтральной среде. Манганат калия устойчив в сильнощелочной среде. При нейтрализации щелочи кислотой он разлагается. В пробирку с полученным щелочным раствором манганата калия (третья пробирка) прибавлять по каплям разбавленную серную кислоту. При этом наблюдается изменение окра- ски раствора и выпадение осадка, что свидетельствует о протекании ре- акции:
K2MnO4 + H2SO4 ® MnO2 + KMnO4 + K2SO4 + H2O
Определить тип реакции, уравнять ее методом полуреакций. Сде- лать общий вывод об окислительно-восстановительных свойствах ман- ганатов.
Опыт 5. Влияние среды на свойства перманганата калия
В трех пробирках провести параллельно три реакции между пер- манганатом калия и сульфитом натрия.
В первой пробирке реакция проводится в кислой среде:
KMnO4 + Na2SO3 +H2SO4 = …
Во второй пробирке реакция проводится в нейтральной среде: KMnO4 + Na2SO3 +H2O = …
В третьей пробирке – в щелочной среде:
KMnO4 + Na2SO3 +KOH = …
Описать изменения в каждой из пробирок при протекании реакций. Закончить уравнения всех трех реакций, имея в виду, что в кислой среде перманганат-ионы восстанавливаются до ионов Mn2+, в нейтральной среде – до оксида марганца (IV), а в щелочной среде – до манганат- ионов. Сделать вывод о том, как изменяются окислительные свойства перманганата калия при переходе от кислой среды к нейтральной и ще- лочной.