Выполнение работы

Теоретическое введение

Кислород. Пероксид водорода

Цель работы: изучить химические свойства кислорода и пероксида водорода.

Задание: получить кислород; убедиться на опытах, что пероксид водорода обладает двойственными окислительно-восстановительными свойствами. Выполнить требования к результатам опытов, оформить отчет, решить задачу.

Кислород расположен в главной подгруппе VI группы и относится к р-элементам. На внешнем уровне атома кислорода содержится 6 электронов (2s²2p⁴). В соединениях со всеми элементами (кроме фтора) кислород проявляет степень окисления −2, а в пероксиде водорода Н₂O₂ и его производных −1.

В лаборатории кислород получают чаще всего термическим разложением некоторых кислородсодержащих веществ, например KClO₃, КМnО₄, KNO₃ и др.

Кислород химически активен; при нагревании он непосредственно взаимодействует с большинством простых веществ, образуя оксиды. Общая схема окислительного действия кислорода: O₂ + 4ē = 2О^2‾. Кроме того, молекула O₂ , присоединяя или теряя электроны, образует соединения пероксидного типа, из которых наибольшее практическое значение имеют производные пероксид-иона O₂²⁻ − пероксид водорода Н₂O₂ и пероксиды Na₂O₂, BаO₂.

Пероксиды проявляет как восстановительные, так и окислительные свойства, причем последние выражены сильнее. Для Н₂O₂ характерен распад по типу диспропорционирования:

2Н₂О₂⁻¹ = 2H₂O⁻² + O₂⁰.

Процесс распада ускоряется при освещении, нагревании, а также в присутствии катализаторов (МпO₂, Fe₂O₃ и др.).

Пероксид водорода в водных растворах ведет себя как очень слабая
кислота.

Опыт 1. Получение кислорода

Насыпать в сухую пробирку 2 шпателя перманганата калия КМnО₄, укрепить ее вертикально в зажиме штатива и нагреть. Выделяющийся газ испытать тлеющей лучинкой.

Требование к результатам опыта

Составить уравнение реакции разложения перманганата калия, указать окислитель и восстановитель и сделать вывод, к какому типу ОВР относится данная реакция.

Опыт 2. Разложение пероксида водорода

В две пробирки налить по 1–2 мл пероксида водорода. Одну пробирку слегка нагреть, а во вторую добавить немного оксида марганца (IV) MnO₂. Внести в пробирку тлеющую лучинку. Отметить свои наблюдения.

Требования к результатам опыта

1. Написать уравнение реакции разложения H₂O₂.

2. Сделать вывод о роли оксида марганца (IV) в реакции разложения Н₂О₂.

Опыт 3. Окислительные свойства пероксида водорода

· Налить в пробирку 1–2 мл иодида калия KI, столько же разбавленной серной кислоты и добавить раствор Н₂O₂. Какое вещество выделилось?

· В пробирку налить 1–2 мл раствора соли хрома (Ш), добавить концентрированной щелочи до растворения первоначально образующегося осадка и прилить 2–3 мл Н₂O₂. Наблюдать изменение окраски раствора.

· К 1–2 мл раствора MnSO₄ добавить столько же разбавленной щелочи и 2–3 мл раствора пероксида водорода. Что наблюдается?

Требование к результатам опыта

Закончить уравнения реакций: KI + H₂O₂ + H₂SO₄ = …;

Cr₂(SO₄)₃ + H₂O₂ + NaOH = …;

MnSO₄ + H₂O₂ + NaOH = ….

В каждой реакции указать окислитель и восстановитель.

Опыт 4. Восстановительные свойства пероксида водорода

· Налить в пробирку 1–2 мл раствора перманганата калия KMnO₄ добавить

1–2 мл разбавленной серной кислотой и 2–3 мл раствора Н₂О₂. В пробирку внести тлеющую лучинку. Что происходит?

· К 5–10 каплям раствора нитрата серебра AgNO₃ добавить 1–2 мл разбавленной щелочи и 2–3 мл раствора пероксида водорода. Наблюдать образование черного осадка металлического серебра. В пробирку внести тлеющую лучинку. Какой газ выделяется?

Требования к результатам опыта

1. Закончить уравнения реакций: KMnO₄ + H₂O₂ + H₂SO₄ = …;

AgNO₃ + H₂O₂ + NaOH = ….

В каждой реакции указать окислитель и восстановитель.

2. Сделать вывод об окислительно-восстановительных свойствах Н₂О₂.