KI + BiI3 = K[BiI4].

Некоторое количество раствора (50–100 мл) переливаем в третий стакан и при перемешивании добавляем воду25. Наблюдаем распад комплекса, устойчивого только в присутствии избытка йодид-ионов в растворе, и выпадение осадка йодида висмута (III):

K[BiI4] = KI + BiI3.

4. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕМЕНТОВ VI ГРУППЫ

4.1.ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ VI A ПОДГРУППЫ

4.1.1.Получение кислорода каталитическим разложением

пероксида водорода

Реактивы. Разбавленный (10 %-ный) раствор пероксида водорода Н2О2, твёрдый диоксид марганца MnO2 (кусочки минерала пиролюзит).

Посуда и приборы. Химический стакан на 50–100 мл, тонкая бечёвка.

Описание опыта. Наливаем в химический стакан раствор перокси- да водорода. Кусочек твёрдого диоксида марганца обвязываем ниткой

и опускаем в раствор26. Наблюдаем выделение пузырьков газа на по- верхности диоксида марганца.

При контакте раствора пероксида водорода с катализатором — ди- оксидом марганца — начинается реакция диспропорционирования (дисмутации):

2Н2О2 = 2Н2О + О2.

После удаления диоксида марганца выделение пузырьков газа пре- кращается.

Если этот опыт демонстрировать с применением проектора (поли- люкса), то пероксид водорода можно наливать в чашку Петри, а выде- ление пузырьков газа наблюдать на экране.

4.1.2. Получение озона действием серной кислоты на перманганат калия

Реактивы. Кристаллический перманганат калия KMnO4, концентри- рованная серная кислота H2SO4, этанол С2Н5ОН, йодкрахмальный рас- твор (1 г йодида калия, добавленный к отфильтрованному раствору 2 г растворимого крахмала в 100 мл воды).

Посуда и приборы. Фарфоровая чашка, пинцет, шпатель, фильтро- вальная бумага.

25 Поскольку йодид висмута (III) склонен к гидролизу с образованием оксида-йодида висмута (III) BiOI, добавление к нему воды следует вести небольшими порциями и на холоду.

26Второй вариант проведения данного опыта предусматривает внесение порошка диоксида марганца в цилиндр с раствором пероксида водорода. При этом наблюдается бурное выделение газообразного кислорода.

31

2KMnO4 + H2SO4 = K2SO4 + Mn2O7 + H2O,

2Mn2O7 = 4MnO2 + 3O2.

Одновременно выделяется озон, который окисляет этанол или йо- дид-ионы в йодкрахмальном растворе:

Mn2O7 = 2MnO2 + O3.

2С2Н5ОН + 8O3 = 4CO2 + 6H2O + 6O2.

2KI + H2O + О3 = I2 + 2KOH + О2.

Этот опыт подтверждает высокую окислительную способность озона.

4.1.3. Окисление сульфида свинца (II) пероксидом водорода

Реактивы. Разбавленные (2–5 %-ные) водные растворы нитрата или ацетата свинца (II) Pb(NO3)2 или Pb(CH3COO)2 и сульфида натрия Na2S, водный (3–5 %-ный) раствор пероксида водорода H2O2.

Посуда и приборы. Химические стаканы ёмкостью 250–400 мл (2 шт.), стеклянные палочки.

Описание опыта. В стакан с раствором нитрата свинца (II) при пе- ремешивании добавляем немного раствора сульфида натрия. Выпадает чёрный осадок сульфида свинца:

Pb(NO3)2 + Na2S = PbS + 2NaNO3.

Небольшую порцию чёрной суспензии сульфида свинца переносим во второй стакан и при перемешивании добавляем раствор пероксида водорода; образуется белая суспензия сульфата свинца (II):

PbS + 4H2O2 = PbSО4 + 4H2O.

В этой реакции пероксид водорода ведет себя как окислитель.

32

4.1.4. Окислительные свойства серной кислоты

Реактивы. Концентрированная серная кислота H2SO4, сахарная пудра, гранулы меди, медная проволока или обрезки медной фольги, дистиллированная вода.

Посуда и приборы. Химические стаканы ёмкостью 400–600 мл (2 шт.), стеклянная палочка.

Описание опыта. В один из химических стаканов наливаем около 50 мл концентрированной серной кислоты, затем вносим в раствор ку- сочки меди. Наблюдаем процесс растворения меди:

Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O.

В другой химический стакан насыпаем около 1/10 его высоты са- харной пудры, добавляем немного дистиллированной воды и переме- шиваем затем содержимое стакана стеклянной палочкой. После этого приливаем в стакан около 20 мл концентрированной серной кислоты, также перемешивая содержимое стакана стеклянной палочкой. После начала реакции стеклянную палочку оставляем в стакане, сориентиро- вав её вертикально. Из стакана, вспучиваясь, появляется рыхлый уголь- ный цилиндр, который после окончания реакции можно достать, вытя- нув за конец палочки, выступающий из стакана.

4.1.5. Малорастворимые сульфаты

Реактивы. Разбавленные водные растворы нитрата или хлорида ба- рия Ba(NO3)2 или BaCl2, нитрата или ацетата свинца (II) Pb(NO3)2 или Pb(CH3COO)2, хлорида кальция CaCl2, сульфата калия K2SO4, концен- трированный раствор гидроксида калия KOH.

Посуда и приборы. Химические стаканы ёмкостью 400–600 мл (6 шт.), стеклянная палочка.

Описание опыта. В химические стаканы наливаем на 1/2 их объё- ма растворы нитрата бария, нитрата свинца (II) и хлорида кальция, за- тем при перемешивании добавляем порциями раствор сульфата калия. Наблюдаем выпадение белых осадков сульфата бария, сульфата свинца и сульфата кальция:

CaCl2 + K2SO4 = CaSO4 + 2KCl; ПР = 6,1·10-5.

Небольшие порции осадков переносим в другую тройку стаканов и добавляем концентрированный раствор гидроксида калия. Сульфат свинца растворяется за счёт образования хорошо растворимого тетра- гидроксоплюмбата (II) калия:

PbSO4 + 4KOH = K2[Pb(OH)4] + K2SO4.

В случае сульфатов бария и кальция изменений не наблюдается.

33

4.1.6. Взаимодействие сульфита натрия с окислителями

Реактивы. Водный (10 %-ный) раствор сульфита натрия, водные (0,5–1,0 %-ные) растворы перманганата калия KMnO4, дихромата калия K2Cr2O7, разбавленная (1:5) серная кислота H2SO4.

Посуда и приборы. Чашки Петри (2 шт.), стеклянная палочка, ка- пельницы для растворов серной кислоты и хлорида бария.

Описание опыта. В три чашки Петри наливаем растворы перман- ганата калия и дихромата калия. К приготовленным растворам окисли- телей приливаем раствор сульфита натрия и наблюдаем образование бурого осадка диоксида марганца и изменение раствора дихромата ка- лия с оранжевого до жёлтого за счёт образования хромат-ионов:

2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2O = 2MnO2 + 2KOH + 3Na2SO4,

Na2SO3 + K2Cr2O7 + H2O = K2CrO4 + Na2CrO4 + H2SO3.

Сернистая кислота является, во-первых, слабой, а во-вторых, под- вержена разложению по следующему уравнению:

H2SO3 = H2O + SO2↑.

Равновесие реакции разложения сдвигается вправо при подкисле- нии раствора.

После добавления по нескольку капель серной кислоты наблюдаем растворение диоксида марганца и дальнейшее изменение цвета раство- ра с жёлтого до зелёного в случае дихромата калия.

MnO2 + H2SO4 + Na2SO3 = MnSO4 + Na2SO4 + H2O,

2CrO42- + 3SO32- + 10H+ = 2Cr3+ + 3SO42- + 5H2O.

Суммарное уравнение реакции с перманганатом калия можно записать в следующем виде:

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 5Na2SO4 + 3H2O.

А с дихроматом калия, соответственно, следующим образом: K2Cr2O7 + 3Na2SO3 + 4H2SO4 = Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3Na2SO4 + 4H2O.

4.1.7. Взаимодействие тиосульфата натрия с йодом

Реактивы. Кристаллический йод I2, разбавленные (5 %-ные) водные растворы тиосульфата натрия Na2S2O3 и йодида калия KI.

Посуда и приборы. Чашка Петри, шпатель, стеклянная палочка, бюкс для йода.

Описание опыта. В чашку Петри наливаем тонким слоем раствор йодида калия. Добавляем шпателем немного йода. Наблюдаем, как во- круг кристаллов йода растекаемся в разные стороны коричневые струйки раствора дийодойодата (I) калия, образующегося по реакции

KI + I2 = K[I(I)2].

34