Восстановление водородом оксида меди (II)

 

Сухую пробирку с небольшим количеством оксида меди (II) укрепите в лапке штатива в слегка наклонном положении так, чтобы дно ее было немного приподнято (зачем?).

Соберите прибор для получения водорода (рис. 5), состоящий из банки с разбавленным раствором серной кислоты, пробирки с отверстием в дне, вставленной в пробку, закрывающую банку (нижняя часть пробирки наполнена кусочками цинка), газоотводной трубки (с зажимом), служащей для отвода газа из пробирки.

Опустите пробирку с цинком в серную кислоту и, сняв зажим, убедитесь в чистоте выделяющегося водорода. После этого пропустите водород в пробирку с оксидом меди (II) сначала при комнатной температуре, а затем при нагревании. Наблюдайте изменения, происходящие с оксидом меди (II), и выде­ление капель на стенках пробирки. Когда весь оксид меди (II) прореагирует, прекратите нагревание и дайте содержимому пробирки охладиться в токе водорода. Объясните наблюдаемые явления и напишите уравнение реакции.

 

1. Зачем требуется охлаждать реакционную пробирку до комнатной температуры перед отключением тока водорода?

2. Как установить окончание восстановления оксида металла?

3. Оксиды каких металлов могут быть восстановлены водородом (при 200-500°С)?

 

Рис. 5. Восстановление оксида меди (II) водородом

 

Восстановление перманганата калия атомарным водородом (в момент выделения)

 

В разбавленный раствор серной кислоты добавьте несколько капель раствора перманганата калия и разлейте смесь в две пробирки. В одну из них бросьте кусочек цинка, в другую пропустите водород из аппарата Киппа. Сравните скорость изменения цвета раствора в пробирках. Объясните разницу в скорости изменения цвета. Напишите уравнение реакций.

 

ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА

Отчет должен быть оформлен в соответствии с общими требованиями к текстовым документам (СТО 1.701-2010).

По каждому опыту необходимо описать наблюдаемые явления и сделать теоретическое объяснение в выводе.

Уравнения реакций должны быть составлены в молекулярном и ионном виде (коэффициенты в уравнениях ОВР расставляйте с помощью метода ионно-электронного баланса).

 

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

 

1. Почему температура пламени гремучего газа выше, чем температура пламени водорода, горящего на воздухе?

2. Приведите примеры, показывающие отличие химической активности мо­лекулярного и атомарного водорода.

3. Сколько граммов воды получится при взрыве 6 л гремучего газа (при н.у.)?

 

4. Какой газ и в каком количестве (сколько граммов) не полностью войдет в реакцию при взрыве смеси, состоящей из 0,36 г водорода и 3,26 г кис­лорода?

5. Может ли существовать ион Н⁺?

6. Гидрид кальция используют в лабораторной практике для восстановления металлов из оксидов. Напишите уравнение реакции восстановления высшего оксида ниобия.

7. Сколько литров водорода выделится при разложении водой 5,5 г гидрида кальция при температуре 17°С и 101,3 кПа?

8. Сколько гидрида кальция должно прореагировать с водой, чтобы вы­делившимся водородом восстановить 20 г оксида меди (II)?

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия: Учеб.для вузов / Н. С. Ахметов. – 7-е изд.,стер. – М.: Высшая школа, 2008. – 742 с.

2. Ахметов, Н.С. Лабораторные и семинарские занятия по общей и неорганической химии: Учеб.пособие для студентов ун-тов,хим.-технол.и пед.вузов / Н. С. Ахметов, М. К. Азизова, Л. И. Бадыгин. – 5-е изд.,испр. – М.: Высшая школа, 2003 (2002). – 366 с.

3. Гельфман, М.И. Неорганическая химия: Учеб.для вузов / М. И. Гельфман, В. П. Юстратов. – 2-е изд.,стер. – СПб.: Лань, 2009. – 527 с.

4. Практикум по неорганической химии: Учебное пособие для студ. высш. уч. заведений / В.А. Алешин, К.М. Дунаев, А.И. Жиров и др; под ред. Ю.Д. Третьякова. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 384 с.

5. Неорганическая химия: В 3 т. / Под ред. Ю.Д. Третьякова. Т. 2: Химия непереходных элементов: Учебник для студ. высш. учеб. Заведений / А.А. Дроздов, В.П. Зломанов, Г.Н. Мазо, Ф.М. Спиридонов. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 388 с.