8. Окислительно-восстановительные реакции Задачи контрольной работы 71. Реакции выражаются схемами: P + HIO3 + H2O H3PO4 + HI H2S + Cl2 + H2O H2SO4 + HCl Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается. 72. Реакции выражаются схемами: HNO3 + Ca NH4NO3 + Ca(NO3)2 + H2O K2S + KMnO4 + H2SO4 S + K2SO4 + MnSO4 + H2O Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается. 73. Реакции выражаются схемами: P + HNO3 + H2O H3PO4 + NO KMnO4 + Na2SO3 + KOH K2MnO4 + Na2SO4 + H2O Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается. 74. Реакции выражаются схемами: H2S + Cl2 + H2O H2SO4 + HCl K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается. 75. Реакции выражаются схемами: KClO3 + Na2SO3 KCl + Na2SO4 KMnO4 + HBr Br2 + KBr + MnBr2 + H2O Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается. 76. Реакции выражаются схемами: P + HCIO3 + H2O H3PO4 + HCI H3AsO3 + KMnO4 + H2SO4 H3AsO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается. 77. Реакции выражаются схемами: NaCrO2 + Br2 + NaOH Na2CrO4 + NaBr + H2O FeS + HNO3 Fe(NO3)2 + S + NO + H2O Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается. 78. Реакции выражаются схемами: HNO3 + Zn N2O + Zn(NO3)2 + H2O FeSO4 + KClO3 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + KCl + H2O Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается. 79. Реакции выражаются схемами: K2Cr2O7 + HCl Cl2 + CrCl3 + KCl + H2O Au + HNO3 + HCl AuCl3 + NO + H2O Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается. 80. Реакции выражаются схемами: HCl + CrO3 Cl2 + CrCl3 + H2O Cd + KMnO4 + H2SO4 CdSO4 + K2SO4 + MnSO4 + H2O Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается.   Пример решения задач раздела 8 Ионные реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления атомов в молекулах реагирующих веществ, называются окислительно-восстановительными реакциями. Типичный процесс окисления-восстановления наглядно можно наблюдать в следующем эксперименте. Если слить подкисленные эквимолярные растворы перманганата калия, имеющего красно-фиолетовую окраску, и нитрита натрия, то через некоторое время реакционная смесь обесцвечивается. Качественный анализ образовавшейся смеси показывает, что в ней содержится ничтожно мало ионов NO2- и МпО4- и значительное количество ионов NO3- и Mn2+ . Очевидно, произошло превращение NO2- , МпО4- NO3- , Mn2+. В отдельности растворенные перманганат калия и нитрит натрия могут храниться долгое время без изменения, следовательно, наблюдаемая реакция обусловлена двумя взаимосвязанными переходами, в результате которых изменяется степень окисления (валентное состояние) азота и марганца: NO2-NO3- ; МпО4- Mn2+. Первый переход представляет собой реакцию окисления, второй—реакцию восстановления. Для составления уравнения окислительно-восстановительной реакции, протекающей в водном растворе, удобно использовать метод электронно-ионного баланса. Этот метод рассмотрен ниже на примере составления уравнения реакции между перманганатом калия и нитритом калия в водном растворе. Сначала составляют уравнение реакций окисления и восстановления. В схеме процесса окисления число атомов азота, входящих в ионы нитрита и нитрата, одно и то же, число атомов кислорода разное. Для уравнивания числа атомов кислорода в левую часть схемы этого перехода записывают молекулу воды (или ионы ОН- для щелочной среды): NO2- + Н2О NO3- Число атомов N и О в обеих частях этой схемы одинаково, а атомы водорода указаны только в левой части. Для уравнивания числа атомов водорода справа в схему приписывают недостающее их число в виде ионов водорода: NO2- + Н2О NO3- +2Н+. В данной записи не выполняется равенство суммарных зарядов: сумма зарядов слева (—1) не равна сумме зарядов справа (+1). С учетом правила сохранения зарядов ионное уравнение этого процесса должно быть записано так: NO2- + Н2О- 2е- = NO3- +2Н+. Аналогичные операции проводят при составлении ионного уравнения перехода перманганат-иона в двухвалентный ион марганца: MnO4- Mn2+ + 4H2O, MnO4- + 8H+ Mn2+ + 4H2O MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O Разумеется, при составлении уравнений реакции их не следует переписывать несколько раз, а нужно последовательно дополнять недостающими ионами и молекулами и расставлять стехиометрические коэффициенты. Таким образом получают уравнения двух процессов, одновременно протекающих в растворе: NO2- + Н2О- 2е- = NO3- +2Н+. MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O В первой реакции происходит присоединение электронов, это реакция восстановления, а ион MnO4- - окислитель. Во второй реакции происходит отдача электронов, это реакция окисления, а ион NО2- - восстановитель. В общем уравнении окислительно-восстановительного процесса число принятых окислителем электронов должно равняться числу электронов, отданных восстановителем, поэтому умножают стехиометрические коэффициенты первого уравнения на 2, а второго — на 5 (чтобы получить наименьшее одинаковое число принятых и отданных электронов) и суммируют оба выражения: 5NO2- + 5Н2О- 10е- = 5NO3- +10Н+. 2MnO4- + 16H+ + 10e- = 2Mn2+ + 8H2O 5NO2- + 2MnO4- + 6H+ = 5NO3- +2Mn2+ + 3H2O . В левой части уравнения находятся ионы водорода, что говорит о необходимости проведения реакции в кислой среде. Если растворы были подкислены серной кислотой, то процесс описывается следующим молекулярным уравнением: 5KNО2 + 2КМпО4 + 3H2SО4 = 5КNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2О. При составлении молекулярного уравнения требуется уравнять число катионов, входящих в состав солей. Метод электронно-ионного баланса используется в основном для подбора стехиометрических коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций, протекающих в водных растворах. Этот метод имеет то преимущество, что при его применении необязательно знать степени окисления атомов, участвующих в реакции ионов. Коэффициенты в уравнениях реакций, проходящих в газовом или кристаллическом состоянии, а также в водных растворах, можно подбирать методом электронного баланса. Разберем этот метод на примере составления уравнения реакции разложения хлората калия. Этот процесс протекает по схеме: КСlO3 —КСl+KC1O4. В результате этого процесса хлор в состоянии С15+ (в КСlO3) Переходит в Cl- (в КС1) и Cl7+ (в КС1O4). Для нахождения стехиометрических коэффициентов подбирают множители, уравнивающие число отданных и принятых электронов: Cl 5+ +6е = Cl- 1 Cl5+ - 2e = Cl7+ 3 4Cl5+ =Cl- +3Cl7+ Следовательно, молекулярное уравнение окислительно-восстановительного процесса разложения хлората калия следует записать так: 4КСlO3 = КС1 + ЗКСlO4.

назад | оглавление