ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 6

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 6.
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ
Окислительно-восстановительными реакциями, называются реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов одного
или нескольких элементов реагирующих веществ.
Степень окисления – это условный заряд атома в соединении, вычисляемый из допущения, что все связи в этом соединении являются
ионными, и равный числу электронов, смещенных от атома одного
элемента (положительная степень окисления) или к атому другого элемента (отрицательная степень окисления).
Восстановители – атомы, молекулы или ионы, отдающие электроны; процесс отдачи электронов называется окислением.
Окислители – атомы, молекулы или ионы, принимающие электроны; процесс присоединения электронов называется восстановлением.
Соединения, в состав которых входят атомы элементов в своей максимальной положительной степени окисления, могут только восстанавливаться, выступая в качестве окислителей.
Соединения, содержащие элементы в их минимальной степени
окисления, могут только окисляться, выполняя функцию восстановителей.
Соединения, содержащие элементы в промежуточной степени
окисления, могут выступать в качестве и окислителя и восстановителя,
т.е. проявлять окислительно – восстановительную двойственность.
65
Правила определения степени окисления атомов
в свободном состоянии и в химических соединениях:
– степень окисления атомов в молекулах простых веществ равна
нулю (F2, O3, Al, Cl2);
– алгебраическая сумма степеней окисления атомов в молекулах
равна нулю, то есть молекула электронейтральна;
– степень окисления атомов в простых ионных соединениях для
данного иона равна по знаку и численному значению его электрического заряда;
– алгебраическая сумма степеней окисления атомов в ионах равна электрическому заряду данного иона;
– металлы в своих соединениях проявляют только положительные степени окисления;
– металлы главной подгруппы первой группы периодической
системы элементов имеют постоянную степень окисления, равную
плюс один (+1);
– металлы главной подгруппы второй группы имеют степень
окисления, равную плюс два (+2);
– фтор в соединениях имеет степень окисления, равную
минус один (–1);
– водород в большинстве соединений имеет степень окисления,
равную плюс один (+1); исключение составляют гидриды металлов,
например, CaH2, КН, где из-за всегда положительной степени окисления металлов, степень окисления водорода равна минус один (–1);
– кислород в соединениях имеет степень окисления, равную минус два (–2); исключения составляют: пероксиды (H2O2, Na2O2) – здесь
кислород имеет степень окисления, равную минус один (–1) и соединения кислорода со фтором, в которых кислород имеет положительную
степень окисления (OF2, O2F2).
66
Метод электронного баланса
Метод электронного баланса основан на сравнении степеней окисления атомов в исходных веществах и продуктах реакции и предусматривает соблюдение правила: число электронов, отданных восстановителем,
равно числу электронов, принятых окислителем.
Сущность метода электронного баланса рассмотрим на примере составления уравнения окислительно-восстановительной реакции.
Пример.
Определить
коэффициенты
в
окислительновосстановительной реакции
H2O2 + KMnO4 + H2SO4 → O2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O.
Основные этапы составления уравнения реакции:
1) определяются степени окисления элементов в соединениях, устанавливается окислитель и восстановитель:
+1 –1
+1 +7 –2
+1 +6 –2
0
+2 +6 –2
+1 +6 –2
+1 –2
H2 O2 + K Mn O4 + H2 S O4 → O2 + Mn S O4 + K2 S O4 + H2 O.
Из схемы реакции видно, что степень окисления кислорода повысилась от –1 до 0, следовательно, H2O2 – восстановитель и в процессе реакции окисляется. Степень окисления марганца меняется от +7 до +2, следовательно, KMnO4 – окислитель и в процессе реакции восстанавливается;
2) составляются электронные уравнения и находятся коэффициенты
при восстановителе и окислителе (основные коэффициенты), то есть составляется электронный баланс:
–1
0
2 O – 2 e = O2
+7
5
+2
Mn + 5e = Mn
2
3) основные коэффициенты переносятся в уравнение реакции
5H2O2 + 2KMnO4 + H2SO4 → 5O2 + 2MnSO4 + K2SO4 + H2O;
4) из сопоставления левой и правой частей находятся коэффициенты
для остальных участников реакции в следующем порядке: сначала уравнивается число атомов металлов, далее – число атомов неметаллов (кроме
водорода), в последнюю очередь уравнивается число атомов водорода.
Окончательно уравнение будет иметь вид
5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5O2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O.
Для проверки правильности подобранных коэффициентов подсчитывается баланс атомов кислорода в левой и правой частях уравнения.
67
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Вариант 1
1. Объясните, какое из приведенных ниже веществ и почему может
быть восстановителем, окислителем, либо обладать окислительновосстановительной двойственностью:
1) С; 2) CO; 3) CO2; 4) CH4.
2. Используя метод электронного баланса, рассчитайте стехиометрические коэффициенты в предложенных уравнениях. Укажите окислитель и
восстановитель:
J2 + KOH → KJO3 + KJ + H2O
KNO2 + PbO2 + HCl → KNO3 + PbCl2 + H2O
Вариант 2
1. Объясните, какой из приведенных ниже ионов и почему может
быть восстановителем, окислителем, либо обладать окислительновосстановительной двойственностью:
1) Cl–; 2) ClO– ; 3) ClO3–; 4) ClO4–
2. Используя метод электронного баланса, рассчитайте стехиометрические коэффициенты в предложенных уравнениях. Укажите окислитель и
восстановитель:
NH3 + O2 → N2 + H2O
HBr + H2SO4 → SO2 + Br2 + H2O
Вариант 3
1. Объясните, какой из приведенных ниже ионов и почему может
быть восстановителем, окислителем, либо обладать окислительновосстановительной двойственностью:
1) NO3–; 2) SO32–; 3) ClO4–; 4) F–
2. Используя метод электронного баланса, рассчитайте стехиометрические коэффициенты в предложенных уравнениях. Укажите окислитель и
восстановитель:
Cl2 + KOH → KСlO3 + KCl + H2O
NaNO2 + KМnO4 + H2SO4 → NaNO3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
Вариант 4
1. Объясните, какой из указанных ниже ионов или оксидов азота и
почему может быть восстановителем, окислителем, либо обладать окислительно-восстановительной двойственностью:
1) NO; 2) NO2; 3) NO2–; 4) NO3–
2. Используя метод электронного баланса, рассчитайте стехиометрические коэффициенты в предложенных уравнениях. Укажите окислитель и
восстановитель:
РН3 + O2 → Р2O5 + H2O
FeCl3 + HJ → FeCl2 + HCl + J2
68
Вариант 5
1. Объясните, какое из приведенных ниже веществ и почему может
быть восстановителем, окислителем, либо обладать окислительновосстановительной двойственностью:
1) P; 2) Br2; 3) Zn; 4) S
2. Используя метод электронного баланса, рассчитайте стехиометрические коэффициенты в предложенных уравнениях. Укажите окислитель и
восстановитель:
H2SO3 + Cl2 + H2O → H2SO4 + HCl
NaBr + MnO2 + H2SO4 → MnSO4 + Na2SO4 + Br2 + H2O
Вариант 6
1. Объясните, какой из приведенных ниже ионов и почему может
быть восстановителем, окислителем, либо обладать окислительновосстановительной двойственностью:
1) Cl–; 2) NO2–; 3) Mg2+; 4) AsO33–
2. Используя метод электронного баланса, рассчитайте стехиометрические коэффициенты в предложенных уравнениях. Укажите окислитель и
восстановитель.
Pt + HNO3 + HCl → NO + PtCl4 + H2O
KNO2 + KJ + H2SO4 → NO + J2 + K2SO4 + H2O
Вариант 7
1. Объясните, какое из приведенных ниже веществ и почему может
быть восстановителем, окислителем, либо обладать окислительновосстановительной двойственностью:
1) F2; 2) Br2; 3) C; 4) Al
2. Используя метод электронного баланса, рассчитайте стехиометрические коэффициенты в предложенных уравнениях. Укажите окислитель и
восстановитель.
Сu(NO3)2 → CuO + NO2 + O2
Pt + HNO3 + HCl → H2[PtCl6] + NO + H2O
Вариант 8
1. Объясните, какое из приведенных ниже веществ и почему может
быть восстановителем, окислителем, либо обладать окислительновосстановительной двойственностью:
1) Na; 2) Zn; 3) Al; 4) Si
2. Используя метод электронного баланса, рассчитайте стехиометрические коэффициенты в предложенных уравнениях. Укажите окислитель и
восстановитель.
Br2 + Cl2 + H2O → HВrO3 + HCl.
KBr + MnO2 + H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 + Br2 + H2O.
69
Вариант 9
1. Объясните, какое из приведенных ниже веществ и почему может
быть восстановителем, окислителем, либо обладать окислительновосстановительной двойственностью:
1) F2; 2) Cl2; 3) Br2; 4) J2
2. Используя метод электронного баланса, рассчитайте стехиометрические коэффициенты в предложенных уравнениях. Укажите окислитель и
восстановитель.
NaNO2 + PbO2 + HCl → NaNO3 + PbCl2 + H2O
P + KOH + H2O → PH3 + KH2PO2
Вариант 10
1. Объясните, какое из приведенных ниже веществ и почему может
быть восстановителем, окислителем, либо обладать окислительновосстановительной двойственностью:
4) Cl2
1) S;
2) Al;
3) H2;
2. Используя метод электронного баланса, рассчитайте стехиометрические коэффициенты в предложенных уравнениях. Укажите окислитель и
восстановитель.
AgNO3 + KOH + H2O2 → Ag + KNO3 + O2 + H2O
Co2O3 + H2SO4 → CoSO4 + O2 + H2O
Вариант 11
1. Объясните, какой из приведенных ниже ионов и почему может
быть восстановителем, окислителем, либо обладать окислительновосстановительной двойственностью:
1) Cr2O72–; 2) CrO2–; 3) Cr3+; 4) Cr2+
2. Используя метод электронного баланса, рассчитайте стехиометрические коэффициенты в предложенных уравнениях. Укажите окислитель и
восстановитель.
KJ + O3 + H2O → J2 + O2 + KOH
Au + HCl + HNO3 → H[AuCl4] + NO + H2O
Вариант 12
1. Объясните, какой из приведенных ниже ионов и почему может
быть восстановителем, окислителем, либо обладать окислительновосстановительной двойственностью:
1) Na+; 2) MnO4–: 3) ClO3–; 4) SO42–
2. Используя метод электронного баланса, рассчитайте стехиометрические коэффициенты в предложенных уравнениях. Укажите окислитель и
восстановитель.
As + Cl2 + H2O → H3AsO4 + HСl
MnO2 + KJ + CO2 +H2O → MnCO3 + KHCO3 +J2.
70
Вариант 13
1. Объясните, какой из приведенных ниже ионов и почему может
быть восстановителем, окислителем, либо обладать окислительновосстановительной двойственностью:
1) Fe3+; 2) Cl–; 3) NO2–; 4) PO43–
2. Используя метод электронного баланса, рассчитайте стехиометрические коэффициенты в предложенных уравнениях. Укажите окислитель и
восстановитель.
HJ + H2SO4 → J2 + H2S + H2O
K2Cr2O7 + HCl → CrCl3 + Cl2 + KCl + Н2О
Вариант 14
1. Объясните, какой из приведенных ниже ионов и почему может
быть восстановителем, окислителем, либо обладать окислительновосстановительной двойственностью:
1) Mn2+; 2) Mn3+; 3) MnO4–; 4) MnO42–
2. Используя метод электронного баланса, рассчитайте стехиометрические коэффициенты в предложенных уравнениях. Укажите окислитель и
восстановитель.
HСlO3 → ClO2 + HClO4 + H2O
Cl2 + КОН → КCl + КClО + Н2О.
Вариант 15
1. Объясните, какой из приведенных ниже ионов и почему может
быть восстановителем, окислителем, либо обладать окислительновосстановительной двойственностью:
1) SeO32–; 2) NO3–; 3) NH4+; 4) SO42–
2. Используя метод электронного баланса, рассчитайте стехиометрические коэффициенты в предложенных уравнениях. Укажите окислитель и
восстановитель.
K MnO4 + H2S + H2SO4 → MnSO4 + S + K2SO4 + H2O
NaCrO2 + Br2 + NaOH → Na2CrO4 + NaBr + H2O
Вариант 16
1. Объясните, какой из приведенных ниже ионов и почему может
быть восстановителем, окислителем, либо обладать окислительновосстановительной двойственностью:
1) Cr2O72–; 2) MnO4–; 3) NH4+; 4) NO2–
2. Используя метод электронного баланса, рассчитайте стехиометрические коэффициенты в предложенных уравнениях. Укажите окислитель и
восстановитель:
FeCl3 + HJ → FeCl2 + HCl + J2;
H2SO3 + Cl2 + H2O → H2SO4 + HCl
71