УРОВЕНЬ А

ОКИСЛИТЕЛЬНО - ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ (ОВР)

1. Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель:

а) Pb + HNO_{3 конц} →

б) S + HNO_{3 конц} →

в) P + H₂SO_{4 конц} →

г) Mg + H₂SO_{4 конц} →

а) Металл + НNО_3(конц) → соль + оксид азота + Н₂О

Формула оксида азота зависит от активности металла:

- в основном выделится N₂O, если в реакцию вступает активный металл (стоящий в ряду стандартных электродных потенциалов в интервале Li...Al);

- в основном выделится NО, если в реакцию вступает металл средней активности (Mn...Рb);

- в основном выделится NO₂, если в реакцию вступает малоактивный металл (стоящий в ряду стандартных электродных потенциалов после водорода).

РЕШЕНИЕ:

а) Pb⁰ + HN⁺⁵O_{3 конц} =

восст. окисл.

= Pb⁺²(NO₃)₂ + N⁺²O + H₂O

НОК ДМ

восст-ль Pb⁰ - 2ē = Pb⁺² 3

окисл-ль N⁺⁵ + 3ē = N⁺² 2

3Pb⁰ + 2N⁺⁵ = 3Pb⁺² + 2N⁺²

Переносим полученные коэффициенты в молекулярное уравнение:

3Pb⁰ + 2HN⁺⁵O_3(конц) = 3Pb⁺²(N⁺⁵O₃)₂ + 2N⁺²O + H₂O

Поскольку азотная кислота расходуется не только на получение 2 моль NO, но и на получения 3 моль Pb(NO₃)₂, в которых содержится 6NOсо степенью окисления N⁺⁵, то для протекания этого процесса необходимо дополнительно 6 моль HNO₃.

6HNO_{3 (конц)} + 3Pb + 2HNO_3(конц) = 3Pb(NO₃)₂ + 2NO + H₂O

Суммируем число моль HNO₃ и уравниваем количество водорода и кислорода (4Н₂О):

3Рb + 8HNO_3(конц) = 3Pb(NO₃)₂ +2NO + 4Н₂О.

б) Неметалл + HNO_3(конц) → кислота, в которой неметалл проявляет высшую степень окисления + NO₂ + (Н₂О):

B → H₃B⁺³O₃; P → H₃P⁺⁵O₄; S → H₂S⁺⁶O₄; Se → H₂Se⁺⁶O₄;

Si → H₂Si⁺⁴O₃; C → H₂C⁺⁴O₃; As → H₃As⁺⁵O₄.

РЕШЕНИЕ:

б) S^o + HN⁺⁵O_3(конц) = Н₂S⁺⁶O₄ + N⁺⁴O₂ + H₂O

восст. окисл.

НОК ДМ

восст-ль S⁰ - 6ē = S⁺⁶ 1

окисл-ль N⁺⁵ + ē = N⁺⁴ 6

S⁰ + 6N⁺⁵ = S⁺⁶ + 6N⁺⁴

S + 6HNO_3(конц) = Н₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

в) Неметалл + H₂SO_4(конц) → кислота, в которой неметалл проявляет высшую степень окисления + SO₂ +(Н₂O)

РЕШЕНИЕ:

в) P⁰ + H₂S⁺⁶O_4(конц) = Н₃Р⁺⁵О₄ + S⁺⁴O₂ + H₂O

восст. окисл.

НОК ДМ

восст-ль P⁰ - 5ē = P⁺⁵ 2

окисл-ль S⁺⁶ + 2ē = S⁺⁴ 5

2Р⁰ + 5S⁺⁶ = 2P⁺⁵ + 5S⁺⁴

2P + 5H₂SO_4(конц) = 2Н₃РО₄ + 5SO₂ + 2H₂O

г) Металл + H₂SO_4(конц) → соль + (H₂S, S, SO₂)
(в зависимости от активности металла) + Н₂О.

- H₂S выделится, если в реакцию вступает активный металл (Li...Al),

- S выделится, если в реакцию вступает металл средней активности (Mn...Рb),

- SO₂выделится, если в реакцию вступает малоактивный металл (стоящий в ряду стандартных электродных потенциалов после водорода).

РЕШЕНИЕ:

г) Mg⁰ + H₂S⁺⁶O_4(конц) = Mg⁺²SO₄ + H₂S^-2 + H₂O

восст. oкисл_.

НОК ДМ

восст-ль Mg⁰ - 2ē = Mg⁺² 4

окисл-ль S⁺⁶ + 8ē = S^-2 1

4Mg⁰ + S⁺⁶ = 4Mg⁺² + S^-2

Аналогично примеру (а) уравниваем реакцию:

4H₂SO_4(конц) + 4Mg + H₂SO_4(конц) = 4MgSО₄ + H₂S + 4H₂O

4Mg + 5H₂SO_4(конц) = 4MgSО₄ + H₂S + 4H₂O