Примеры решения заданий
Пример 1. Укажите степень окисления (СО) подчеркнутых атомов элементов в предложенных частицах, а также их высшую и низшую степени окисления. Объясните, какую роль могут выполнять указанные частицы в окислительно-восстановительных реакциях: только окислитель (Ox), только восстановитель (Red), окислитель и восстановитель (Ox и Red).
Cr2O3, СlO4–, Zn, H2S
Cr2O3 2х + 3·(-2) = 0 CO = +3
Хром – элемент VI группы, следовательно, высшая степень окисления его +6, т. к. хром является металлом, то его низшая степень окисления 0. В данном случае хром проявляет промежуточную степень окисления, следовательно, в окислительно-восстановительных реакциях данная частица может быть и окислителем и восстановителем (Ox и Red).
СlO4– х + 4·(-2) = –1 CO = +7
Хлор – элемент VII группы, следовательно, высшая степень окисления его +7, хлор – неметалл, следовательно низшая степень окисления его 7 - 8 = -1. В окислительно-восстановительных реакциях СlO4– может быть только окислителем (Ox).
Zn CO = 0
Цинк – элемент II группы, следовательно, высшая степень окисления его +2, цинк – металл, низшая степень окисления 0. В окислительно-восстановительных реакциях Zn может быть только восстановителем (Red).
H2S 2·(-1) + х = 0 CO = -2
Сера – элемент VI группы, значит, его высшая степень окисления +6, низшая степень окисления серы 6 – 8 = -2, следовательно, в окислительно-восстановительных реакциях H2S может быть только восстановителем (Red).
Ox и Red
Ox
Red
Red
Пример 2. Составьте уравнение полуреакций в заданной среде:
Cr2O72– ® Cr3+ (кислая);
Cr2O3 ® CrO42– (щелочная);
Br2 ® BrO– (нейтральная);
MnO4– ® MnO2 (нейтральная).
Алгоритм составления уравнения полуреакции.
1. Рассчитывают степени окисления атомов элементов, которые ее изменяют.
2. Уравнивают их количество (при необходимости).
3. В соответствии с правилами среды уравнивают количество атомов кислорода и водорода.
4. Указывают количество отданных или принятых электронов.
Cr2O72– ® Cr3+
1. Степень окисления изменяет хром: с +6 в Cr2O72– до +3 в Cr3+;
2. Уравнивают количество атомов хрома:
Cr2O72– ® 2 Cr3+
3. В правую часть для восполнения недостатка 7 атомов кислорода запишем 7 Н2О; в левую часть для уравнивания водорода запишем 14 Н+:
Cr2O72– + 14 Н+ ® 2 Cr3+ + 7 Н2О
4. Степень окисления изменяет хром с +6 до +3, принимая 3ē, учитывая что в полуреакции участвует 2 атома хрома, принимается 6ē:
Cr2O72– + 14 Н+ + 6ē ® 2 Cr3+ + 7 Н2О
Cr2O3 ® CrO42–
1. Степень окисления изменяет хром: с +3 в Cr2O3 до +6 в CrO42–;
2. Уравнивают количество атомов хрома:
Cr2O3 ® 2 CrO42–
3. В левой части недостаток 5 атомов кислорода, добавим 10 ОН –;
в правую часть для уравнивания водорода и кислорода запишем 5 Н2О:
Cr2O3 + 10 ОН –® 2 CrO42– + 5 Н2О
4. Степень окисления изменяет хром с +3 до +6, отдавая 3ē, учитывая, что в полуреакции участвует 2 атома хрома, отдается 6ē:
Cr2O3 + 10 ОН – – 6ē ® 2 CrO42– + 5 Н2О
Br2 ® BrO–
1. Степень окисления изменяет бром: с 0 в Br2 до +1 в BrO–;
2. Уравнивают количество атомов брома:
Br2 ® 2 BrO–;
3. Разница по кислороду в обеих частях (с учетом коэффициента) составляет 2 атома, следовательно, в левую часть необходимо записать 2 Н2О, при этом кислород в обеих частях уравнивается, следовательно, необходимо уравнять в правой части водород, добавив 4Н+:
Br2 + 2 Н2О ® 2 BrO– + 4Н+;
4. Степень окисления изменяет бром с 0 до +1, отдавая 1ē, учитывая, что в полуреакции участвует 2 атома брома, отдается 2ē:
Br2 + 2 Н2О – 2ē ® 2 BrO– + 4Н+;
MnO4– ® MnO2
1. Степень окисления изменяет марганец: с +7 в MnO4– до +4 в MnO2;
2. Количество атомов марганца в обеих частях одинаково, коэффициенты не требуются.
3. Разница по кислороду в обеих частях составляет 2 атома, следовательно, в левую часть необходимо записать 2 Н2О, при этом кислород в обеих частях не уравнялся, следовательно, необходимо уравнять его, добавив в правой части 4 ОН–:
MnO4– + 2 Н2О ® MnO2 + 4 ОН–;
4. Степень окисления изменяет марганец с +7 до +4, принимая 3ē:
MnO4– + 2 Н2О + 3ē ® MnO2 + 4 ОН–;
Пример 2. Запишите электронно-ионные уравнения полуреакций, ионное и молекулярное уравнения реакции, соответствующее данному превращению:
+5 +4 0 +6
КIO3 + Na2SO3 + Н2SO4 ® I2, SO42–
Ox Red среда
К+ + IO3– + 2 Na+ +SO32– + 2 Н+ + SO42– ® I2, SO42–
2 IO3– + 12Н + + 10ē ® I2 + 6Н2О 2 1
SO32– + Н2О - 2ē ® SO42– + 2Н + 10 5
2 IO3– + 12Н + + 5SO32– + 5Н2О ® I2 + 6Н2О + 5SO42– + 10Н +
2 IO3– + 2Н + + 5SO32– ® I2 + Н2О + 5SO42–
2K+ SO42– 10Na+ 10Na+ 2K+ SO42-
2КIO3 + 5Na2SO3 + Н2SO4 ® I2 + H2O + 5Na2SO4 + K2SO4.
6.5. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ
1. Рассчитайте и укажите степень окисления (СО) атомов подчеркнутых элементов в предложенных частицах. Объясните, какую роль могут выполнять предложенные частицы в окислительно-восстановительных реакциях: только окислитель (Ox), только восстановитель (Red), окислитель и восстановитель (Ox и Red).
CrO33–, MnO2, PbO2, Cr2O72– | P2O3, CO, AlO2–, NO3– | ||
Сd, AlO2–, N2O, NO3– | Zn, H2SO3, HNO3, ClO4– | ||
Al2O3, MnO4–, Br –, CrO42– | VO3–, NO2, Mn2+, Al | ||
CO2, MnO2, MnO42–, Cl- | H2S, Cl2, SO42–, Cr2O72– | ||
NO3–, NO, Cr2O72–, SO32- | SO32–, NO2–, ClO4–, Br – | ||
BrO–, Br –, Cd2+, CrO42– | CrO2–, ReO4–, PbO2, CrO42– | ||
N2, Cl–, CrO2–, B4O72– | NO2–, MnO2, NO2, Cu | ||
TiO2+, ClO–, ClO–, MnO4– | SO42–, Cl2, Mn2+, ClO– | ||
MnO42–, NO3–, NH4+, ClO3– | ClO4–, Cl–, CrO2–, F2 | ||
NH4OH, VO2+, Cl2, VO3– | Ca, NO3–, BrO–, NO2– | ||
NO2, H3PO4, HCl, CrO42– | SO42–, CO, H2S, MnO42– | ||
NO3–, ClO3–, Mn, S2– | CO2, Cr2O72–, BrO–, SeO42– | ||
Sn2+, CH4, SeO42–, ClO3– | SeO32–, AlO2–, Br –, ClO3– | ||
SnO2, N2O, MnO2, SO32– | ClO3–, SO42–, TiO+, MnO4– | ||
Cl2O, I2, N2O3, Cr2O72– | I2, NO, H2Se, Cr2O72– |
2. Запишите электронно-ионные уравнения полуреакций, ионное и молекулярное уравнения реакции, соответствующей данному превращению.
KMnO4 + KI + H2SO4 ®Mn2+, I2 | |
Na2SeO3 + KВrO + H2O ® Br2, SeO42– | |
FeSO4 + Br2 + H2SO4 ® Fe3+, Brˉ | |
KMnO4 + KI + H2O ® MnO2, I2 | |
KCrO2 + Br2 + KOH ® Br–, CrO42– | |
FeCl2 + KMnO4 + H2SO4 ® Fe3+, Mn2+ | |
Na2MnO4 + Na2SO3 + H2O ® MnO2, SO42– | |
K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 ® Cr3+, Fe3+ | |
KClO3 + KCrO2 + NaOH ® Cl–, CrO42– | |
CrO3 + HCl ® Cl2, Cr3+ | |
C + HNO3 ® CO2, NO2 | |
Cr2(SO4)3 + NaClO + NaOH ® Cl–, CrO42– | |
KCrO2 + Cl2 + KOH ® CrO42–, Cl– | |
Ni(OH)2 + NaClO + H2O ® Cl–, Ni(OH)3↓ | |
KMnO4 + Na2SO3 + H2O ® SO42–, MnO2 | |
BiCl3 + SnCl2 + KOH ® SnO32–, Bi | |
Cr2(SO4)3 + Cl2 + KOH ® CrO42–, Cl– | |
I2 + Cl2 + H2O ®IO3–, Cl– | |
KClO3 + MnO2 + KOH ® MnO42–, Cl– | |
Na3AsO3 + K2Cr2O7 + H2SO4 ® AsO43–, Cr3+ | |
HCl + HNO3 ® Cl2 , NO | |
KMnO4 + KI + NaOH ® MnO42–, IO3– | |
I2 + Na2SO3 + H2O ® I–, SO42– | |
FeSO4 + KClO3 + H2SO4 ®Cl–, Fe3+ | |
KClO3 + I2 + H2O ® IO3–, Cl– | |
H2S + HNO3 ® SO42–, NO2 | |
Na3AsO3 + I2 + H2O ® AsO43– , I – | |
Mn(NO3)2 + NaBiO3 + HNO3 ® Bi3+, MnO4– | |
KI + HNO3 ® NO, I2 | |
KMnO4 + V2(SO4)3 + H2O ® MnO2, VO2+ | |
FeCl2 + HNO3 + HCl ®Fe3+, N2O | |
К2S + K2MnO4 + H2O ® S, MnO2 | |
MnSO4 + Cl2 + KOH ® MnO42–, Cl– | |
H2S + K2Cr2O7 + H2SO4 ® Cr3+, S | |
K2Cr2O7 + Na2SO3 + H2SO4 ® Cr3+, SO42– | |
MnO2 + KNO3 + KOH ®MnO42–, NO2 | |
Fe(NO3)2 + HNO3 ® Fe3+, NO2 | |
Cl2 + FeCl3 + KOH ® Cl–, FeO42– | |
K2Cr2O7 + HCl ®Cr3+, Cl2 | |
FeCl2 + NaBiO3 + NaOH ® Fe(OH)3, BiO+ | |
SnCl2 + Na3AsO3 + HCl® Sn4+, As | |
S + KOH® SO32–, S2– | |
SO2 + NaIO3 + H2O ® I–, SO42– | |
H2S + HNO3 ® S, NO | |
KBrO + MnCl2 + KOH ® Br –, MnO42– | |
K2Cr2O7+ FeSO4 + H2SO4 ® Cr3+ , Fe3+ | |
NaCrO2 + NaClO + KOH ® CrO42–, Cl– | |
KMnO4 + NaNO2 + H2SO4 ®Mn2+, NO3– | |
SnCl2 + K2Cr2O7 + H2SO4 ® Sn4+, Cr3+ | |
Cr2O3 + KNO3 + KOH ® CrO42–, N2 | |
К2S + KMnO4 + H2SO4 ® Mn2+, SO42– | |
H2S + Cl2 + H2O ® SO42–, Cl– | |
HNO3 + Ni ® N2O, Ni2+ | |
MnO2 + НCl ®Mn2+, Cl2 | |
FeCl3 + Na2SO3 + H2O ® Fe2+, SO42– | |
HCl + Ni(OH)3 ® Ni2+, Cl2 | |
KMnO4 + NaNO2 + H2O ® MnO2, NO3– | |
SnCl2 +KBrO3 + HCl ® Sn4+, Br – | |
KMnO4 + H2S + H2SO4 ® Mn2+, SO42– | |
(BiO)2SO4 + Br2 + NaOH ® BiO3– , Br – |