Примеры решения задач. Пример 13.1.Исходя из степени окисления азота в соединениях NH3, KNO2, KNO3, определите, какое из них может быть только восстановителем
Пример 13.1. Исходя из степени окисления азота в соединениях NH3, KNO2, KNO3, определите, какое из них может быть только восстановителем, только окислителем и какое из них может проявлять и окислительные, и восстановительные свойства? Решение. Возможные степени окисления азота: –3, –2, –1, 0, +1, +2, +3, +4, +5. В указанных соединениях с.о. азота равны: –3 (низшая), +3 (промежуточная), +5 (высшая). Следовательно, N-3H3 – только восстановитель, KN+3O2 – и окислитель и восстановитель, KN+5O3 – только окислитель. Пример 13.2. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между веществами: а) HBr и H2S; б) MnO2 и HCl; в) MnO2 и NaBiO3? Решение. а) Степень окисления в HBr с.о. (Br) = –1 (низшая); в H2S с.о. (S) = –2 (низшая). Так как бром и сера находятся в низшей степени окисления, то могут проявлять только восстановительные свойства, и реакция между ними невозможна; б) в MnO2 с.о. (Mn) = +4 (промежуточная); в HCl с.о. (Cl) = –1 (низшая). Следовательно, взаимодействие этих веществ возможно, причем MnO2 является окислителем; в) в MnO2 с.о. (Mn) = +4 (промежуточная); в NaBiO3 с.о. (Bi) = +5 (высшая). Взятые вещества могут взаимодействовать. MnO2 в этом случае будет восстановителем. Пример 13.3. Составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции, идущей по схеме: KMnO4+ KNO2+H2SO4 ® MnSO4+ KNO3 +K2SO4+H2O. Определите окислитель и восстановитель. На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты. Решение. Определяем степени окисления тех элементов, которые ее изменяют: KMn+7O4+ KN+3O2+H2SO4 ® Mn+2SO4+ KN+5O3 +K2SO4+H2O. Составляем электронные уравнения процессов окисления и восстановления, определяем окислитель и восстановитель:
окислитель Mn+7 + 5ē → Mn+2 2 восстановление. Уравниваем реакцию методом электронного баланса, суть которого заключается в том, что общее число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, принятых окислителем. Находим общее наименьшее кратное для отданных и принятых электронов. В приведенной реакции оно равно 10. Разделив это число на 5, получаем коэффициент 2 для окислителя и продукта его восстановления, а при делении 10 на 2 получаем коэффициент 5 для восстановителя и продукта его окисления. Коэффициенты перед веществами, атомы которых не меняют свои степени окисления, находим подбором. Уравнение реакции будет иметь вид 2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5KNO3 + K2SO4 + 3H2O. Пример 13.4. Составьте уравнения окислительно-восстановительных реакций, идущих по схемам: а) Mg + HNO3 (разб.) ® Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O; б) KClO3 ® KCl + O2; в) К2MnO4 + H2О ® КMnO4 + MnO2 + КOН. В каждой реакции определите окислитель и восстановитель, расставьте коэффициенты, укажите тип каждой реакции. Решение. Составляем уравнения реакций:
восстановитель Mg0 – 2ē → Mg+2 4 окисление окислитель N+5 + 8ē → N–3 1 восстановление;
восстановитель 2O–2 – 4ē → O20 3 окисление окислитель Cl+5 + 6ē → Cl–1 2 восстановление;
восстановитель Mn+6 –1ē →Mn+7 2 окисление окислитель Mn+6 + 2ē → Mn+4 1 восстановление. Как видно из представленных уравнений, в реакции (а) окислитель и восстановитель – разные элементы в молекулах двух разных веществ, значит, данная реакция относится к типу межмолекулярных окислительно-восстановительных реакций. В реакции (б) окислитель (хлор) и восстановитель (кислород) содержатся в одной молекуле, следовательно, реакция внутримолекулярная. В реакции (в) роль окислителя и восстановителя выполняет марганец, значит, то реакция диспропорционирования.
Задачи 241. Исходя из степени окисления серы в веществах S, H2S, Na2SO3, H2SO4, определите, какое из них является только окислителем, только восстановителем и какие могут быть и окислителем, и восстановителем. Ответ обоснуйте. На основании электронных уравнений подберите коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме: KI + KIO3+ H2SO4 ® I2+ K2SO4 + H2O. Определите тип окислительно-восстановительной реакции. 242. Реакции выражаются схемами: Zn + HNO3 (разб) ® Zn(NO3)2 + N2O + H2O; SnCl2 + K2Cr2O7 + H2SO4 ® Sn (SO4) 2 + CrCl3 + K2SO4 + H2O. Составьте электронные уравнения, подберите коэффициенты, укажите, какое вещество в каждой реакции является окислителем, какое восcтановителем. 243. Составьте электронные уравнения и укажите, какой процесс (окисление или восстановление) происходит при следующих превращениях: P–3 ® P+5; N+3 ® N–3; Cl– ® ClO3–; SO42– ® S–2. Реакция выражается схемой: KMnO4 + H2S + H2SO4 ® MnSO4 + S +K2SO4 + H2O. Определите окислитель и восстановитель, на сновании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции. 244. Могут ли протекать окислительно-восстановительные реакции между веществами: а) Cl2 и H2S; б) KBr и KBrO; в) HI и NH3? Ответ обоснуйте. На основании электронных уравнений подберите коэффициенты, определите тип окислительно-восстановительной реакции, идущей по схеме: NaCrO2 + PbO2 + NaOH ® Na2CrO4 + Na2PbO2 + H2O. 245. Исходя из степени окисления железа, определите, какое из веществ может быть только восстановителем, только окислителем и какое – и окислителем и восстановителем: FeSO4, Fe2O3, K2FeO4. Ответ обоснуйте. На основании электронных уравнений подберите коэффициенты для веществ в уравнении реакции, идущей по схеме: CrCl3 + Br2 + NaOH ® Na2CrO4 + NaBr + NaCl + H2O. 246. Составьте электронные уравнения и укажите, какой процесс (окисление или восстановление) происходит при следующих превращениях: As+3 ® As+5; CrO42– ® CrO2–; MnO4– ® MnO42–; Si+4 ® Si0. На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в реакции, идущей по схеме: H2S + H2SO3 ® S + H2O. 247. Реакции выражаются схемами: KNO2 + KI + H2 SO4 ® KNO3 + I2+ K2SO4 + H2 O; NaNO3 ® NaNO 2 + O2. Составьте электронные уравнения, расставьте коэффициенты, определите окислитель и восстановитель в каждой реакции. К какому типу относится каждая из приведенных реакций? 248. См. условие задания 127. KBr + KBrO3+ H2SO4 ® Br2 + K2 SO4 + H2O; NH4NO3 ® N2O + H2O. 249. См. условие задания 127. H2S + K2Cr2O7 + H2SO4 ® S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2 O; NaBrO ® NaBrO3 + NaBr. 250. Исходя из степени окисления хлора, определите, какое из соединений: Cl2, HCl, HClO4 является только окислителем, только восстановителем и какое из них может иметь функцию и окислителя, и восстановителя. Ответ обоснуйте. На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме: HNO3+ Bi ® NO + Bi(NO3)3 + H2O. 251. См. условие задания 127. H3AsO3 + KMnO4 + H2SO4® H3AsO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O; AgNO3 ® Ag + NO2 + O2. 252. Mогут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между веществами: а) H2S и Br2 ; б) HI и HIO3; в) KMnO4 и K2Cr2O7? Ответ обоснуйте. На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме: H2O2 + KMnO4 + H2SO4 ® O2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O. 253. Составьте электронные уравнения и укажите, какой процесс (окисление или восстановление) происходит при следующих превращениях: BrO4– ® Br2; Bi ® BiO3–; VO3–®V; Si –4 ® Si +4. На основании электронных уравнений подберите коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме: Al + KMnO4 + H2SO4 ® Al2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O. 254. См. условие задания 127. Na2SO3 + Na2S + H2SO4 ® S + Na2SO4 + H2O KMnO4 ® K2MnO4 + MnO2 + O2 255. Могут ли идти окислительно-восстановительные реакции между следующими веществами а) PbO2 и KBiO3; б) Н2S и Н2SO3; в) H2SO3 и HClO4? Ответ обоснуйте. На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме: S + KOH ® K2SO3 + K2S + H2O Определите тип окислительно-восстановительной реакции. 256. См. условие задания 127. (NH4)2Cr2O7 ® N2 + Cr2O3 + H2O P + HNO3 + H2O ® H3PO4 + NO 257. См. условие задания 127. Ba(OH)2 + I2 ® Ba(IO3)2 + BaI2 + H2 O MnSO4 + PbO2 + HNO3 ® HMnO4 + Pb(NO3)2 + PbSO4 + H2O 258. См. условие задания 127. MnSO4 + KClO3 + KOH ® K2MnO4 + KCl + K2SO4 + H2O Ni(NO3)2 ® NiO + NO2 + O2 259. На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнениях реакций, идущих по схемам: HNO2 ® HNO3 + NO + H2O Cr2O3 + KClO3 + KOH ® K2CrO4 + KCl + H2O Укажите окислитель и восстановитель в каждой реакции, определите ее тип. 260. См. условие задания 139. Si + O2 + NaOH ® Na2SiO3 + H2O; NH4NO2 ® N2 + H2O
|
