Химия. Абакумова Н.А. - 39 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

но-восстановительной реакции Н
2
0
+ Сl
2
0
= 2H
+
Cl
валентность атомов водорода и хлора до и после реакции равна единице.
Изменилась их степень окисления. Валентность определяет число связей, образованных данным атомом, и поэтому знака
не имеет. Степень же окисления имеет знак плюс или минус.
П р и м е р 1. Исходя из степени окисления (n) азота, серы и марганца в соединениях NH
3
, HNO
2
, HNO
3
, H
2
S,
H
2
SO
3
, H
2
SO
4
, MnO
2
, KMnO
4
, определите, какие их них могут быть только восстановителями, только окислителями и ка-
кие проявляют как окислительные, так и восстановительные свойства.
Р е ш е н и е. Степень окисления
n азота (N) в указанных соединениях соответственно равна: 3 (низшая), + 3 (про-
межуточная), +
5 (высшая); n серы (S) соответственно равна: – 2 (низшая), + 4 (промежуточная), + 6 (высшая); n марганца
(Mn) соответственно равна: +
4 (промежуточная), + 7 (высшая). Отсюда: NH
3
, H
2
S только восстановители; HNO
3
, H
2
SO
4
,
KMnO
4
только окислители; HNO
2
, H
2
SO
3
, MnO
2
окислители и восстановители.
П р и м е р 2. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между следующими веществами:
а) H
2
S и HCl; б) H
2
S и H
2
SO
3
; в) H
2
SO
3
и HClO
4
?
Р е ш е н и е. а) Степень окисления
n (S) в H
2
S = 2; n (Cl) в НСl = 1. Так как и сера, и хлор находятся в низшей сте-
пени окисления, то оба взятые вещества проявляют только восстановительные свойства и взаимодействовать друг с другом
не могут; б) в H
2
S n (S) = 2 (низшая); n (S) в H
2
SO
3
= + 4 (промежуточная). Следовательно, взаимодействие этих веществ
возможно, причем Н
2
SO
3
является окислителем; в) n (S) в Н
2
SO
3
= + 4 (промежуточная); n (Cl) в HClO
4
= + 7 (высшая).
Взятые вещества могут взаимодействовать. Н
2
SO
3
в этом случае будет проявлять восстановительные свойства.
П р и м е р 3. Составьте уравнения окислительно-восстановительной реакции, идущей по схеме
KMn
7+
O
4
+ H
3
P
3+
O
3
+ H
2
SO
4
Mn
2+
SO
4
+ H
3
P
5+
O
4
+ K
2
SO
4
+ H
2
O.
Р е ш е н и е. Если в условии задачи даны как исходные вещества, так и продукты их взаимодействия, то написание
уравнения реакции сводится, как правило, к нахождению и расстановке коэффициентов. Коэффициенты определяют ме-
тодом электронного баланса с помощью электронных уравнений. Вычисляем, как изменяют свою степень окисления вос-
становитель и окислитель, и отражаем это в электронных уравнениях:
Электронные уравнения
H
3
PO
3
восстановитель
5 P
3+
2 е¯ = Р
5+
процесс окисления
KMnO
4
окислитель 2 Mn
7+
+ 5 е¯ = Mn
2+
процесс восстановления
Общее число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, которое присоединяет
окислитель. Общее наименьшее кратное для отданных и принятых электронов десять. Разделив это число на 5, получаем
коэффициент 2 для окислителя и продукта его восстановления, а при делении 10 на 2 получаем коэффициент 5 для вос-
становителя и продукта его окисления. Коэффициент перед веществами, атомы которых не меняют свою степень окисле-
ния, находят подбором. Уравнение реакции будет иметь вид
2KMnO
4
+ 5H
3
PO
3
+ 3H
2
SO
4
= 2MnSO
4
+ 5H
3
PO
4
+ K
2
SO
4
+ 3H
2
O.
П р и м е р 4. Составьте уравнение реакции взаимодействия цинка с концентрированной серной кислотой, учиты-
вая максимальное восстановление последней.
Р е ш е н и е. Цинк, как любой металл, проявляет только восстановительные свойства. В концентрированной серной
кислоте окислительную функцию несет сера (+
6).
Максимальное восстановление серы означает, что она приобретает минимальную степень окисления. Минимальная
степень окисления серы как р-элемента VI группы равна
2. Цинк как металл II группы имеет постоянную степень окис-
ления +
2. Отражаем сказанное в электронных уравнениях:
Электронные уравнения
Zn восстановитель
4 Zn
0
2е¯ = Zn
2+
процесс окисления
H
2
SO
4
окислитель 1 S
6+
+ 8 е¯ = S
2–
процесс восстановления
Составляем уравнение реакции:
4Zn + 5H
2
SO
4
= 4ZnSO
4
+ H
2
S + 4H
2
O
Перед H
2
SO
4
стоит коэффициент 5, а не 1, ибо четыре молекулы Н
2
SO
4
идут на связывание четырех ионов Zn
2+
.
ЗАДАНИЯ
301. Реакции выражаются схемами:
а) MnSO
4
+ PbO
2
+ HNO
3
HMnO
4
+ PbSO
4
+ Pb(NO
3
)
2
+ H
2
O;
б) CH
3
OH + K
2
Cr
2
O
7
+ H
2
SO
4
HCOOH + Cr
2
(SO
4
)
3
+ K
2
SO
4
+ H
2
O;
в) KClO
3
KCl + O
2
.
Расставить коэффициенты, пользуясь методом электронного баланса; указать окислитель и восстановитель; что
окисляется и что восстанавливается? К каким классам ОВР относится каждое уравнение окислительно-
восстановительной реакции ?