Сборник задач и упражнений по химии - 67 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Вещество, в состав которого, входит окисляющийся элемент, называется восстановителем; вещество, со-
держащее восстанавливающий элемент, называется
окислителем:
2Al +3CuSO
4
= Al
2
(SO
4
)
3
+ 3Cu.
В рассмотренной реакции взаимодействуют два вещества, одно из которых служит окислителем (CuSO
4
), а
другое – восстановителем (алюминий). Такие реакции относятся к реакциям
межмолекулярного окисления-
восстановления
. Реакция
3S + 6KOH = K
2
SO
3
+ 2K
2
S +3H
2
O
служит примером реакции самоокисления-самовосстановления (диспропорционирования), в которых функ-
ции окислителя и восстановителя выполняет один и тот же элемент. В последней реакции свободная сера (сте-
пень окисления 0) выступает одновременно в роли окислителя, восстанавливаясь до степени окисления –2
(K
2
S), и в роли восстановителя, окисляясь до степени окисления +4 (K
2
SO
3
). Подобные реакции возможны, если
соответствующий элемент находится в исходном соединении в промежуточной степени окисления. Так, в рас-
смотренном примере степень окисления свободной серы (0) имеет промежуточное значение между возможны-
ми максимальной (+6) и минимальной (–2) степенями окисления этого элемента.
В реакции
(NH
4
)
2
Cr
2
O
7
= N
2
+ Cr
2
O
3
+ 4Н
2
O
восстанавливается хром, понижающий степень окисления от +6 до +3, а окисляется азот, повышающий степень
окисления от –3 до 0. Оба эти элемента входят в состав одного и того же исходного вещества. Реакции такого
типа называются реакциями
внутримолекулярного окисления-восстановления. К ним относятся, в частности,
многие реакции термического разложения сложных веществ.
П р и м е р 107. Определите степень окисления хлора в KClO
3
.
Решение.
Неизвестная степень окисления атома хлора в KClO
3
может быть определена путем следующего
рассуждения: в молекулу входит один атом калия со степенью окисления +1 и три атома кислорода, каждый из
которых имеет степень окисления –2, а общий заряд всех атомов кислорода –6. Для сохранения электроней-
тральности молекулы атом хлора должен иметь степень окисления +5.
П р и м е р 108. Определите степень окисления хрома в K
2
Cr
2
O
7
.
Решение.
Используя вышеприведенные рассуждения, находим, что на два атома хрома в молекуле K
2
Cr
2
O
7
приходится 12 положительных зарядов, а на один +6. Следовательно, окислительное число хрома +6.
П р и м е р 109. Какие окислительно-восстановительные свойства могут проявлять следующие соедине-
ния: Na
2
S, S, SO
2
, H
2
SO
4
?
Решение.
В Na
2
S окислительное число серы –2, т.е. сера имеет законченную электронную конфигурацию
и не способна к присоединению, а способна только к потере электронов. Следовательно, Na
2
S в окислительно-
восстановительных реакциях проявляет только восстановительные свойства.
В S и SO
2
сера имеет незаконченную конфигурацию внешнего энергетического уровня ( e6y S
o
и 2 e у S
+4
).
Она способна к присоединению и к потере электронов, т.е. эти соединения могут проявлять окислительные и вос-
становительные свойства, а также участвовать в реакции диспропорционирования. В H
2
SO
4
сера имеет высшую
положительную степень окисления (+6) и не способна отдавать электроны. Следовательно, H
2
SO
4
может прояв-
лять только окислительные свойства.
6.2. МЕТОДИКА СОСТАВЛЕНИЯ УРАВНЕНИЙ
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ
Используют два метода: электронного баланса и полуреакций (электронно-ионный).
При составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций с использованием метода элек-
тронного баланса следует:
1. В левой части записать формулы исходных веществ, а в правой – продуктов реакции.
Для удобства и единообразия принято сначала в исходных веществах записать восстановитель, затем окис-
литель и среду (если это необходимо); в
продуктах реакции – сначала продукт окисления восстановителя, продукт
восстановления окислителя, а затем другие вещества:
Na
2
SO
3
+ KMnO
4
+ H
2
SO
4
→ Na
2
SO
4
+ MnSO
4
+ K
2
SO
4
+ H
2
O.
2. Определить окислительные числа элементов до и после реакции:
→++
−++−++−++ 2
4
6
2
2
4
712
3
4
2
OSHOMnKOSNa
2
2
2
4
6
2
2
4
622
4
6
2
OHOSKOSMnOSNa
−+−++−++−++
+++→ .
3. Определить окислитель и восстановитель. Сера в Na
2
SO
3
повышает свою степень окисления, т.е. теряет
электроны, в процессе реакции окисляется, значит Na
2
SO
3
– восстановитель.

Страницы