Тема 1-4 окислительно-восстановительные реакции

1. Что понимают под валентностью элемента и что такое степень окисления элемента? Примеры.

2. Какие реакции называют окислительно-восстановительными? Приведите примеры. Как классифицируются эти реакции?

3. Как изменяются окислительно-восстановительные свойства простых веществ в зависимости от положения элементов в периодической системе? Приведите примеры типичных окислителей и восстановителей.

4. Для каких сложных веществ характерны только окислительные свойства, и в каких случаях вещества могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства? Примеры.

5. Покажите на примерах (уравнения реакций), как изменяются окислительно-восстановительные свойства соединений элемента (S или Cl) в зависимости от его степени окисления.

6. Покажите на примерах (уравнения реакций), как изменяются кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов в зависимости от изменения степени окисления образующего их элемента (Cr, Mn или Fe).

7. По каким признакам можно отнести то или иное вещество только к окислителям, только к восстановителям или к веществам, проявляющим двойственность свойств? Приведите примеры.

8. Какие процессы называют процессами окисления, и какие – процессами восстановления? Приведите примеры.

9. На примерах восстановления перманганата калия покажите влияние среды на протекание окислительно-восстановительных реакций.

10. Что характеризует электрохимический ряд напряжений металлов? На каких количественных величинах он основан? Какая связь между восстановительной активностью металлов и окислительными свойствами их катионов?

11. Какой процесс называется электролизом? Дайте определения понятиям «катод», «анод», «катодный процесс», «анодный процесс».

12. Какой анод называется инертным и какой активным (в процессе электролиза)? Примеры.

13. Какие процессы протекают на электродах при электролизе водных растворов электролитов? Примеры.

14. Из перечисленных молекул и ионов выберите те, которые могут быть: а) только окислителями, б) только восстановителями, в) могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства: Fe, Fe²⁺, Fe³⁺, Cu, Cu²⁺, Cl₂, Cl^-, Mn, MnO₂, MnO₄^-, N₂, NH₃, NO₂^-, NO₃^-, S^2-, SO₃^2-, SO₄^2-. Объясните ответ.

15. Приведите пример слабой кислоты, которая является сильным окислителем. Напишите по одному уравнению реакции, характеризующему её кислотные и окислительные свойства.

16. Приведите по одному примеру слабой кислоты и слабого основания, которые являются слабыми окислителями. Напишите по одному уравнению реакции, характеризующему их кислотно-основные и окислительные свойства.

17. Приведите по одному примеру слабой кислоты и слабого основания, которые являются сильными восстановителями. Напишите по одному уравнению реакции, характеризующему их кислотно-основные и восстановительные свойства.

18. Укажите степени окисления элементов в соединениях и в соответствии с их валентностью изобразите графические формулы соединений:

1) SO₃, H₂SO₃, H₂S, NaHSO₄, Al₂S₃, SO₄^2-.

2) NH₃, NH₄⁺, N₂H₄, HNO₃, NaNO₂, NO₂.

3) H₂O, H₂O₂, Al(OH)₃, Al(OH)₆^3-, CaH₂, Ba(HCO₃)₂.

4) Cr₂O₃, Cr(OH)₂, H₂CrO₄, Cr₂O₇^2-, CrO₃, KCrO₂.

5) РН₃, РН₄Cl, Н₃РО₄, Н₂РО₄^-, РОCl₃, KН₂РО₂.

6) СО₂, СОСl₂, НСО₃^-, С₂Н₂, НСN, НСОН.

7) FeS, FeS₂, Fe₂(SO₄)₃, H₂SO₄, HSO₄^-, SO₃^2-.

8) I₂O₅, H₅IO₆, ICl₅, NaIO₃, HI, IO₃^-, I₂.

9) CaC₂, Al₄C₃, CH₄, C₂H₆, C₆H₆, CH₃COO^-.

10) O₂, O₃, Na₂O, Na₂O₂, Cl₂O, OF₂, ClO₄^-.

19. Какие из следующих реакций являются окислительно-восстановительными? Укажите окислитель и восстановитель, уравняйте:

1) NaHCO₃ ® Na₂СО₃ + СО₂ +Н₂О

НСlО₄ ® СlО₂ +О₂ +Н₂О

NH₃ + NaСlО ® N₂H₄ + NaСl + Н₂О

2) СН₄ + О₂ + NH₃ ® НСN + Н₂О

NH₄Сl + Са(ОН)₂ ® NH₃ + СаСl₂ + Н₂О

NH₄NO₃ ® N₂O + Н₂О

3) НСlО₄ + SO₂ + Н₂О ® НСl + H₂SO₄

Na₂CrO₄ + H₂SO₄ ® Na₂Cr₂O₇ + Na₂SO₄ + H₂O

Na₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ + Na₂SO₃ ® Cr₂(SO₄)₃ + Na₂SO₄ + H₂O

4) Li₃N + H₂O ® LiOH + NH₃·H₂O

LiH + Н₂О ® LiOH + Н₂

Na₂О₂ + СО₂ ® Na₂СО₃ + О₂

5) NaCrO₂ + NaОН + Вr₂ ® Na₂CrO₄ + NaВr + Н₂О

Na₂Cr₂O₇ + NaОН ® Na₂CrO₄ + Н₂О

(NH₄)₂Cr₂O₇ ® Cr₂O₃ + N₂ + Н₂О

6) FeS + H₂SO₄ ® FeSO₄ + H₂S

PbS + H₂O₂ ® PbSO₄ + H₂O

PbO₂ + HCl ® PbCl₂ + Cl₂ + H₂O

7) HNO₃ + SO₂ + H₂O ® NO + H₂SO₄

HNO₃ + Fe₂O₃ ® Fe(NO₃)₃ + H₂O

HNO₃ + Fe₃O₄ ® Fe(NO₃)₃ + NO₂ + H₂O

8) NaOH + Al + H₂O ® Na[Al(OH)₄] + H₂

NaOH + Al₂O₃ + H₂O ® Na[Al(OH)₄]

NaOH + I₂ ® NaI + NaIO₃ + H₂O

9) Cu(NO₃)₂ ® CuO + NO₂ + O₂

Ca(HCO₃)₂ ® CaO + H₂O + CO₂

KClO₃ ® KCl + KClO₄

10) C₂H₂ + H₂O ® CH₃COH

CO + H₂ ® CH₃OH

CH₃COH + [Ag(NH₃)₂]OH ® CH₃COOH + Ag + NH₃ + H₂O

20. Методом электронного баланса подберите коэффициенты, укажите тип окислительно-восстановительной реакции, окислитель и восстановитель:

1) KMnO₄ ® K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

2) K₂MnO₄ +СО₂ ® KMnO₄ + MnO₂ + K₂СО₃

3) KMnO₄ + H₂SO₄ + Н₂О₂ ® MnSO₄ + K₂SO₄ + О₂ + Н₂О

4) KNО₂ + KI + H₂SO₄ ® I₂ + NO + K₂SO₄ + H₂O

5) Pb(NО₃)₂ ® PbO + NO₂ + О₂

6) CuS + O₂ + CaCO₃ ® CuO + CaSO₃ + CO₂

7) S + KСlО₃ + Н₂О ® Cl₂ + K₂SO₄ + H₂SO₄

8) KОН + Cl₂ ® KСlО₃ + KСl + H₂O

9) НMnO₄ ® MnO₂ + О₂ + Н₂О

10) Н₂С₂О₄ + KMnO₄ ® СО₂ + К₂СО₃ + MnO₂ + H₂O

11) NО₂ + KОН ® KNО₂ + KNО₃ + H₂O

12) FeS + O₂ ® Fe₂O₃ + SO₂

13) Mg + НNО₃ ® Mg(NО₃)₂ + NH₄NО₃ + H₂O

14) Ca₃(PO₄)₂ + C + SiO₂ ® CaSiO₃ + CO + P

15) Fe(NO₃)₃ ® Fe₂O₃ + NO₂ + O₂

21. По ионной форме составьте молекулярное уравнение реакции, методом электронного или электронно-ионного баланса подберите коэффициенты, укажите окислитель и восстановитель:

1) [Cr(OH)₆]^3- + Br₂ + OH- ® CrO₄^2- + Br^- + H₂O

2) NО₂^- + MnO₄^- + H₂O ® NО₃^- + MnO₂ + ОН^-

3) PbO₂ + Br^- + Н⁺ ® Pb²⁺ + Br₂ + H₂O

4) Cr₂O₇^2- + Fe²⁺ + Н⁺ ® Cr³⁺ + Fe³⁺ + H₂O

5) Br₂ + I₂ + OH^- ® Br^- + IО₃^- + H₂O

6) Al + ОН^- + Н₂О ® [Al(ОН)₆]^3- + Н₂

7) Н₂S + Cr₂O₇^2- + Н⁺ ® S + Cr³⁺ + H₂O

8) CuS + Н⁺ + NО₃^- ® Cu²⁺ + SO₄^2- + NО₂ + H₂O

9) PH₃ + MnO₄^- + OH^- ® PО₄^3- + MnO₄^2- + H₂O

10) СlО₃^- + Сl^- + Н⁺ ® Cl₂ + H₂O

11) CuI + Н⁺ + MnO₄^- ® Cu²⁺ + I₂ + Mn²⁺ + H₂O

12) SO₃^2- + OH^- + Cl₂ ® SO₄^2- + Cl^- + H₂O

13) MnO₄^- + H⁺ + H₂O₂ ® Mn²⁺ + H₂O + O₂

14) H₂S + H⁺ + NO₃^- ® SO₄^2- + NO + H₂O

15) ClO^- + OH^- + I₂ ® Cl^- + IO₃^- + H₂O

22. Закончите уравнение реакции, укажите окислитель и восстановитель:

1) Fe(OH)₂ + NaClO + H₂O ® Fe(OH)₃ + ¼

2) Zn + KClO₃ + KOH + H₂O ® K₂[Zn(OH)₄] + ¼

3) MnO₂ + KBr + H₂SO₄ ® Br₂ + ¼

4) PH₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ ® H₃PO₄ + ¼

5) NaNO₂ + Br₂ + NaOH ® ¼

6) FeSO₄ + Br₂ + H₂SO₄ ® ¼

7) CrCl₃ + NaClO + NaOH ® Na₂CrO₄ + ¼

8) KClO₃ + FeSO₄ + H₂SO₄ ® Cl₂ + ¼

23. Определите, какие два вещества вступили в окислительно-восстановительную реакцию (и при каких условиях: t, kat, обычн.), если образовались следующие продукты (коэффициенты не указаны). Завершите уравнение:

1) ® FeCl₂ + I₂ + HCl

2) ® CaBr₂ + HBr

3) ® Ca(OH)₂ + H₂O

4) ® Fe(OH)₃

5) ® Cu(NO₃)₂ + NO₂ + H₂O

6) ® Mg(NO₃)₂ + N₂ + H₂O

7) ® NO + H₂O

8) ® CuO + P₂O₅ + NO

24. При растворении меди в 100 г концентрированного раствора серной кислоты выделилось 1,12 л диоксида серы (при н.у.). Вычислите количество вещества ионов меди и массовую долю сульфата меди в полученном растворе. Сколько моль Н₂SO₄ восстановилось?

25. Вычислите массовую долю перманганата калия в растворе, содержащем также серную кислоту, если для реакции с 50 г этого раствора (до его обесцвечивания) потребовалось 3,15 г сульфита натрия.

26. При разложении 4,9 г некоторого вещества выделилось 1,344 л кислорода (при н.у.) и осталось твердое вещество, содержащее 52,35% калия и 47,65% хлора. Определите формулу вещества и составьте уравнение реакции его разложения.

27. Раствор бромида калия объемом 88,8 мл и плотностью 1,34 г/мл количественно прореагировал с 4,48 л хлора (н. у.). Рассчитайте массовую долю бромида калия в использованном растворе и его молярную концентрацию.

28. При нагревании 73,5 г хлората калия (бертолетовой соли) часть её разложилась по внутримолекулярной окислительно-восстановительной реакции с выделением 6,72 л О₂ (н.у.), а часть – по реакции диспропорционирования с образованием перхлората и хлорида калия. Определите массу и количественный состав твердого остатка после завершения реакций.

29. При нагревании 12,8 г некоторой соли произошла внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция с образованием 7,2 г воды и 4,48 л химически малоактивного газа, плотность которого по водороду равна 14. Определите формулу соли.

30. При окислении фосфора азотной кислотой выделилось 7,46 л (н.у.) оксида азота(II) и образовалась ортофосфорная кислота. Для её нейтрализации потребовалось 50 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия плотностью 1,28 г/мл. Определите формулу и количество полученной соли.

31. При взаимодействии 34,8 г оксида марганца(IV) с избытком концентрированной соляной кислоты выделился хлор, который полностью прореагировал с 160 г нагретого раствора гидроксида натрия с образованием хлорида и хлората натрия. Вычислите массовую долю NaOH в использованном растворе.

32. Оксид серы(IV) объемом 4,48 л (при н.у.) прореагировал с 50 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия (r = 1,28 г/мл). Какое количество дихромата калия можно восстановить образовавшейся солью в растворе, подкисленном серной кислотой?

33. Определите количество перманганата калия и объем 38%-ного раствора соляной кислоты (r = 1,19 г/мл), необходимые для получения хлора, способного вытеснить весь бром из 500 мл 2М раствора бромида калия.

34. Рассчитайте массовую долю перманганата калия в его смеси с сульфатом калия, если при действии избытка концентрированной соляной кислоты на 20 г этой смеси солей образуются хлорид марганца(II) и такое количество хлора, которое способно вытеснить весь йод из раствора, содержащего 83 г йодида калия.

35. Газ, полученный действием 29 г диоксида марганца на 100 г раствора соляной кислоты с массовой долей HCl 36,5%, пропустили через раствор, содержащий избыток йодида калия. При этом выделилось 50,8 г йода и реакция прошла полностью. Рассчитайте практический выход газа в первой реакции.

36. При нагревании без катализатора разложение бертолетовой соли (KClO₃) идёт одновременно по двум реакциям: а) с образованием кислорода и хлорида калия, б) с образованием перхлората калия и хлорида калия. Определите, сколько граммов KClO₄ образуется при разложении 49 г KClO₃, если одновременно получится 22,35 г KCl.

37. Водный раствор нитрата серебра подвергли электролизу с инертным анодом. Какой объем газа (при н.у.) выделился на аноде, если масса восстановленного на катоде серебра равна 2,16 г? Какое количество кислоты образовалось в растворе и какова его молярная концентрация, если объем раствора 250 мл?

38. При электролизе (с инертным анодом) 1 кг 18,3%-ного водного раствора нитрата никеля на катоде восстановилось 29,35 г металла. Какой объем газа (при н.у.) выделился на аноде? Какое количество соли осталось в растворе и какова массовая доля в нем образовавшейся кислоты?

39. К раствору, полученному в результате полного электролиза 200 г раствора хлорида калия с w_KCl = 7,45%, прибавлено 50 г 19,6%-ной фосфорной кислоты. Определите формулу образовавшейся соли.

40. В процессе электролиза 500 мл 4,6%-ного раствора гидроксида натрия (r = 1,05 г/мл) массовая доля NaОН в растворе увеличилась до 10%. Определите объем газов, выделившихся на электродах (при н.у.).

41. При электролизе раствора хлорида натрия на катоде выделилось 13,44 л водорода (н.у.). Газ, выделившийся на аноде, был пропущен через горячий раствор гидроксида калия, при этом образовались хлорид калия и хлорат калия (бертолетова соль). Рассчитайте количества образовавшихся солей.

42. В результате электролиза раствора хлорида натрия получили раствор, содержащий 20 г гидроксида натрия. Газ, выделившийся на аноде, полностью прореагировал с йодидом калия, содержащимся в 500 мл раствора. Определите объем выделившегося газа (н.у.) и молярную концентрацию (моль/л) использованного раствора йодида калия.

43. При электролизе 200 г водного раствора гидроксида натрия с w_NaОН = 4% на аноде выделился кислород объемом 44,8 л (при н.у.). Какой объем водорода выделился на катоде и какой стала концентрация раствора гидроксида натрия в результате электролиза?

44. Через 200 г раствора хлорида натрия с массовой долей 17,55% некоторое время пропускали постоянный ток. Из раствора выделилось 3,36 л хлора (при н.у.). Определите массовые доли веществ в полученном растворе.

45. При электролизе 188 г 50%-ного раствора нитрата меди(II) на катоде выделилось 19,2 г металла. Вычислите объём газа (н.у.), выделившегося на аноде, и концентрации (в % мас.) кислоты и соли в оставшемся растворе.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант	задачи	вариант	задачи
	1, 18.1, 20.1, 21.1 2, 18.2, 20.2, 21.2 3, 18.3, 20.3, 21.3 4, 18.4, 20.4, 21.4 5, 18.5, 20.5, 21.5 6, 19.1, 20.6, 21.6 7, 19.2, 20.7, 21.7 8, 19.3, 20.8, 21.8 9, 19.4, 20.9, 21.9 10, 19.5, 20.10, 21.10 11, 19.6, 20.11, 21.11 13, 19.7, 20.12, 21.12 14, 19.8, 20.13, 21.13 15, 19.9, 20.14, 21.14 17, 19.10, 20.15, 21.15		2, 18.6, 20.1, 21.1 1, 18.7, 20.2, 21.2 4, 18.8, 20.3, 21.3 3, 18.9, 20.4, 21.4 6, 18.10, 20.5, 21.5 5, 19.1, 20.6, 21.6 8, 19.2, 20.7, 21.7 7, 19.3, 20.8, 21.8 10, 19.4, 20.9, 21.9 9, 19.5, 20.10, 21.10 13, 19.6, 20.11, 21.11 11, 19.7, 20.12, 21.12 17, 19.8, 20.13, 21.13 14, 19.9, 20.14, 21.14 15, 19.10, 20.15, 21.15