Задания к подразделу 4.1

Задания 241-260. Рассчитайте и укажите степень окисления (CO) атомов элементов в предложенных частицах. Объясните, какую роль могут выполнять указанные частицы в окислительно-восстановительных реакциях: толькоокислитель (Ox), только восстановитель (Red), окислитель и восстановитель.

241.NH4OH, VO2+, Ni, VO3—	251.SeO32—, AlO2—, Br —, ClO3—
242.MnO42—, NO3—, NH4+, ClO3—	252.CO2, Cr2O72—, BrO —, SeO42—
243.TiO2+, ClO —, MnO2, MnO4—	253.SO42—, CO, H2S, MnO42—
244.Cl2, Cl —, CrO2—, B4O7 2—	254.Ca, NO3—, BrO —, NO2—
245.BrO —, Br —, Cd2+, CrO42—	255.ClO4—, Cl —, CrO2—, F2
246.NO3 —, NO, Cr2O72—, SO32—	256.SO42—, Cl2, Mn2+, ClO —
247.CO2, ClO—, MnO42—, Cl—	257.NO2—, MnO2, NO2, Cu
248.Fe2O3, MnO4—, Br —, CrO42—	258.CrO2—, ReO4—, PbO2, CrO42—
249.Fe, AlO2—, N2O, NO3—	259.SO32—, NO2, ClO4—, Br —
250.CrO33—, MnO2, PbO2, Cr2O72—	260.H2S, Cl2 , SO42—, Cr2O72—

Задания 261-280. Составьте электронно-ионные схемы и молекулярные уравнения реакций. Укажите окислитель и восстановитель. Две реакции (а,б) для каждого задания.

261. а) Na₂SeO₃ + KBrO + H₂O Br₂ , SeO₄ ^2—

б) HCl + HNO₃  Cl₂ , NO

262. а)Cr₂(SO₄)₃ +Cl₂ + KOH  CrO₄ ^2— , Cl ^—

б) K₂Cr₂O₇ + Na₂SO₃ + H₂SO₄  SO₄ ^2—, Cr ³⁺

263. а)KI + HNO₃  NO, I₂

б) NaCrO₂ +NaClO + KOH  CrO₄ ^2— , Cl ^—

264. а)HNO₃ + Ni  N₂O , Ni²⁺

б) SnSO₄ +Ag₂O₃+ KOH  SnO₃ ^2— , AgO.

265. а)K₂Cr₂O₇ + Na₃AsO₃ + H₂SO₄AsO₄ ^3—, Cr³⁺

б) KCrO₂ +Cl₂+ KOH  CrO₄ ^2— , Cl ^—

266. а)K₂Cr₂O₇ +HCl  Cr ³⁺ , Cl₂

б) SO₂ +NaIO₃ + H₂O  SO₄ ^2— , I^—

267. а)KMnO₄ + H₂S + H₂SO₄  Mn²⁺ , SO₄ ^2—

б) I₂ + Cl₂ + H₂O  IO₃^— , Cl ^—

268. а)Sn(NO₃)₂ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄  Sn⁴⁺ , Cr ³⁺

б) KClO₃ +KCrO₂+ NaOH  CrO₄ ^2— , Cl ^—

269. а)SnCl₂ + KBrO₃ + HCl  Sn⁴⁺ , Br ^—

б) FeSO₄ + KClO₃ + H₂SO₄  Fe³⁺, Cl ^—

270. а)Ni(OH)₂ +NaClO + H₂O  Ni(OH)₃ , Cl ^—

б) KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂O  SO₄ ^2— , MnO₂

271. а)MnSO₄ + PbO₂ + H₂SO₄  Pb²⁺, MnO₄ ^—

б) FeCl₂ + KMnO₄ + H₂SO₄  Fe³⁺, Mn²⁺

272. а)MnSO₄ +Cl₂+ KOH  MnO₄ ^{2 —} , Cl ^—

б) H₃PO₃ + KMnO₄ +H₂SO₄  Mn²⁺ , H₃PO₄

273. а)KMnO₄ + NaNO₂ + H₂O  NO₃^—, MnO₂

б) Mn(NO₃)₂ + NaClO + H₂O  Cl ^— , MnO₂

274. а)KMnO₄ + NaNO₂ + H₂SO₄  NO₃^— , Mn²⁺

б) H₂S + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄  S , Cr ³⁺

275. а)Cr₂O₃ + KClO₃ + KOH  CrO₄ ^2—, Cl ^—

б) FeCl₂ +HNO₃ + HCl  Fe³⁺, N₂O

276. а)KClO₃ + MnO₂ + KOH  MnO₄ ^2— , Cl ^—

б) Na₃AsO₃ +I₂+ H₂O  AsO₄ ^3— , I ^—

277. а)H₂S + HNO₃  SO₄ ^2— , NO₂.

б) I₂ + Na₂SO₃ + H₂O  I^— , SO₄^2—

278. а)C + HNO₃  CO₂ , NO₂.

б) H₂S + Cl₂ + H₂O  SO₄ ^2— , Cl ^—

279. а)SnCl₂ + Na₃AsO₃ +HCl  As , Sn⁴⁺

б) (BiO)₂SO₄ + Br₂ + NaOH  BiO₃^—, Br ^—

280. а)Mn(NO₃)₂ + NaBiO₃ + HNO₃  Bi³⁺ , MnO₄^—

б) KNO₃ +Zn+ NaOH  ZnO₂ ^2— , NH₃

Взаимодействие металлов с кислотами, водой

И растворами щелочей

При взаимодействии металлов с агрессивными средами металл выступает в качестве восстановителя. Химическую активность (восстановительную способность) металла характеризует величина электродного потенциала.

Стандартным электродным потенциалом называют его электродный потенциал, возникающий при погружении металла в раствор собственной соли с концентрацией =1 моль/л, измеренный по отношению к стандартному водородному электроду, потенциал которого при 25 ⁰С условно принимается равным нулю.

Чем меньше значение , тем большими восстановительными свойствами обладает данный металл.

Располагая металлы в ряд по мере возрастания их стандартных электродных потенциалов, получаем ряд стандартных окислительно-восстановительных потенциалов металлов (табл. П.6). В этом ряду все металлы условно делят на активные, средней активности и малоактивные:

Li Rb K Cs Ba Sr Na Mg Be Al Mn Cr Zn Fe Cd Co Ni Sn Pb H₂ Bi Cu Hg Ag Pt Au

Активные металлы Средней активности Малоактивные

В роли окислителя в растворах кислот, щелочей и в воде выступает среда (потенциалы в табл. П.8). Реакции возможны, если потенциал окислителя больше потенциала восстановителя.

В нейтральной и щелочной среде в роли окислителявыступаетН₂О:

2Н₂О + 2 ē = Н₂ + 2ОН ^—

В растворах разбавленных кислот (HCl, H₂SO₄) - окислитель Н⁺:

2Н ⁺ + 2 ē = Н₂

В присутствии кислорода процесс восстановления протекает с участием кислорода, так как он обладает бóльшими окислительными свойствами, чемН₂О и Н⁺ : O₂ + 4 ē + 4Н ⁺ = 2Н₂О (в кислой среде);

О₂ + 4 ē + 2Н₂О = 4ОН ^— (в щелочной и нейтральной средах).

В H₂SO₄ (конц.) и HNO₃ (разб.), HNO₃ (конц.) окислителем являются анионы кислот. Степень восстановления анионов определяется активностью металла:

H₂SO₄ (конц.) + Me (активные) ® сульфат Ме + H₂S + Н₂О

H₂SO₄ (конц.) + Me (средней активности) ® сульфат Ме +S + Н₂О

H₂SO₄ (конц.) + Me (малоактивные) ® сульфат Ме + SO₂+ Н₂О

HNO₃ (разб.) + Me (активные) ® нитрат Ме + NH₄NO₃ + Н₂О

HNO₃ (разб.) + Me (средней активности) ® нитрат Ме +N₂, N₂O + Н₂О

HNO₃ (разб.) + Me (малоактивные) ® нитрат Ме + NO + Н₂О

HNO₃ (конц.) + Me (независимо от активности) ® нитрат Ме + NO₂ + Н₂О

Внимание!Три распространенных металла – Al, Cr, Fe – на холоде не растворяются в H₂SO₄(конц.) и HNO₃(конц.). В этих кислотах они пассивируются, т. е. покрываются тонкой прочной пленкой, предохраняющей их от разрушения. Реакции протекают только при повышенной температуре.