Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель

а) Pb + HNO3 конц

б) S + HNO3 конц

в) P + H2SO4 конц

г) Mg + H2SO4 конц

а) Металл + НNО3(конц) → соль + оксид азота + Н2О.

Формула оксида азота зависит от активности металла: N2O выделится, если в реакцию вступает активный металл (стоящий в ряду стандартных электродных потенциалов в интервале Li...Al);

NО выделится, если в реакцию вступает металл средней активности (Mn–Рb);

NO2 выделится, если в реакцию вступает малоактивный металл (стоящий в ряду стандартных электродных потенциалов после водорода).

Дано: а) Pb + HNO3 конц → S + HNO3 конц → б) P + H2SO4 конц → Mg + H2SO4 конц Решение а) Pb0 + HN+5O3 конц = восст. окисл. = Pb+2(NO3)2 + N+2O + H2O НОК ДМ восстановитель Pb0 – 2ē = Pb+2 3 окислитель N+5 + 3ē = N+2 2 3Pb0 + 2N+5 = 3Pb+2 + 2N+2
Уравнять реакции и указать окислитель и восстановитель

Переносим полученные коэффициенты в молекулярное урав-нение:

3Pb0 + 2HN+5O3(конц) = 3Pb+2(N+5O3)2 + N+2O + H2O.

Поскольку азотная кислота расходуется не только на получение 2 моль NO, но и на получение 3 моль Pb(NO3)2, в которых содержится 6NO Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru со степенью окисления N+5, то для протекания этого процесса необходимо дополнительно 6 моль HNO3:

Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru 6HNO3 (конц) + 3Pb0 + 2HNO3(конц) = 3Pb(NO3)2 + 2NO + H2O

Суммируем число моль HNO3 и уравниваем количество водорода и кислорода (4Н2О):

3Рb + 8HNO3(конц) = 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4Н2О.

б) Неметалл + HNO3(конц) → кислота, в которой неметалл проявляет высшую степень окисления + NO2 + (Н2О):

B → H3B+3O3; P → H3P+5O4; S → H2S+6O4; Se → H2Se+6O4;

Si → H2Si+4O3; C → H2C+4O3; As → H3As+5O4.

Решение

So + HN+5O3(конц) = Н2S+6O4 + N+4O2 + H2O

Восст. окисл.

НОК ДМ

восст-ль Sº – 6ē = S+6 1

окисл-ль N+5 + ē = N+4 6

Sº + 6N+5 = S+6 + 6N+4

S + 6HNO3(конц) = Н2SO4 + 6NO2 + 2H2O.

в) Неметалл + H2SO4(конц) → кислота, в которой неметалл проявляет высшую степень окисления + SO2 +(Н2O); см. пример б).

Решение

P0 + H2S+6O4(конц) = Н3Р+5О4 + S+4O2 + H2O

Восст. окисл.

НОК ДМ

восст-ль P0 – 5ē = P+5 2

окисл-ль S+6 + 2ē = S+4 5

0 + 5S+6 = 2P+5 + 5S+4

2P + 5H2SO4(конц) = 2Н3РО4 + 5SO2 + 2H2O.

г) Металл + H2SO4(конц) → соль + (H2S, S, SO2)
(в зависимости от активности металла) + Н2О.

H2S выделится, если в реакцию вступает активный металл
(Li–Al),

S выделится, если в реакцию вступает металл средней активности (Mn–Рb),

SO2выделится, если в реакцию вступает малоактивный металл (стоящий в ряду стандартных электродных потенциалов после водорода).

Решение

Mg0 + H2S+6O4(конц) = Mg+2SO4 + H2S-2 + H2O.

восст. oкисл.

НОК ДМ

осст-ль Mg0 – 2ē = Mg+2 4

окисл-ль S+6 + 8ē = S-2 1

4Mg0 + S+6 = 4Mg+2 + S-2

Аналогично примеру (а) уравниваем реакцию:

4H2SO4(конц) + 4Mg + H2SO4(конц) = 4MgSО4 + H2S + 4H2O

4Mg + 5H2SO4(конц) = 4MgSО4 + H2S + 4H2O.

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ.

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ.

УРОВЕНЬ В

1.а) Алюминиевый электрод погружен в 5∙10-4 М раствор сульфата алюминия. Вычислить значение электродного потенциала алюминия.

Дано: Металл – Al Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = 5∙10-4 моль/л Решение Электродный потенциал алюминия рассчитываем по уравнению Нернста: Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru + Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru
Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru –?

По табл. 11.1 определяем стандартный электродный потенциал алюминия:

Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = –1,67 В.

Записываем уравнение электродного процесса, протекающего на поверхности алюминиевого электрода в растворе соли:

Al – 3ē = Al3+.

n – число электронов, участвующих в электродном процессе.

Для данной реакции n равно заряду иона алюминия Al3+(n = 3). Рассчитываем концентрацию ионов алюминия в растворе Al2(SO4)3:

Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru ∙ α ∙ Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru .

Разбавленный раствор Al2(SO4)3 – сильный электролит.

Следовательно, α = 1. По уравнению диссоциации Al2(SO4)3.

Al2(SO4)3 = 2Al3+ + 3SO Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru

число ионов Al3+, образующихся при диссоциации одной молекулы Al2(SO4)3, равно 2.

Следовательно, Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = 2.

Тогда Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = 5∙10-4∙1∙2 = Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru моль/л.

Рассчитываем электродный потенциал алюминиевого электрода:

Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = -1,67 + Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = –1,73 В.

Ответ: Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = –1,73 В.

б) Потенциал цинкового электрода, погруженного в раствор своей соли, равен –0,75 В. Вычислить концентрацию ионов цинка в растворе.

Дано: Металл – Zn Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = –0,75 В Решение Электродный потенциал цинка рассчитываем по уравнению Нернста: Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru + Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru .
Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru – ?

Откуда:

Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru

По табл. 11.1 определяем стандартный электродный потенциал цинка:

Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = 0,76 В, n – равно заряду иона цинка Zn2+ (n = 2).

Тогда

Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = 0,338.

Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = 100,339 моль/л = 2,18 моль/л

Ответ: Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = 2,18 моль/л.

2.Составить две схемы гальванических элементов (ГЭ), в одной из которых олово служило бы анодом, в другой – катодом. Для одной из них написать уравнения электродных процессов и суммарной токообразующей реакции. Вычислить значение стандартного напряжения ГЭ.

Решение

В гальваническом элементе анодом является более активный металл с меньшим алгебраическим значением электродного потенциала, катодом – менее активный металл с большим алгебраическим значением электродного потенциала.

По табл. 11.1 находим Закончить уравнения реакций и уравнять их используя метод электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель - student2.ru = –0,14 В.

Наши рекомендации