Окислительно-восстановительные реакции

Опыт 1. Влияние среды на окислительно-восстановительные реакции.

В три пробирки налейте по 1 – 2 мл раствора перманганата калия KMnO₄. В одну пробирку добавьте немного 2 N раствора H₂SO₄ (кислая среда), в другую – 2 N раствора щелочи KOH или NaOH (щелочная среда), а в третью – немного воды (нейтральная среда). Содержимое всех трех пробирок хорошо взболтайте и в каждую добавьте по 1-2 мл раствора Na₂SO₃. Наблюдайте за происходящими явлениями. Отметьте изменение цвета раствора. Как в зависимости от среды раствора изменяется степень окисления иона марганца Mn⁷⁺? Напишите уравнения, расставьте коэффициенты, укажите окислитель и восстановитель.

Опыт 2. Окислительно-восстановительная двойственность.

В одну пробирку влейте немного раствора перманганата марганца KMnO₄, добавьте столько же 2 N раствора серной кислоты H₂SO₄ и несколько капель перекиси водорода H₂O₂ до обесцвечивания. В другую пробирку влейте немного раствора иодида калия KI, столько же серной кислоты H₂SO₄ и несколько капель перекиси водорода H₂O₂ . Образование свободного йода проверьте реакцией с крахмалом. Отметьте, что перекись водорода H₂O₂ в одной реакции является окислителем, а в другой – восстановителем. Напишите уравнения и расставьте коэффициенты.

Опыт 3. Реакция диспропорционирования.

В пробирку налейте 1 мл раствора нитрита калия KNO₂, добавьте несколько капель 2 N раствора серной кислоты H₂SO₄ . Наблюдайте выделение бурого газа диоксида азота NO₂. Напишите уравнение взаимодействия нитрита калия KNO₂ с серной кислотой H₂SO₄ и разложения образовавшейся нестойкой азотистой кислоты НNO₂ с выделением оксидов азота NO и NO₂ . Какая из реакций является окислительно-восстановительной? Укажите окислитель и восстановитель.

Опыт 4. Типы окислительно-восстановительных реакций.

а). Реакции по типу О+В+С. К 1 мл раствора перманганата калия КМnО₄ прибавьте равный объем 2 N раствора серной кислоты H₂SO₄ и немного свежеприготовленного раствора сульфата двухвалентного железа FeSO₄ или нитрита натрия NaNO_2. В другую пробирку налейте немного раствора бихромата калия K₂CrO₄, добавьте столько же раствора серной кислоты Н₂SO₄ и немного раствора иодида калия KI. Объясните изменение цвета раствора в обеих пробирках. Выпишите уравнения реакций, расставьте коэффициенты и укажите окислитель, восстановитель и среду раствора.

б). Реакции по типу В+С/О (опыт проводите под тягой). В пробирку налейте немного разбавленной азотной кислоты HNO₃ и бросьте медную стружку. Наблюдайте выделения окиси азота NO, которая на воздухе переходит в бурый газ NO_2. Как изменилась окраска раствора? Напишите уравнение реакции, расставьте коэффициенты, укажите окислитель и восстановитель.

в). Реакции по типу О+В/С (опыт проводите под тягой). В сухие пробирки поместите отдельно небольшое количество кристаллов перманганата калия KMnO₄ и бихромата калия K₂Сr₂O₇ . В обе пробирки добавьте нескольку капель концентрированной соляной кислоты НCl. Наблюдайте образования газообразного хлора Сl₂ (желто-зеленого цвета). Пробирки с содержимым оставить под тягой. Напишите уравнение реакции, расставьте коэффициенты и укажите окислители и восстановители.

Вопросы для самоконтроля

1. Указать, какие из перечисленных веществ могут быть только окислителями, окислителями и восстановителями? Cl₂, Cu⁰, HCl, HClO₄, Cr₂O₃, ZnS, KBr, H₃PO₄, H₂SO₄, Ag⁰, FeCl₃, Cu(OH)₂, K₂CrO₄, KMnO₄.

2. Привести примеры реакций, в которых водород H₂ является окислителем, и тех, где H₂ является восстановителем.

3. Какие из указанных реакций соединения являются окислительно-восстановительными? Написать уравнения, расставить коэффициенты:

CaO + CO₂ →

Fe + Cl₂ →

Zn + S →

Mg + O₂ →

MgO + SO₃ →

4. Закончить уравнения, расставить коэффициенты, указать окислитель и восстановитель:

KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂SO₄ →

KMnO₄ + FeSO₄ + H₂SO₄ →

K₂CrO₄ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ →

K₂Cr₂O₇ + HCl →

K₂Cr₂O₇ + H₂S + H₂SO₄ →

K₂CrO₄ + FeCl₂ + HCl →

5. Написать уравнение окислительно-восстановительной реакции в кислой, щелочной и нейтральных средах, расставить коэффициенты:

KMnO₄ + SnCl₂ + HCl →

K₂CrO₄ + KI + HCl →

Cr(OH)₃ + Br₂ + KOH →

AgNO₃ + H₂O₂ + NH₄OH →

Na₂SO₃ + I₂ + H₂O →

P + HNO₃ + H₂O →

6. Закончить уравнение окислительно-восстановительной реакции, расставить коэффициенты:

СuS + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂SO₄ + NO + H₂O.

KClO₃ + HCl → KCl + Cl₂ + H₂O.

NH₃ + O₂ → NO + H₂O.

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + SO₂ + H₂O.

PbS +HNO₃ → Pb (NO₃)₂ + H₂SO₄ + NO + H₂O.

Тест для подготовки к экзамену

1.Какие из реакций, протекающих по схемам

1. K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → CrO₃ + K₂SO₄ + H₂O;

2. KBr + KBrO₃ + H₂SO₄ → Br₂ + K₂SO₄ + H₂O;

3. Na₂SO₃ + KMnO₄ + H₂O → Na₂SO₄ + MnO₂ + KOH,

являются окислительно-восстановительными?

1) 1 и 2;

2) 2 и 3;

3) 1 и 3;

4) 3.

2.Окислители – это вещества,

1) принимающие электроны;

2) отдающие электроны;

3) возводящие в квадрат электроны.

3.Определите степень окисления хрома в соединении K₂Cr₂O₇.

1) +3;

2) +6;

3) -6;

4) 0.

4. В какой группе периодической системы Д.И. Менделеева находятся самые сильные окислители?

1) III;

2) IV;

3) VI;

4) VII.

5. MnO₂ в окислительно-восстановительных реакциях может быть

1) только окислителем;

2) только восстановителем;

3) и окислителем и восстановителем.

6.Азот в соединениях проявляет разные степени окисления: NH₃; N₂; NO; NO₂; KNO₃. Минимальная степень окисления азота равна

1) -1;

2) -2;

3) -3;

4) +5.

7. Атомы металлов являются

1) восстановителями;

2) окислителями;

3) не меняют степень окисления.

8. Для окислительно-восстановительной реакции

Mg + H₂SO_{4 К} → MgSO₄ + H₂S + H₂O определите: какое число молей атомов кислорода в левой или в правой части уравнения?

1) 18;

2) 20;

3) 22;

4) 28.

9.Для окислительно-восстановительной реакции

AsH₃ + AgNO₃ + H₂O → Ag + H₃AsO₄ + HNO₃ определите: сколько молей восстановителя участвует в реакции.

1) 4;

2) 3;

3) 2;

4) 1.

10.Окислительно-восстановительная реакция может протекать в прямом направлении согласно второму закону термодинамики, если

1) ∆G < 0;

2) ∆G > 0;

3) ∆G = 0;

4) .