Контрольная работа № 2

111. Дайте определение понятиям: степень окисления, окисление, восстанов-

ление.

- Укажите, в каких из приведенных процессов происходит окисление, а

в каких – восстановление.

- Определите какое количество электронов отдается или принимается в

каждом процессе.

- Напишите полуреакцию с учетом кислотности (там, где указана кис-

лотность среды).

	рН < 7	pH > 7	pH = 7
11.	IO4^-  I2	MnO2  MnO4^2-	H2S  SO4^2-	CrO2^-  CrO3^3-

Решение

Степень окисления - условный заряд атома в молекуле в предположении, что электронные пары, осуществляющие связь, полностью смещены в сторону более электроотрицательных атомов.

Окисление — процесс отдачи электронов, с увеличением степени окисления.

Восстановле́ние – процесс присоединения электронов, при этом степень окисления понижается.

2IO₄^- + 14е  I₂ восстановление;

MnO₂ – 2е  MnO₄^2- окисление;

H₂S – 8е  SO₄^2- окисление;

CrO₂^- ± 0е  CrO₃^3-

2IO₄^- + 16H⁺ + 14е  I₂ + 8H₂O

MnO₂ + 4OH^- – 2е  MnO₄^2- + 2H₂O

H₂S + 2H₂O – 8е  SO₄² + 10H⁺

112. Какие из перечисленных веществ и за счёт какого элемента проявляют

обычно окислительные, а какие – восстановительные свойства? Какие из

них обладают окислительно-восстановительной двойственностью?

Ответ обосновать положением элемента в периодической системе и про-

являемой степенью окисления.

11. I₂, H₂S, K₂FeO₄;

Решение

I₂ – это вещество обладает окислительно – восстановительной двойственностью за счет атома иоду, потому что атом йоду в молекуле I₂ находится в степени окисления 0. Степень окисления 0 для йоду это промежуточная, потому что он находится в Периодической системе в VII группе, а самая низкая степень окисления для элементов этой группы - -1; наивысшая - +7.

H₂S – это вещество обладает окислительными свойствами за счет атома S, потому что атом S в молекуле H₂S находится в степени окисления -2. Степень окисления -2 для S это самая низкая, потому что он находится в Периодической системе в VI группе, а самая низкая степень окисления для элементов этой группы - -2; наивысшая - +6.

K₂FeO₄ – это вещество обладает восстановительными свойствами за счет атома Fe, потому что атом Fe в молекуле K₂FeO₄ находится в степени окисления +6. Степень окисления +6 для Fe это наивысшая, потому что он хоть и находится в Периодической системе в VIII группе, но для Fe наивысшая степень окисления будет +6, потому что это элемент побочной подгруппы.

113. Уравняйте нижеприведенные реакции электронно-ионным методом

(метод полуреакций) и определите тип ОВР (меж-, внутримолекулярная,

диспропорционирования):

11. As + H₂SO₄  As₂O₃ + SO₂ + H₂O;

KMnO₄ + MnSO₄ + H₂O  MnO₂ + K₂SO₄ + H₂SO₄;

Решение

As + H₂SO₄  As₂O₃ + SO₂ + H₂O

В. О.

2As – 6е  As₂O₃ 1

SO₄^2- + 2е  SO₂ 3

2As – 6е + 3SO₄^2- + 6е  As₂O₃ +3SO₂

2As + 3SO₄^2-  As₂O₃ +3SO₂

2As + 3SO₄^2- + 6Н⁺  As₂O₃ +3SO₂ + 3H₂O

2As + 3H₂SO₄  As₂O₃ + 3SO₂ + 3H₂O

Тип ОВР – межмолекулярная.

KMnO₄ + MnSO₄ + H₂O  MnO₂ + K₂SO₄ + H₂SO₄

О. В.

Mn⁺² + 2H₂O – 2е  MnO₂ + 6Н⁺ 3

MnO₄^- + 2H₂O + 3е  MnO₂ + 4ОН^- 2

3Mn⁺² + 6H₂O – 6е + 2MnO₄^- + 4H₂O + 6е  3MnO₂ + 12Н⁺ + 2MnO₂ + 8ОН^-

2MnO₄^- + 3Mn⁺² + 10H₂O  5MnO₂ + 4Н⁺ + 8H₂O

2MnO₄^- + 3Mn⁺² + 2H₂O  5MnO₂ + 4Н⁺

2KMnO₄ + 3MnSO₄ + 2H₂O  5MnO₂ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄

Тип ОВР – репропорционирование (конпропорционирование).

114. Каким образом определяют возможность протекания окислительно-

восстановительных реакций? Используя значения стандартных вос-

становительных потенциалов, ответьте на следующие вопросы.

11.Можно ли использовать бромную воду для окисления в нейтральной среде следующих веществ: H₂SO₃, NaCl, KI? Приведите возможные уравнения реакций.

Решение

1.Возьмем из справочника значения стандартных восстановительных потенциалов:

E⁰(Br₂/2Br^-) = 1,06 B

E⁰(SO₄^2-/SO₃^2-) = - 0,17 B

E⁰(Cl₂/2Cl^-) = 1,36 B

E⁰(I₂/2I^-) = 0,54 B

2.Найдем разницу стандартных восстановительных потенциалов:

Δ E⁰ = E⁰_OX - E⁰_RED

За условием задания окислителем выступает бромная вода.

- для вещества H₂SO₃

Δ E⁰ = E⁰(Br₂/2Br^-) - E⁰(SO₄^2-/SO₃^2-)

Δ E⁰ = 1,06 – (- 0,17) = 1,23 В

Разница положительная, тому реакция возможна.

- для вещества NaCl

Δ E⁰ = E⁰(Br₂/2Br^-) - E⁰(Cl₂/2Cl^-)

Δ E⁰ = 1,06 – 1,36 = - 0,3 В

Разница негативная, тому реакция не возможна.

- для вещества KI

Δ E⁰ = E⁰(Br₂/2Br^-) - E⁰(I₂/2I^-)

Δ E⁰ = 1,06 – 0,54 = 0,52 В

Разница положительная, тому реакция возможна.

3.Складаемо уравнение реакции:

- для вещества H₂SO₃

H₂SO₃ + H₂O – 2е  SO₄^2- + 4Н⁺ 1

Br₂ + 2e  2Br^- 1

H₂SO₃ + H₂O – 2е + Br₂ + 2e  SO₄^2- + 4Н⁺ + 2Br^-

H₂SO₃ + Br₂ + H₂O  SO₄^2- + 2Br^- + 4Н⁺

H₂SO₃ + Br₂ + H₂O  H₂SO₄ + 2HBr

- для вещества KI

2I^- – 2е  I₂ 1

Br₂ + 2e  2Br^- 1

2I^- – 2е + Br₂ + 2e  I₂ + 2Br^-

2I^- + Br₂  I₂ + 2Br^-

2KI + Br₂  I₂ + 2KBr

130. Выразите молекулярными и ионными уравнениями реакций нижеприве-

денные схемы.

- Напишите уравнения диссоциации и выражения констант нестой-

кости комплексных ионов.

- Объясните возможность или невозможность протекания этих реакций

(используя значения констант нестойкости комплексов и величин

произведения растворимости осадков).

11.Cd(NO₃)₂  [CdI₄]^2-  [Cd(NH₃)₄]²⁺  [Cd(OH)₄]^2-  CdS;

Решение

Cd(NO₃)₂  [CdI₄]^2-  [Cd(NH₃)₄]²⁺  [Cd(OH)₄]^2-  CdS

1. Cd(NO₃)₂ + 4KI = K₂[CdI₄] + 2KNO₃

Cd²⁺ + 2NO₃^- + 4K⁺ + 4I^- = 2K⁺ + [CdI₄]^2- + 2K⁺ + 2NO₃^-

Cd²⁺ + 4I^- = [CdI₄]^2-

2. K₂[CdI₄] + 4NH₃ = [Cd(NH₃)₄]I₂ + 2KI

2K⁺ + [CdI₄]^2- + 4NH₃ = [Cd(NH₃)₄]²⁺ + 2I^- + 2K⁺ + 2I^-

[CdI₄]^2- + 4NH₃ = [Cd(NH₃)₄]²⁺ + 4I^-

3. [Cd(NH₃)₄]I₂ + 4KOH = K₂[Cd(OH)₄] + 4NH₃ + 2KI

[Cd(NH₃)₄]²⁺ + 2I^- + 4K⁺ + 4OH^- = 2K⁺ + [Cd(OH)₄]^2- + 4NH₃ + 2K⁺ + 2I^-

[Cd(NH₃)₄]²⁺ + 4OH^- = [Cd(OH)₄]^2- + 4NH₃

4. K₂[Cd(OH)₄] + H₂S = CdS↓ + K₂S + 4H₂O

2K⁺ + [Cd(OH)₄]^2- + H₂S = CdS↓ + 2K⁺ + S^2- + 4H₂O

[Cd(OH)₄]^2- + H₂S = CdS↓ + S^2- + 4H₂O

5.Напишем уравнения диссоциации и выражения констант нестойкости

комплексных ионов:

- для K₂[CdI₄]

Диссоциация

1 – степень

K₂[CdI₄] ↔ 2K⁺ + [CdI₄]^2-

2 – степень

[CdI₄]^2- ↔ Cd²⁺ + 4I^-

Константа нестойкости

- для [Cd(NH₃)₄]I₂

Диссоциация

1 – степень

[Cd(NH₃)₄]I₂ ↔ [Cd(NH₃)₄]²⁺ + 2I^-

2 – степень

[Cd(NH₃)₄]²⁺ ↔ Cd²⁺ + 4NH₃

Константа нестойкости

- для K₂[Cd(OH)₄]

Диссоциация

1 – степень

K₂[Cd(OH)₄] ↔ 2K⁺ + [Cd(OH)₄]^2-

2 – степень

[Cd(OH)₄]^2- ↔ Cd²⁺ + 4OH^-

Константа нестойкости

5.Объясняем возможность или невозможность протекания этих реакций:

А) Возьмем из справочника константы нестойкости и произведения растворимости:

К_н ([CdI₄]^2-) = 3,8 * 10^-6

К_н ([Cd(NH₃)₄]²⁺) = 4,3 * 10^-8

К_н ([Cd(OH)₄]^2-) = 5,5 * 10^-10

ПР (СdS) = 7,0 * 10^-28

Реакции переведения одного комплексного соединения в другое или из комплексного соединения образуется осадок возможные, если значения К_н новообразованного комплексного соединения меньше, нежели значения К_н исходного комплексного соединения, или значения ПР новообразованного осадку меньше, нежели значения К_н исходного комплексного соединения.

Вывод: протекание всех реакций возможно.

141. Какая масса дихромата калия и какой объем 30%-ного раствора ( =

1,148 г/мл) соляной кислоты потребуется для выделения хлора, который

будет затем использован для получения хлората калия массой 24,5 г?

Решение

1.Найдем массу хлора, который будет использован для получения хлората калия массой 24,5 г:

х г 24,5 г

6KOH + 3Cl₂ = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

213 г 122,5 г

х = m(Cl₂) = 42,6 г

2.Найдем массу дихромата калия и соляной кислоты, которые будут давать 42,6 г хлору:

y г z г 42,6 г

K₂Cr₂O₇ + 14HCl = 3Cl₂ + 2CrCl₃ + 2KCl + 7H₂O

294 г 511 г 213 г

y = m(K₂Cr₂O₇) = 58,8 г

z = m(HCl) = 102,2 г

3.Найдем массу 30%-ного раствора соляной кислоты:

4.Найдем объем 30%-ного раствора соляной кислоты:

156. Какие свойства характерны для разбавленной серной кислоты:

а) образует средние и кислые соли;

б) изменяет цвет лакмуса и фенолфталеина;

в) реагирует как с основными так и с кислотными оксидами;

г) взаимодействует с магнием, медью, цинком.

Написать возможные уравнения реакций.