|
Читайте также: |
Следует иметь в виду, что в отличие от метода электронного баланса степени окисления элементов в полуреакциях не показывают. Число электронов, участвующих в окислении (восстановлении), определяют по разницезарядов всех ионов в левой и правой частях полуреакций.
Пример: MnO4– + 4H+ ® MnO2 + 2H2O
NO2– + H2O ® NO3– + 2H+
В первой полуреакции сумма зарядов ионов слева (+3) а справа – ”ноль”; для баланса по заряду необходимо добавить в левую часть три электрона:
MnO4– + 4H+ + 3e– ® MnO2 + 2H2O
Во второй полуреакции сумма зарядов ионов в левой части равна (–1), а в правой – (+1). Для баланса по заряду в правую часть необходимо добавить два электрона:
NO2– + H2O ® NO3– + 2H+ + 2e–
Далее необходимо выполнить условие, что в окислительно-восстановительных реакциях число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, принятых окислителем. Очевидно, что для этого в рассматриваемом примере окислитель и восстановитель необходимо взять в соотношении 3:2.
Для этого введем в ионно-электронные уравнения соответствующие множители: MnO4– + 4H+ + 3e– ® MnO2 + 2H2O 3
ок–ль
NO2– + H2O ® NO3– + 2H+ + 2e– 2
в–ль
На основании полученной схемы напишем ионно-молекулярное уравнение окислительно–восстановительной реакции: исходными веществами в нем будут левые части обеих полуреакций, а продуктами — правые их части:
3MnO4– + 12H+ + 2NO2– + 2H2O ® 3MnO2 + 6H2O + 2NO3– + 4H+
После сокращения одноименных H2O и H+ получим ионно–молекулярное уравнение реакции: 3MnO4– + 2NO2– + 8H+ ® 3MnO2 + 2NO3– + 4H2O
Примечание: Одноименные молекулы H2O можно сокращать всегда. Ионыводородасокращают только в тех случаях, когда среди продуктов нет анионов (также как “одноименные” гидроксид-ионысокращают только в случаях, когда в продуктах нет катионов). Если это условие не выполняется, то сокращение одноименных H+ или OH– лучше сделать позже, в молекулярном уравнении реакции.
10.3 Молекулярные уравнения окислительно–восстановительных реакций
При составлениимолекулярного уравнения в левую и правую часть ионно–молекулярного уравнения дописывают ионы, не участвовавшие в окислении–восстановлении (и поэтому не включенные ранее в полуреакции). Например, при переходе от ионно–молекулярного уравнения
2MnO4– + 3NO2– + 2H+ ® 2MnO2 + 3NO3– + H2O к молекулярному уравнению
2K MnO4 + 3K NO2 + H2 SO4 ® … видим, что в левой части появились дополнительно 5K+ и SO42– (они выделены шрифтом) – Эти ионы необходимо дописать в правую часть уравнения: … ® 3MnO2 + 2NO3– + 4H2O + 5K + + SO4 2–.
После соединения катионов с анионами в правой части получим окончательное уравнение реакции: 2KMnO4 + 3KNO2 + H2SO4 ® 2MnO2 + 3KNO3 + K2SO4 + H2O
В следующем примере покажем возможности ионно-электронного метода в определении продуктов реакции при нескольких возможных их вариантах. Так, ранее (с.14) были показаны три пути восстановления хромат-ионов в зависимости от pH. Возможны ли другие продукты? Проверим, какой вариант реализуется в следующем случае:
K2CrO4+ SO2 + H2O ®....
Составим полуреакции: CrO42– + 4H2O + 3е ® Cr3+ + 8OH– 2
SO2 + 4OH– ® SO42– + 2H2O + 2е 3
Ионно-молекулярное уравнение:
2CrO42– + 2H2O + 3SO2 = 2Cr3+ + 4OH– + 3SO42–
Составляем молекулярное уравнение, дописывая вправо дополнительные ионы: 2K2 CrO4+ 3SO2 + 2H2O Þ 2Cr3+ + 4OH– + 3SO42– (4K+)
После соединения ионов в правой части получим окончательно:
2K2CrO4+ 3SO2 + 2H2O ® [Cr(OH)2]2SO4 + 2K2SO4
Задания для самоподготовки и варианты контрольных работ
I. Определите степени окисления элементов в заданных веществах и на их
основании окислительно-восстановительные возможности этих веществ:
1) V, S, SO2, VO3–, NH4+. 8) Cl2, KClO2, ClO3–, [FeCl4]–
2) Mn, MnO2, [Mn(NH3)6]2+, MnO42–. 9) Bi, Bi(OH)3, BiO3–, H2PO2–.
3) I2, Cr, Cr2O72–, [Cr(OH)4]–. 10) Br2, [Cr(OH)4]–, HPO32–, Mn.
4) N2, NO, NO2–, N2H62+. 11) P, PH4+, H2PO4–, PI3.
5) S, SO2, SO32–, S2O32– 12) Cr, CrO42–, Na2S5, SO32–
6) As, AsH3, HAsO32–, Ca3(AsO4). 13) Br2, BrO–, Ba(BrO3)2, BrCl3.
7) O2, O3, BaO2, KO2, HS2O8–, CrO5. 14) Zn, HN3, NH3OH+ Pb3O4 [FeF6]3–
II. С помощью таблиц электродных потенциалов подберите не менее трех
вариантов окислителя (восстановителя), для заданного превращения:
1) SO32– ® SO42– Fe3+ ® Fe2+
2) PbO2 ®. Pb2+ NO ® NO3–.
3) MnO2 ® Mn2+ Cr(OH)3 ® CrO42–.
4) NO3– ®. NH3 Cr3+ ® Cr2O72–.
5) H3PO2.®. H3PO4 CrO42– ® [Cr(OH)4]–.
6) BrO3– ® Br2 [Sn(OH)4]2– ® [Sn(OH)6]2–.
7) H3PO4 ® H3PO3 Mn(OH)2 ® MnO2.
8) SO2 ® SO42– Cr2O72– ® Cr3+
9) BiO3– ® Bi3+ AsO33– ® AsO43–.
10) H2O2 ® O2 H2O2 ® H2O.
11) N2H5OH ® N2 BiO3– ® BiO+.
12) MnO42– ® MnO2 MnO2 ® MnO4–.
13) Mn(OH)2 ® MnO42– MnO4– ® Mn2+.
III. Закончите уравнения реакций:
1) I2 + H2O ®.... Sn(OH)2+ Na2O2+ H2O ®....
2) F2 + H2O ®.... Si + NaOH + H2O ®....
3) Br2 + KOH ®.... H3PO3 + H2O2 ®....
4) F2 + KOH ®.... K2HPO3 + H2O2 ®....
5) I2 + HNO3. ®.... Na2S2O3+ H2SO4 ®....
6) I2 + Cl2 + H2O ®.... K2CrO4 + CO + H2O ®....
7) KI + KIO3 + H2SO4.®.... Na2Cr2O7 + H2O2 + HNO3®....
8) KBr + KBrO3+ H2SO4.®.... KCrO2 + K2O2 + H2O ®....
9) KCl + KClO3+ H2SO4.®.... KCrO2 + Cl2 + H2O ®....
10) KClO3 ®.... K2CrO4+ CO + H2O ®....
11) KIO ®.... K2Cr2O7 + NO + HNO3 ®....
12) KBrO3 ®.... KCrO2 + KClO3+ KOH ®....
13) B + HNO3 ®.... H3AsO4 + I2 + H2O ®....
14) C + HNO3 ®.... H3PO3 + H2O2.®....
15) Si + HNO3 + HF ®.... Bi(OH)3 + Cl2 + KOH ®....
16) Ge + H2O2 + NaOH ®.... KBiO3+ NO + HNO3 ®....
17) NO2 + NaOH ®.... H2S2O8+MnSO4 + H2O ®....
18) P + KOH ®.... KMnO4 + H2O2 + H2O ®....
19) P + Na2O2+ NaOH ®.... KMnO4 + NO + HNO3®....
20) P + KClO3+ KOH ®.... KMnO4 + CO + H2O ®....
21) P + Cl2+ H2O ®.... KMnO4 + HCl ®....
22) P + I2 + H2O ®.... KMnO4 + Na2O2+ H2O ®....
23) P + Br2 + H2O ®.... KMnO4 + H2O2 + HNO3®....
24) As + HNO3. ®.... KMnO4 + SO2 + H2O ®....
25) Sb + HNO3. ®.... KMnO4 + HN3 + H2O ®....
26) Al + HNO3. ®.... MnO2 + Na2O2 + NaOH ®....
27) Sn + HNO3. ®.... Mn(OH)2+ H2O2 ®...
28) Pb + HNO3. ®.... Cr(OH)3+ K2O2 + KOH ®....
29) Bi + HNO3. ®.... N2H6SO4+ KMnO4 + H2SO4.®....
30) S + HNO3. ®.... H2SeO4 + HCl ®....
31) S + KOH ®.... Ni(OH)2+ H2O2 ®....
32) S + K2SO3.®.... Co(OH)3+ HCl ®....
33) S + K2S ®.... HNO2 + KI + H2O ®....
34) S + KClO3 ®.... NH4OH + KMnO4 + H2O ®....
35) Se + H2O + Cl2.®.... K2Cr2O7+ NO + HNO3 ®....
35) Sn + KOH + H2O ®.... N2H5OH + KMnO4 + H2O ®....
36) Pb2O3+ Na2O2 + H2O ®.... H[Au(CN)2] + Zn + HCl ®....
37) Pb2O3 + HCl ®.... K2SO3+ H2SO5 ®....
38) NH4NO2 ®.... H2S2O8 + SO2 + H2O ®....
39) As2O3 + Zn + HCl ®… K[Cr(OH)4] + Br2 + KOH ®....
40) KI3 + HNO3 ®... Br2+ SO2 + H2O ®....
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ
РЕАКЦИИ
Методические указания и задания
к самостоятельной работе
для студентов технологических
специальностей
Составитель Ясинецкий Валерий Владимирович
Редактор Бажанова Т.Л.
Технический редактор Щербакова А.А.
________________________________________________________________________
Подписано в печать __________ Формат 60х84 1/16
Печать офсетная. Усл. печ.л. 1,5 Уч. – из. л. ____
Тираж ____ экз. Заказ ____
ЛП № 226 от 12.02.2003 г.
ЛИ № 604 от 03.06.2003 г.
_____________________________________________________________________
Отпечатано на ризографе МГУП
212027, Могилев, пр-т Шмидта, 3
Дата добавления: 2015-07-18; просмотров: 183 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Составление материального баланса в полуреакциях | | | Теоретическая часть |