Элементы теории, примеры зачетных задач

Для составления ОВР наиболее простым является метод электронного баланса. В этом методе рассматривается перераспределение электронов между гипотетическими ионами, заряд которых равен соответствующим степеням окисления. Сущность метода электронного баланса состоит в том, что число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, принятых окислителем.

Пример 9. ОВР протекает по схеме:

Nа₂SO₃ + К₂Сr₂O₇ + Н₂SO₄ Nа₂SO₄ + Сr₂(SO₄)₃ + К₂SO₄ + Н₂O.

Укажите: а) окислитель и восстановитель; б) какое вещество окисляется, какое вещество восстанавливается. Составьте электронные уравнения и на основании их расставьте коэффициенты в уравнении реакции.

Решение

В схеме реакции расставим изменяющиеся СО:

+4 +6 +6 +3

Nа₂SO₃ + К₂Сr₂O₇ + Н₂SO₄ Nа₂SO₄ + Сr₂(SO₄)₃ + К₂SO₄ + Н₂O.

Определим характер процессов:

S⁺⁴  S⁺⁶ - увеличение СО; процесс окисления;

Сr⁺⁶  Сr⁺³ - уменьшение СО; процесс восстановления.

S⁺⁴ (Nа₂SO₃) - восстановитель, Сr⁺⁶(К₂Сr₂O₇) - окислитель.

Составляем электронные уравнения:

S⁺⁴ - 2ē = S⁺⁶ - процесс окисления;

Сr⁺⁶ + Зē = Сr⁺³ - процесс восстановления.

Поскольку число электронов, отдаваемых восстановителем, должно равняться числу электронов, принимаемых окислителем, умножим электронные уравнения на соответствующие коэффициенты:

3| S⁺⁴ - 2ē = S⁺⁶

2 | Сr⁺⁶ + 3ē = Сr⁺³

Подставляем эти коэффициенты в схему реакции:

3Nа₂SO₃ + К₂Сr₂O₇ + Н₂SO₄ 3Nа₂SO₄ + Сr₂(SO₄)₃ + К₂SO₄ + Н₂O.

Находим подбором и расставляем остальные коэффициенты:

3Nа₂SO₃ + К₂Сr₂O₇ + 4Н₂SO₄ 3Nа₂SO₄ + Сr₂(SO₄)₃ + К₂SO₄ + 4Н₂O.

Окончательная проверка правильности написания уравнения проводится по балансу атомов кислорода: 3•3+7+4•4 = 3•4+4•3+4+4;

32 = 32

Уравнение реакции: ...HNO_3(конц) + .... Cu = ………………………………

Электронные уравнения:

________________________________________________- процесс восстановления;

________________________________________________- процесс окисления.

Окислитель -........................ восстановитель -……………....

б) Схема взаимодействия разбавленной НNО₃ с металлами:

НNО₃ + Me =>

Уравнение реакции: ...HNO_3(разб) + .... Cu = ……………………………………

Электронные уравнения:

________________________________________________- процесс восстановления;

________________________________________________- процесс окисления.

Окислитель -........................ восстановитель -……………....

Выводы:

Какой элемент в HNO₃ является окислителем? Укажите степень его окисления……….

Почему HNO₃ проявляет только окислительные свойства?................................................................................................................................

Может ли при восстановлении НNО₃ выделяться Н₂?

опыт 3. Медно-цинковый гальванический элемент

Схема гальванического элемента:

(-)…………………………..…………….…………(+)

E⁰Cu²⁺/Cu=……B; E⁰ Zn²⁺/Zn=………B; C (Cu²⁺) = C(Zn²⁺) = 1 моль/л

Процессы на электродах:

(A)……………………………………………. – процесс …………………..

(K)…………………………………………… - процесс ……………………

……………………………………………….. – ионно-молек. уравнение

……………………………………………….. – молекулярное уравнение

ЭДС = E₍₊₎ – E_(-) = ………………………………………………………………..