Окислительно-восстановительные реакции: задание 30
Выбираем пару веществ, дописываем продукты с учётом среды и оформляем электронный баланс по всем трём критериям задания 30.
Задание 30 даёт список веществ и требует выбрать те, между которыми идёт ОВР, записать уравнение и составить электронный баланс. Максимум — 2 балла, и они ставятся только целиком: без баланса, без указания окислителя и восстановителя или с одной ошибкой в коэффициентах балл теряется.
Первое: уравнение реакции с верно дописанными продуктами и коэффициентами. Второе: электронный баланс с указанием числа отданных и принятых электронов и множителей. Третье: прямое указание, какое вещество является окислителем, а какое восстановителем, с указанием элемента, меняющего степень окисления. Отсутствие любого пункта — минус балл.
Поведение ключевых окислителей в разных средах
| Окислитель | Среда | Продукт восстановления |
|---|---|---|
| KMnO4 | кислая (H2SO4) | Mn 2+ — MnSO4, раствор обесцвечивается |
| KMnO4 | нейтральная (H2O) | MnO2 — бурый осадок |
| KMnO4 | щелочная (KOH) | MnO4 2− — зелёный манганат |
| K2Cr2O7 | кислая | Cr 3+ — Cr2(SO4)3, из оранжевого в зелёный |
| HNO3 концентрированная | — | NO2, бурый газ |
| HNO3 разбавленная с активным металлом | — | NO, N2O, N2 или NH4NO3 |
| H2SO4 концентрированная | — | SO2, S или H2S в зависимости от активности металла |
- ·KMnO4, K2Cr2O7, K2CrO4
- ·HNO3 любой концентрации, нитраты при нагревании
- ·H2SO4 концентрированная, KClO3
- ·F2, O3, PbO2
- ·Металлы в свободном виде
- ·H2S и сульфиды, HI и иодиды
- ·NH3, PH3, гидриды металлов
- ·CO, C, Fe 2+ в кислой среде (частично)
Условие: даны вещества KMnO4, H2SO4, K2SO3, KOH, H2O. Выберите вещества, между которыми происходит ОВР, запишите уравнение, составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель. Решение. Марганец в KMnO4 имеет СО +7 — максимальную, значит это окислитель. Сера в K2SO3 имеет СО +4 — промежуточную, но по отношению к перманганату она восстановитель. Среду задаём кислой серной кислотой. Полуреакции: Mn+7 + 5e− → Mn+2, множитель 2; S+4 − 2e− → S+6, множитель 5. Уравнение: 5K2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O. Проверка: калий 12 и 12, сера 8 и 8, марганец 2 и 2, водород 6 и 6, кислород 35 и 35. Окислитель — KMnO4 за счёт Mn+7, восстановитель — K2SO3 за счёт S+4.
Самая дорогая ошибка — записать в кислой среде продуктом MnO2 или, наоборот, в щелочной получить Mn 2+. Если продукт не соответствует среде, ноль ставится сразу за уравнение и, как следствие, за весь баланс. Вторая потеря — записать баланс без множителей или без числа электронов: «Mn+7 → Mn+2» без «+5e−» критерию не соответствует. Третья — указать окислителем только элемент («окислитель — марганец») вместо вещества; в критериях требуется вещество с указанием элемента. Четвёртая — в качестве восстановителя взять вещество, элемент которого уже в высшей степени окисления.
- ✓СО расставлены во всех веществах списка, а не только в двух
- ✓Продукты соответствуют среде, которую задаёт третий реагент
- ✓В полуреакциях указано число электронов и знак
- ✓Множители получены через НОК и перенесены в уравнение
- ✓Баланс по атомам проверен, включая кислород
- ✓Окислитель и восстановитель названы как вещества с указанием элемента