Окислительно-восстановительные реакции и электронный баланс
Ставим коэффициенты методом электронного баланса и оформляем задание 20 так, чтобы получить оба балла.
Задание 20 ОГЭ оценивается в 2 балла и имеет жёсткие критерии: нужен электронный баланс, верно расставленные коэффициенты и явное указание окислителя и восстановителя. Пропуск любого из трёх элементов снимает балл, даже если уравнение записано правильно.
Окисление — отдача электронов, степень окисления повышается. Восстановление — присоединение электронов, степень окисления понижается. Восстановитель отдаёт электроны и сам окисляется. Окислитель принимает электроны и сам восстанавливается. Число отданных электронов всегда равно числу принятых — на этом строится баланс.
- ·Отдаёт электроны, запись −ne−
- ·Степень окисления повышается
- ·Fe0 − 3e− → Fe+3
- ·Типичные: металлы, H2, C, CO, H2S, HI
- ·Принимает электроны, запись +ne−
- ·Степень окисления понижается
- ·Mn+7 + 5e− → Mn+2
- ·Типичные: O2, F2, Cl2, KMnO4, HNO3, H2SO4 конц.
Частые окислители и восстановители в ОГЭ
| Вещество | Роль | Во что переходит |
|---|---|---|
| KMnO4 (кислая среда) | окислитель | Mn+7 → Mn+2 (MnCl2, MnSO4) |
| Концентрированная HNO3 | окислитель | N+5 → N+4 (NO2) |
| Cl2, O2, F2 | окислитель | переходят в отрицательную СО |
| Металлы (Zn, Fe, Al) | восстановитель | переходят в положительную СО |
| H2, C, CO | восстановитель | H+1, C+2, C+4 |
| H2S, HI, HBr | восстановитель | S−2 → S0, I−1 → I2 |
Условие: расставьте коэффициенты методом электронного баланса в схеме KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O, укажите окислитель и восстановитель. Решение. Меняют СО только Mn и часть Cl: Mn+7 → Mn+2, Cl−1 → Cl2 0. Полуреакции: Mn+7 + 5e− → Mn+2, множитель 2; 2Cl−1 − 2e− → Cl2 0, множитель 5. НОК числа электронов 10. Подставляем: 2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O. Проверяем хлор: слева 16, справа 2 + 4 + 10 = 16. Водород: 16 и 16. Кислород: 8 и 8. Ответ: окислитель — KMnO4 за счёт Mn+7, восстановитель — HCl за счёт Cl−1.
В реакции KMnO4 с HCl только часть хлора окисляется до Cl2, а остальной уходит в KCl и MnCl2 без изменения СО. Если в балансе записать все 16 атомов хлора как восстановитель, коэффициенты получатся неверными и балл за расстановку не поставят. Вторая типовая потеря — не написать словами, какое вещество окислитель, а какое восстановитель: критерий требует именно указание вещества, а не только элемента. Третья — записать баланс без числа электронов или с знаком не в ту сторону: отдача обозначается минусом, принятие плюсом.
- ✓СО расставлены у всех элементов в схеме, а не только у подозрительных
- ✓В полуреакциях указано число электронов со знаком
- ✓Множители найдены через НОК и перенесены в уравнение
- ✓Проверен баланс атомов каждого элемента, в последнюю очередь кислорода
- ✓Окислитель и восстановитель названы как вещества, с указанием элемента