Уравнения овр методом электронного баланса задания

Задачи к разделу Окислительно-восстановительные реакции

В данном разделе собраны задачи по теме Окислительно-восстановительные реакции. Приведены примеры задач на составление уравнений реакций, нахождение окислительно-восстановительного потенциал, и константы равновесия ОВР и другие.

Задача 1. Какие соединения и простые вещества могут проявлять только окислительные свойства? Выберите такие вещества из предложенного перечня: NH₃, CO, SO₂, K₂MnO₄, Сl₂, HNO₂. Составьте уравнение электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции:

Решение.

Простые вещества, атомы которых не могут отдать электрон, а могут только присоединить его в реакциях являются только окислителями. Из простых веществ только окислителем может быть фтор F₂, атомы которого имеют наивысшую электроотрицательность. В сложных соединениях – если атом, входящий в состав этого соединения (и меняющий степень окисления) находится в своей наивысшей степени окисления, то данное соединение будет обладать только окислительными свойствами.

Из предложенного списка соединений, нет веществ, которые обладали бы только окислительными свойствами, т.к. все они находятся в промежуточной степени окисления.

Наиболее сильный окислитель из них – Cl₂, но в реакциях с более электроотрицательными атомами будет проявлять восстановительные свойства.

Составим электронные уравнения:

N +5 +3e — = N +2 | 8 окислитель

S -2 — 8e — = S +6 | 3 восстановитель

Сложим два уравнения

8N +5 +3S -2 — = 8N +2 + 3S +6

Подставим коэффициенты в молекулярное уравнение:

Задача 2. Почему азотистая кислота может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства? Составьте уравнения реакций HNO₂: а) с бромной водой; б) с HI; в) с KMnO₄. Какую функцию выполняет азотистая кислота в этих реакциях?

Решение.

HN +3 O₂ — Степень окисления азота в азотистой кислоте равна +3 (промежуточная степень окисления). Азот в этой степени окисления может как принимать, так и отдавать электроны, т.е. может являться как окислителем, так восстановителем.

N +3 – 2 e = N +5 | 1 восстановитель

Br₂ 0 + 2 e = 2Br — | 1 окислитель

N +3 + Br₂ = N +5 + 2Br —

б) HNO₂ + 2HI = I₂ + 2NO + 2H₂O

N +3 + e = N +2 | 1 окислитель

2I — — 2 e = I ₂ | 1 восстановитель

N +3 + 2I — = N +2 + I₂

N +3 – 2 e = N +5 | 5 восстановитель

Mn +7 + 5 e = Mn +2 | 2 окислитель

5N +3 + 2Mn +7 = 5N +5 + 2Mn +2

Задача 3. Определите степени окисления всех компонентов, входящих в состав следующих соединений: HСl, Cl₂, HClO₂ , HClO₃ , Cl₂O₇ . Какие из веществ являются только окислителями, только восстановителями, и окислителями и восстановителями? Расставьте коэффициенты в уравнении реакции:

КСlO₃ → КС1 + КСlO₄.

Укажите окислитель и восстановитель.

Решение.

Хлор может проявлять степени окисления от -1 до +7.

Соединения, содержащие хлор в его высшей степени окисления, могут быть только окислителями, т.е. могут только принимать электроны.

Соединения, содержащие хлор в его низшей степени окисления, могут быть только восстановителями, т.е. могут только отдавать электроны.

Соединения, содержащие хлор в его промежуточной степени окисления, могут быть как восстановителями, так и окислителями, т.е. могут отдавать, так и принимать электроны.

H +1 Сl -1 , Cl 0 ₂, H +1 Cl +3 O₂ -2 , H +1 Cl +5 O₃ -2 , Cl₂ +7 O₇ -2

Таким образом, в данном ряду

Только окислитель — Cl₂O₇

Только восстановитель – HСl

Могут быть как окислителем, так и восстановителем — Cl₂, HClO₂ , HClO₃

КСlO₃ → КС1 + КСlO₄.

Составим электронные уравнения

Cl +5 +6e — = Cl — | 2 | 1 окислитель

Cl +5 -2e — = Cl +7 | 6 | 3 восстановитель

Расставим коэффициенты

4Cl +5 = Cl — + 3Cl +7

Задача 4. Какие из приведенных реакций являются внутримолекулярными? Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Укажите восстановитель, окислитель.

Решение.

В реакциях внутримолекулярного окисления-восстановления перемещение электронов происходит внутри одного соединения, т.е. и окислитель и восстановитель входят в состав одного и того же сложного вещества (молекулы)

а) 2KNO₃ = 2KNO₂ + O₂ — внутримолекулярная ОВР

N +5 +2e — = N +3 | 2 окислитель

2 O -2 -4 e — = O₂ 0 | 1 восстановитель

2N +5 + 2O -2 = 2N +3 + O₂ 0

б) 3Mq + N₂ = Mq₃N₂ — межмолекулярная ОВР

N₂ +6e — = 2N -3 | 2 | 1 окислитель

Mg 0 -2 e — = Mg +2 | 6 | 3 восстановитель

N₂ + 3Mg 0 = 2N -3 + 3Mg +2

в) 2KClO₃ = 2KCl + 3O₂ — внутримолекулярная ОВР

Cl +5 +6e — = Cl — | 4 | 2 окислитель

2 O -2 -4 e — = O₂ 0 | 6 | 3 восстановитель

2Cl +5 + 6O -2 = 2Cl — + 3O₂ 0

Задача 5. Какие ОВР относятся к реакциям диспропорционирования? Расставьте коэффициенты в реакциях:

а) Cl₂ + KOH = KCl + KClO₃ + H₂O;

б) KClO₃ = KCl + KClO₄ .

Решение.

В реакциях диспропорционирования окислителем и восстановителем являются атомы одного и того же элемента в одинаковой степени окисления (обязательно промежуточной). В результате образуются новые соединения, в которых атомы этого элемента обладают различной степенью окисления.

а) 3Cl₂ + 6KOH = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O;

Cl₂ 0 +2e — = 2Cl — | 10| 5 окислитель

Cl₂ 0 -10e — = 2Cl +5 | 2 | 1 восстановитель

5Cl₂ 0 + Cl₂ 0 = 10Cl — + 2Cl +5

3Cl₂ 0 = 5Cl — + Cl +5

б) 4KClO₃ = KCl + 3KClO₄

Cl +5 +6e — = Cl — | 2 | 1 окислитель

Cl +5 -2 e — = Cl +7 | 6 | 3 восстановитель

4Cl +5 = Cl — + 3Cl +7

Задача 6. Составьте электронные уравнения и подберите коэффициенты ионно-электронным методом в реакции

Решение.

MnO₄ — + 8H + +5e — = Mn 2+ + 4H₂O | 2 окислитель

NO₂ — + H₂O — 2e — = NO₃ — + 2H + | 5 восстановитель

Сложим две полуреакции, умножив каждую на соответствующий коэффициент:

После сокращения идентичных членов, получаем ионное уравнение:

Подставим коэффициенты в молекулярное уравнение и уравняем его правую и левую части:

Задача 7. Определите методом электронного баланса коэффициенты в уравнениях окислительно-восстановительных реакций:

Решение.

Составим электронные уравнения

Zn 0 – 2 e = Zn 2+ | 8 | 4 | восстановитель

N +5 + 8 e = N 3- | 2 | 1 | окислитель

4Zn 0 + N +5 = 4Zn 2+ + N 3-

Составим электронные уравнения

Zn 0 – 2 e = Zn 2+ | 2 | 1 восстановитель

S +6 + 2 e = S +4 | 2 | 1 окислитель

Zn 0 + S +6 = Zn 2+ + S +4

Задача 8. Можно ли в качестве окислителя в кислой среде использовать K₂Cr₂O₇ в следующих процессах при стандартных условиях:

а) 2F — -2e — = F₂, E 0 = 2,85 В

б) 2Сl — -2e — = Cl₂, E 0 = 1,36 В

в) 2Br — -2e — = Br₂, E 0 = 1,06 В

г) 2I — -2e — = I₂, E 0 = 0,54 В

Стандартный окислительно-восстановительный потенциал системы

Cr₂O₇ 2- + 14H + + 6e — = 2Cr 3+ + 7H₂O равен E 0 =1,33 В

Решение.

Для определения возможности протекания ОВР в прямом направлении необходимо найти ЭДС гальванического элемента:

ЭДС = Е 0 _ок — Е 0 _восст

Если найденная величина ЭДС > 0, то данная реакция возможна.

Итак, определим, можно ли K₂Cr₂O₇ использовать в качестве окислителя в следующих гальванических элементах:

Таким образом, в качестве окислителя дихромат калия можно использовать только для процессов:

2Br — -2e — = Br₂ и 2I — -2e — = I

Задача 9. Вычислите окислительно-восстановительный потенциал для системы

MnO₄ — + 8H + +5e — = Mn 2+ + 4H₂O

Если С(MnO₄ — )=10 -5 М, С(Mn 2+ )=10 -2 М, С(H + )=0,2 М.

Решение.

Окислительно-восстановительный потенциал рассчитывают по уравнению Нернста:

В приведенной системе в окисленной форме находятся MnO₄ — и H + , а в восстановленной форме — Mn 2+ , поэтому:

E = 1,51 + (0,059/5)lg(10 -5 *0,2/10 -2 ) = 1,46 В

Задача 10. Рассчитайте для стандартных условий константу равновесия окислительно-восстановительной реакции:

Решение.

Константа равновесия K окислительно-восстановительной реакции связана с окислительно-восстановительными потенциалами соотношением:

lgK = (E₁ 0 -E₂ 0 )n/0,059

Определим, какие ионы в данной реакции являются окислителем и восстановителем:

MnO₄ — + 8H + +5e — = Mn 2+ + 4H₂O | 2 окислитель

Br — + H₂O — 2e — = HBrO + H + | 5 восстановитель

Общее число электронов, принимающих участие в ОВР n = 10

E₁ 0 (окислителя) = 1,51 В

E₂ 0 (восстановителя) = 1,33 В

Подставим данные в соотношение для К:

lgK = (1,51 — 1,33 )10/0,059

K = 3,22*10 30

Примеры ОВР с ответами приведены также в разделе тест Окислительно-восстановительные реакции

Тренажер. Окислительно-восстановительные реакции

Тренажер по теме: Окислительно-восстановительные реакции (задание С1 ЕГЭ по химии).

Подборка заданий С1

Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции. Определите окислитель и восстановитель:

РЕШЕНИЯ

2Cr +6 + 6ē → 2Cr +3 1 восстановление

S -2 – 2ē → S 0 3 окисление

H₂S – восстановитель за счет S -2

2. 3Cl₂ + 6NaOH = NaClO₃ + 5NaCl + 3H₂O

Cl₂ 0 – 10е → 2Cl +5 1 окисление

Cl₂ 0 + 2е → 2Cl -1 5 восстановление

Cl₂ – окислитель и восстановитель

3. 3Si + 4HNO₃ + 12HF → 3SiF₄ + 4NO + 8H₂O

Si 0 – 4e → Si +4 1 окисление

N +5 + 1е ® N +4 4 восстановление

Si 0 – восстановитель

HNO₃ – окислитель за счет N +5

4. 2Cr +3 Cl₃ + 3 H₂O₂ 1- + 10 NaOH = 2 Na₂Cr +6 O₄ + 6 NaCl + 8 H₂O -2

Cr +3 — 3ē → Cr +6 2 окисление

O₂ 1- + 2ē → 2O -2 3 восстановление

CrСl₃ (Cr +3 ) – восстановитель,

S +6 + 8 е = S -2 1 окисление

2I -1 — 2 е = I 0 ₂ 4 восстановление

HI – восстановитель за счет I -1 H₂SO₄ – окислитель за счет S +6

Mn +7 + 5e → Mn +2 2 восстановление

2O -1 – 2e → O₂ 0 5 окисление

KMnO₄ – окислитель за счет Mn +7

H₂O₂ – восстановитель за счет O -1

2O -1 -2e→ O 0 ₂ 5 окисление

Mn +7 +5e→Mn +2 2 восстановление

Rb₂O₂ – восстановитель за счет O -1

RbMnO₄ – окислитель за счет Mn +7

Mn +7 +5е → Mn +2 2 восстановление

Sn +2 — 2е → Sn +4 5 окисление

KMnO₄ – окислитель за счет Mn +7

SnSO₄ – восстановитель за счет Sn +2

P — 3 – 8 е → P +5 5 окисление

Mn +7 + 5 е → Mn +2 8 восстановление

PH₃ – восстановитель за счет P -3

KMnO₄ – окислитель за счет Mn +7

10. 2Cr +3 Cl₃ + 3H₂O -1 ₂ + 10KOH → 2K₂Cr +6 O₄ + 6KCl + 8H₂O -2

Cr +3 – 3е → Cr +6 2 окисление

2O -1 + 2е → 2O -2 3 восстановление

Cr +3 в составе CrCl₃ – восстановитель

O -1 в составе H₂O₂ – окислитель

2I – – 2 е → I₂ 0 1 окисление

Mn +6 + 2 е → Mn +4 1 восстановление

KI – восстановитель за счет I₂

K₂MnO₄ – окислитель за счет Mn +6

12. Cr +3 ₂O -2 ₃ + 3₂ + 10NaOH = 2Na +1 ₂Cr +6 O₄ + 6NaBr -1 + 5H₂O

Cr +3 -3e → Cr +6 2 окисление

Br 0 ₂ +2e →2Br -1 3 восстановление

Cr₂O₃ – восстановитель за счет Cr +3

Br 0 ₂ – окислитель

Cl +5 + 6e → Cl -1 1 восстановление

2Fe +2 – 2e → 2Fe +3 3 окисление

HClO₃ – окислитель за счет Cl +5

FeSO₄ – восстановитель за счет Fe +2

2N +1 – 2e = 2N +2 5 окисление

Mn +7 + 5e = Mn +2 2 восстановление

KMnO₄ – окислитель за счет Mn +7

N₂O – восстановитель за счет N +1

N +5 +2e N +3 3 восстановление

2Fe +3 -6e 2Fe +6 1 окисление

Fe₂O₃ – восстановитель за счёт Fe +3

KNO₃ – окислитель за счёт N +5

Mn +4 – 2e → Mn +6 3 окисление

Cl +5 +6e →Cl -1 1 восстановление

KClO₃ – окислитель за счет Cl +5

MnO₂ – восстановитель за счет Mn +4

Cr +6 + 3e → Cr +3 1 восстановление

Fe +2 — 1e → Fe +3 3 окисление

CrO₃ – окислитель за счет Cr +6

FeSO₄ – восстановитель за счет Fe +2

O -1 + 1e → O -2 2 восстановление

2I -1 – 2e → 2I 0 1 окисление

Na₂O₂ окислитель за счет O -1

KI – восстановитель за счет I -1

2S -– 2 – 4 е → 2S 0 3 окисление

Mn +7 + 3 е → Mn +4 4 восстановление

CS₂ – восстановитель за счет S -– 2

KMnO₄ – окислитель за счет Mn +7

S -2 -2e → S 0 5 окисление

Mn +7 +5e → Mn +2 2 восстановление

H₂S – восстановитель за счет S -– 2

KMnO₄ – окислитель за счет Mn +7

21. 14FeCl₂ + 2KClO₄ + 16HCl → 14FeCl₃ + Cl₂ + 2KCl + 8H₂O

Fe +2 – 1е → Fe +3 14 окисление

2Cl +7 + 14е → Cl₂ 0 1 восстановление

FeCl₂ – восстановитель за счет Fe +2

KClO₄ – окислитель за счет Cl +7

Cl +1 + 2e → Cl -1 1 восстановление

2I -1 – 2e → I₂ 1 окисление

NaOCl – окислитель за счет Cl +1

KI – восстановитель за счет I -1

2Fe +2 – 2e = 2Fe +3 5 окисление

Mn +7 + 5e = Mn +2 2 восстановление

Fe SO₄ – восстановитель за счет Fe +2

KMnO₄ – окислитель за счет Mn +7

Cu 0 ─ 2e → Cu +2 3 окисление

N +5 +3e → N +2 2 восстановление

Cu 0 – восстановитель

KN +5 O₃ – окислитель за счет N +5

2Cr +6 + 8 e→2Cr +2 3 восстановление

2Al 0 – 6e → 2Al +3 4 окисление

Al 0 – восстановитель

26. 3Zn + Na₂SO₃ + 8HCl = 3ZnCl₂ + H₂S + 2NaCl + 3H₂O

Zn 0 – 2ē → Zn +2 3 окисление

S +4 + 6ē → S -2 2 восстановление

Zn 0 –восстановитель,

Na₂SO₃ – окислитель за счет S +4

Sn +2 -2e = Sn +4 3 окисление

2Cr +6 + 6e = 2Cr +3 1 восстановление

SnCl₂ – восстановитель за счет Sn +2

Fe +2 – e → Fe +3 6 окисление

2N +3 + 6e → N₂ 0 1 восстановление

FeCl₂ – восстановитель за счёт Fe +2

HNO₂ – окислитель за счёт N +3

Cr + 3 – 3 е → Cr +6 2 окисление

Br₂ 0 + 2 е → 2Br — 3 восстановление

K₃[Cr +3 (OH)₆] – восстановитель за счет Cr +3

30. 2Mn +4 O₂ + 3NaBi +5 O₃ + 4HNO₃ → 2NaMn +7 О₄ + 3Bi +3 ONO₃ + NaNO₃ + 2H₂O

Mn + 4 – 3 е → Mn +7 2 окисление

Bi +5 + 2 е → Bi +3 3 восстановление

NaBiO₃ – окислитель за счет Bi +5

MnO₂ – восстановитель за счет Mn +4

31. KN +5 O₃ +3 Fe +2 Cl₂ + 4HCl → N +2 O + 3Fe +3 Cl₃ +KCl + 2H₂O

N +5 +3e → N +2 1 восстановление

Fe +2 –1e → Fe +3 3 окисление

KNO₃ – окислитель за счет N +5

FeCl₂ – восстановитель за счет Fe +2

2Br -1 –2ē → Br 0 ₂ 1 окисление

Mn +4 +2ē → Mn +2 1 восстановление

MnO₂– окислитель за счет Mn +4

КBr– восстановитель за счет Br -1

N + 3 – 2 е → N +5 3 окисление

2Cr +6 + 6 е → 2Cr +3 1 восстановление

NaNO₂ – восстановитель за счет N + 3

S +4 –2e — → S +6 3 окисление

Cr +6 + 3 e — → Cr +3 2 восстановление

Na₂SO₃ – восстановитель за счет S +4

Cr +3 –3e — → Cr +6 2 окисление

N +5 + 2 e — → N +3 3 восстановление

Cr₂O₃ – восстановитель за счет Cr +

KNO₃ — окислитель за счет N +5

2Cr +6 + 6е → 2Cr +3 1 восстановление

2Cl -1 – 2e → Cl₂ 0 3 окисление

HCl – восстановитель за счет Cl -1

Br₂ 0 + 2е →2 Br -1 1 восстановление

Mn +2 – 2e → Mn +4 1 окисление

Br₂ 0 – окислитель,

MnSO₄ 2 – восстановитель за счёт Mn +

2I -1 – 2 е → I 0 ₂ 4 окисление

S +6 +8е → S -2 1 восстановление

KI– восстановитель за счёт I -1

H₂SO₄ – окислитель за счёт S +6

39. 3Zn + KClO₃ + 6КОН + 3H₂O = 3K₂[Zn(OH)₄] + КСl

Zn 0 – 2e → Zn 2+ 3 окисление

Cl +5 + 6e → Cl -1 1 восстановление

Zn 0 – восстановитель

KClO₃ – окислитель за счет Cl +5

Sn +2 -2е → Sn +4 3 окисление

2Cr +6 + 6е → 2Cr +3 1 восстановление

SnCl₂ – восстановитель за счет Sn +2

Pb +4 +2е = Pb +2 5 восстановление

Mn +2 – 5е = Mn +7 2 окисление

PbO₂ – окислитель за счёт Pb +4

Mn(NO₃)₂ – восстановитель за счёт Mn +2

2Cr +3 – 6e — → 2Cr +6 1 окисление

Cl +5 + 6e — → Cl -1 1 восстановление

Cr₂ +3 (SO₄)₃ – восстановитель за счёт Cr +3

KCl +5 O₃ – окислитель за счёт Cl +5

2Cu +1 – 2 e →2Cu +2 5

Mn +7 +5 e → Mn +2 2

Cu₂O – восстановитель за счет Cu +1

KMnO₄ – окислитель за счет Mn +7

Cu +2 + 2 e → Cu 0 5

P 0 – 5 e → P +5 2

P 0 – восстановитель

CuSO₄ – окислитель за счет Cu +2

Уравнения овр методом электронного баланса задания

Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой:

Определите окислитель и восстановитель.

1) Составлен электронный баланс:

2) Расставлены коэффициенты в уравнении реакции:

3) Указано, что сера в степени окисления +6 является окислителем, а иод в степени окисления −1 — восстановителем.

Но кислород — тоже меняет свой заряд, можно его вместо йода выписать? Это ошибка?

Кислород остается в степени окисления -2

Почему там — 2 электрона?

потому что два йода.

Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции по схеме:

Определите окислитель и восстановитель

1) Составим электронный баланс:

2) Определены коэффициенты, и составлено уравнение реакции:

3) Указаны окислитель и восстановитель:

окислитель — восстановитель —