Другие задания смотри здесь...

Упражнение 105. Какие реакции называют окислительно-восстановительными? Реакции, протекающие с изменением степеней окисления элементов, называют окислительно-восстановительными реакциями.

Упражнение 106. Дайте определения терминам «окисление», «восстановление», «окислитель», «восстановитель». Окисление — процесс отдачи электронов частицей вещества, а восстановление — процесс присоединения ею электронов. Вещество, которое окисляется, называют восстановителем, а вещество, которое восстанавливается, — окислителем.

Используя эти термины, прокомментируйте реакцию натрия с хлором.

2Na⁰ + Cl₂⁰ = 2Na⁺¹Cl^-1

Na⁰ -1e -> Na⁺¹ 

Каждый атом Натрия отдает один электрон, превращаясь в катион. Степень окисления элемента Натрия увеличивается от 0 до +1; он окисляется. Натрий является восстановителем. 

Cl₂⁰ +2e -> 2Cl^-1 

Каждый атом Хлора присоединяет один электрон, превращаясь в анион. Степень окисления элемента Хлора понижается от 0 до -1; он восстанавливается. Хлор является окислителем.  

Упражнение 107. Почему реакции, с помощью которых из металлических руд получают металлы, являются окислительно-восстановительными? В процессе реакции образуются простые вещества —  металлы, следовательно для получения чистого металла, необходимо передать катиону недостающее число электронов — восстановить металл.

Упражнение 108. Выберите среди приведенных схем те, которые отвечают окислительно-восстановительным реакциям, и объясните свой выбор: 

а) Li+H₂→LiH; 

б) CaO+CO₂→CaCO₃; 

в) KOH+H₂S→K₂S+H₂O; 

г) NaClO₃→NaCl+O₂

Ответ: а) и г). Если в реакции принимает участие или образуется простое вещество (литий Li, водород H₂, кислород O₂), то такая реакция является окислительно-восстановительной. 

Упражнение 109. Запишите в пустые клетки таблицы по одному химическому уравнению (не используйте приведенных в параграфе и предыдущем задании):

Упражнение 110. Укажите вещество-окислитель и вещество-восстановитель в каждой реакции:

а) Ba + N₂ → Ba₃N₂;

Вещество-окислитель: азот.

Вещество-восстановитель: барий.

Ba⁰ + N₂⁰ -> Ba₃⁺²N₂^-3;

Степень окисления Бария увеличивается от 0 до +2, этот элемент окисляется, поэтому барий вещество-восстановитель, а степень окисления Нитрогена понижается от 0 до -3, этот элемент восстанавливается, поэтому азот вещество-окислитель.

б) Li₂O + Si → Li + SiO₂;

Вещество-окислитель: оксид лития.

Вещество-восстановитель: силиций.

Li₂⁺¹O^-2 + Si⁰  -> Li⁰ + Si⁺⁴O₂^-2;

Степень окисления Силиция увеличивается от 0 до +4, этот элемент окисляется, поэтому силиций вещество-восстановитель а степень окисления Лития понижается от +1 до 0, этот элемент восстанавливается, поэтому оксид лития вещество-окислитель.

в) Fe₂O₃ + CO → Fe + CO₂;

Вещество-окислитель: оксид железа.

Вещество-восстановитель: угарный газ.

Fe₂⁺³O₃^-2 + C⁺²O^-2 -> Fe⁰ + C⁺⁴O₂^-2;

Степень окисления Карбона увеличивается от +2 до +4, этот элемент окисляется, поэтому угарный газ вещество-восстановитель а степень окисления Ферума понижается от +3 до 0, этот элемент восстанавливается, поэтому оксид железа вещество-окислитель.

г) NH₃ + CuO → Cu + N₂ + H₂O.

Вещество-окислитель: оксид меди.

Вещество-восстановитель: аммиак.

N^-3H₃⁺¹ + Cu⁺²O^-2  -> Cu⁰ + N₂⁰ + H₂⁺¹O^-2;

Степень окисления Нитрогена увеличивается от -3 до 0, этот элемент окисляется, поэтому аммиак вещество-восстановитель, а степень окисления Купрума понижается от +2 до 0, этот элемент восстанавливается, поэтому оксид меди вещество-окислитель.

Упражнение 111. Найдите соответствие и укажите, в каком веществе Хлор может быть в химических реакциях только окислителем, а в каком веществе — только восстановителем:

Ответ: 1-в), 2-г) только восстановителем, 3-ґ) только окислителем, 4-а).

Только окислителем элемент может быть в высшей степени окисления, поскольку атомы химических элементов в высшей степени окисления способны только принимать электроны. Высшую степень окисления (+7) Хлор имеет в составе HClO₄, поэтому есть только окислителем.

Только восстановителем элемент может быть в низшей степени окисления, поскольку атомы химических элементов в низшей степени окисления способны только отдавать электроны. Низшую степень окисления (-1) Хлор имеет в составе FeCl₂, поэтому есть только восстановителем.

Упражнение 112. Какие частицы — атом K, ион S^2–, атом С, ион Са²⁺, ион Fe²⁺, атом Fe, атом F — могут быть в химических реакциях, ответы обоснуйте:

а) только окислителями; 

Ион Са²⁺, атом F, ибо способны только принимать электроны к завершению внешнего энергетического уровня;

б) только восстановителями; 

Атом К, ион S^2-, атом Fe, ибо способны только отдавать электроны;

в) и окислителями, и восстановителями? 

Атом С, ион Fe⁺², ибо способны как принимать, так и отдавать электроны.

Упражнение 113. Составьте последовательность простых веществ по увеличению их химической активности как окислителей (запишите буквы в соответствующем порядке): а) сера; б) фтор; в) фосфор; г) хлор.

Ответ: б); г); а); в).

Упражнение 114. Напишите вместо точек, сколько электронов присоединяют или отдают ионы, и укажите процессы окисления и восстановления:

а) 2H⁺ +2е  → H₂; Процесс восстановления.

б) 2F^– -2е → F₂; Процесс окисления.

в) Fe²⁺ -1е → Fe³⁺; Процесс окисления.

г) MnO₄^– +1е → MnO₄^2–. Процесс восстановления.

Упражнение 115. Cколько электронов присоединяет или отдает атом Сульфура в каждом из таких превращений:

а) сульфат-ион → сульфит-ион; Присоединяет два электрона.

Определим степень окисления Сульфура в сульфат-ионе SO₄^-2 і сульфит-ионе SО₃^-2. 

Алгебраическая сумма степеней окисления атомов в сложном ионе равняется заряду иона. 

Степень окисления О (-2). Обозначим степень окисления Сульфура в сульфат-ионе через х: S^хO₄^-2, тогда за свойством электронейтральности имеем 1•х+4•(-2)=-2, отсюда х=6. Следовательно степень окисления Сульфура +6.

Степень окисления О (-2). Обозначим степень окисления Сульфура а сульфит-ионе через х: S^хO₃^-2, тогда за свойством электронейтральности имеем 1•х+3•(-2)=-2, отсюда х=4. Следовательно степень окисления Сульфура +4. 

Итак, S⁺⁶ +2е -> S⁺⁴ 

б) молекула сульфатной кислоты → молекула сероводорода; Присоединяет восемь электронов.

H₂S⁺⁶O₄ -> H₂S^-2

S⁺⁶ +8e -> S^-2

в) молекула сульфур(ІV) оксида → сульфат-ион? Отдает два электрона.

S⁺⁴O₂ -> (S⁺⁶O₄)^-2

S⁺⁴ -2e -> S⁺⁶

Упражнение 116. Какой объем водорода (н.у.) можно получить в результате реакции 10 г лития с достаточным количеством воды?

Дано: m(Li)=10 г

Найти: V(H₂)-?

Решение

І способ

Составляем химическое уравнение:

 10 г                         х л

  2Li + 2H₂O = 2LiOH + Н₂↑

 14 г                         22,4 л

Над формулами соединений Li і H₂ записываем приведенную в условии задачи массу вещества (10 г) и неизвестный объем газа (х л), а под формулами соединений - массу и объем соответственного количества вещества согласно с коеффициентами в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу (M=M_r г/моль) лития и, соответственно, массу 2 моль, ибо прореагировало 2 моль лития Li с 1 моль водорода Н₂ (1 моль газа при н.у. занимает объем 22,4 л). 

M_r(Li)=A_r(Li)=7, M(Li)=7 г/моль

Масса 1 моль=7 г, а масса 2 моль =14 г

Составляем пропорцию и решаем её:

по уравнению реакции 14 г Li реагирует с 22,4 л H₂,

по условию задачи 10 г Li - х л H₂.

14 г / 10 г = 22,4 л / x л, отсюда по свойству пропорции имеем:

х л • 14 г = 10 г • 22,4 л, поэтому

х = 10 г • 22,4 л / 14 г

х = 16 л

II способ

Количество вещества в порции заданной массы вычисляем по формуле n=m/M, где

M=M_rг/моль. 

M_r(Li)=A_r(Li)=7, M(Li)=7 г/моль

v(Li)=m(Li) : M(Li)=10 г : 7 г/моль=1,43 моль

Записываем под формулами соединений в химическом уравнении количество вещества согласно коэффициентам, а над формулами - вычисленное количество вещества лития и неизвестное количество вещества водорода:

1,43 моль                       х моль

2Li      +    2H₂O = 2LiOH + Н₂↑

2 моль                          1 моль

Вычисляем с помощью пропорции количество вещества водорода.

1,43 моль / 2 моль = х моль / 1 моль, по свойству пропорции имеем:

х моль • 2 моль = 1,43 моль • 1 моль, поэтому

х = 1,43 моль • 1 моль : 2 моль

х = 0,715 моль

Вычисляем объем водорода количеством вещества 0,715 моль по формуле V=v•V_M, где V_M=22,4 л/моль при н.у.

V(Н₂)=v(Н₂)•V_M=0,715 моль•22,4 л/моль=11,2 л

Ответ: V(Н₂)=16 л

Другие задания смотри здесь...