Загрузка...

Другие задания смотри здесь...

Серым цветом даются ответы, а зеленым цветом - объяснение.

Упражнение 117. Запишите вместо точек соответствующие цифры и слова:

Mn+4O2-2 + 4H+1Вr-1 = Mn+2Вr2-1 + Вr20 + 2H2+1O-2

Mn+4 (окислитель) + 2e = Mn+2      2│2│1   процесс восстановления

2Вr-1 (восстановитель) – 2e = Вr20  2│  │1   процесс окисления

 

Упражнение 118. Используя метод электронного баланса, преобразуйте схемы окислительно-восстановительных реакций в химические уравнения:

а) SO2 + Br2 + H2O → H2SO4 + HBr;

S+4O2-2 + Br20 + H2+1O-2 → H2+1S+6O4-2 + H+1Br-1;

Атомы двух элементов — Сульфида и Брома — изменили свои степени окисления.

Восстановитель S+4 - 2e- -> S+6   2│2│1 процесс окисления

Окислитель    Br20 + 2e- -> 2Br-1  2│ │1 процесс восстановления

Дополнительные множители равны 1.

Добавим почленно эти уравнения, получим суммарную схему:

S+4 + Br20 -> S+6 + 2Br-1

Эти коэффициенты переносим в уравнение реакции:

SO2 + Br2 + H2-> H2SO4 + 2HBr

Проверяем, уравнялось ли число атомов элементов, которых не было в схемах окисления и восстановления. Число атомов Гидрогена в обеих частях разное, уравнивает его, поэтому около Н2О записываем коэффициент 2.

SO2 + Br2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr

Число атомов Оксигена в обеих частях одинаковое: по 4 атома. 

б) Al + KOH → K3AlO3 + H2↑;

Al0 + K+1O-2H+1 → K3+1Al+3O3-2 + H20↑;

Атомы двух элементов — Алюминия и Гидрогена — изменили свои степени окисления.

Восстановитель Al0 - 3e- -> Al+3   3│6│2 процесс окисления

Окислитель    2H+1 + 2e- -> H20  2│ │3 процесс восстановления

Числа в последнем столпце — 2 и 3 — это дополнительные множители в схемах соответственных процессов:

2Al- 6e- -> 2Al+3

6H+1 + 6e- -> 3H20 

Добавим почленно эти уравнения, получим суммарную схему:

2Al0 + 6H+1 -> 2Al+3 + 3H20

Эти коэффициенты переносим в уравнение реакции:

2Al + 6KOH = 2K3AlO3 + 3H2

Проверяем, уравнялось ли число атомов элементов, которых не было в схемах окисления и восстановления. Число атомов Калия в обеих частях одинаковое: по 6 атомов. Число атомов Оксигена в обеих частях одинаковое: по 6 атомов 

в) H2S + HNO3 → S↓ + NO↑ + H2O;

H2+1S-2 + H+1N+5O3-2 → S↓0 + N+2O-2↑ + H2+1O-2;

Атомы двух элементов — Сульфура и Нитрогена — изменили свои степени окисления.

Восстановитель S-2 - 2e- -> S0   2│6│3 процесс окисления

Окислитель   N+5 + 3e- -> N+2   3│ │2 процесс восстановления

Числа в последнем столбце - 3 и 2 - это дополнительные множители в схемах соответствующих процессов:

3S-2 - 6e- -> 3S0

2N+5 + 6e- -> 2N+2 

Добавим почленно эти уравнения, получим суммарную схему:

3S-2 + 2N+5 -> 3S0 + 2N+2

Эти коэффициенты переносим в уравнение реакции:

3H2S + 2HNO-> 3S + 2NO + H2O

Проверяем, уравнялось ли число атомов элементов, которых не было в схемах окисления и восстановления. Число атомов Гидрогена в обеих частях разное, уравниваем его, поэтому около Н2О записываем коэффициент 4. 

3H2S + 2HNO3 = 3S↓ + 2NO↑ + 4H2O;

Число атомов Оксигена в обеих частях одинаковое: по 6 атомов 

г) NO2 + O2 + H2O → HNO3.

N+4O2-2 + O20 + H2+1O-2 → H+1N+5O3-2.

Атомы двух элементов — Нитрогена и Оксигена — изменили свои степени окисления.

Восстановитель N+4 - 1e- -> N+5   1│4│4 процесс окисления;

Окислитель    2O0 + 4e- -> 2O-2   4│ │1 процесс восстановления

Числа в последнем столбце — 4 и 1 — это дополнительные множители в схемах соответствующих процессов:

4N+4 - 4e- -> 4N+5

2O0 + 4e- -> 2O-2 

Добавим почленно эти уравнения, получим суммарную схему:

4N+4 + 2O0 -> 4N+5 + 2O-2

Эти коэффициенты переносим в уравнение реакции (обратите внимание: два атома О0 есть в составе O2, поэтому около О2 остается коэффициент 1, который обычно не пишут):

4NO2 + O+ H2O -> 4HNO3

Проверяем, уравнялось ли число атомов элементов, которых не было в схемах окисления и восстановления. Число атомов Гидрогена в обеих частях разное, уравниваем его, поэтому около Н2О записываем коэффициент 2.

4NO2 + O+ 2H2O = 4HNO3

 

Упражнение 119. Допишите схемы реакций и преобразуйте их в химические уравнения методом электронного баланса:

а) FeCl3 + H2S → S↓ + FeCl2 + HCl;

Fe+3Cl3-1 + H2+1S-2 → S↓0 + Fe+2Cl2-1 + H+1Cl-1;

Атомы двух элементов — Феррума и Хлора — изменили свои степени окисления.

Окислитель Fe+3 + 2e- -> Fe+2  1│2│2 процесс восстановления

Восстановитель S-2 - 2e- -> S0   2│ │1 процес окисления

Числа в последнем столбце — 2 и 1 — это дополнительные множители в схемах соответствующих процессов:

2Fe+3 + 1e- -> 2Fe+2

S-2 - 2e- -> S0

Добавим почленно эти уравнения, получим суммарную схему:

2F+3 + S-2 -2Fe+2 + S0 

Эти коэффициенты переносим в уравнение реакции:

2FeCl3 + H2S -> S + 2FeCl2 + HCl

Проверяем, уравнялось ли число атомов элементов, которых не было в схемах окисления и восстановления. Число атомов Хлора в обеих частях разное, уравниваем его, поэтому около НCl записываем коэффициент 2. 

2FeCl3 + H2S = S + 2FeCl2 + 2HCl

Число атомов Гидрогена в обеих частях одинаковое: по 2 атома. 

б) H2S + Cl2 + H2O -> H2SO4 + HClt

H2+1S-2 + Cl20 + H2+1O-2 -> H2+1S+6O4-2 + H+1Cl-1;

Атомы двух элементов — Сульфура и Хлора — изменили свои степени окисления.

Восстановитель S-2 - 8e- -> S+6      8│8│1 процесс окисления

Окислитель      Cl20 + 2e- -> 2Cl-1   2│ │4 процесс восстановления

Числа в последнем столбце — 1 и 4 — это дополнительные множители в схемах соответствующих процессов:

S-2 - 8e- -> S+6

4Cl2+ 8e- -> 8Cl-1

Добавим почленно эти уравнения, получим суммарную схему:

S-2 + 4Cl20 -S+6 + 8Cl-1 

Эти коэффициенты переносим в уравнение реакции:

H2S + 4Cl2 + H2O -> H2SO4 + 8HCl

Проверяем, уравнялось ли число атомов элементов, которых не было в схемах окисления и восстановления. Число атомов Гидрогена в обеих частях разное, уравниваем его, поэтому около Н2О записываем коэффициент  4.

H2S + 4Cl2 + 4H2O = S + H2SO4 + 8HCl

Число атомов Оксигена в обеих частях одинаковое: по 4 атома. 

в) NH3 + O2 → N2 + … ;t

N-3H3+1 + O20 → N20 + H2+1O-2

Атомы двух элементов — Нитрогена и Оксигена — изменили свои степени окисления.

Восстановитель 2N-3 - 6e- -> N20   6│12│2 процесс окисления

Окислитель      O20 + 4e- -> 2O-2 4│  │3 процесс восстановления

Числа в последнем столпце — 2 и 3 — это дополнительные множители в схемах соответствующих процессов::

4N-3 - 12e- -> 2N20

3O2+ 12e- -> 6O-2

Добавим почленно эти уравнения, получим суммарную схему:

4N-3 + 3O20 -2N20 + 6O-2 

Эти коэффициенты переносим в уравнение реакции:

4NH3 + 3O2  = 2N2 + 6H2O

Проверяем, уравнялось ли число атомов элементов, которых не было в схемах окисления и восстановления. Число атомов Гидрогена в обеих частях одинаковое: по 12 атомов. 

г) FeO + Al → … + … .

Fe+2O-2 + Al0 → Al3+3O2-2 + Fe0.

Атомы двух элементов — Феррума и Алюминия — изменили свои степени окисления.

Окислитель Fe+2 + 2e- -> Fe0       2│6│3 процесс восстановления

Восстановитель Al0 - 3e- -> Al+3    3│ │2 процесс окисления

Числа в последнем столпце — 3 и 2 — это дополнительные множители в схемах соответствующих процессов:

3Fe+2 + 6e- -> 3Fe0

2Al0 - 6e- -> 2Al+3

Добавим почленно эти уравнения, получим суммарную схему:

3Fe+2 + 2Al0 -2Al+3 + 3Fe0 

Эти коэффициенты переносим в уравнение реакции (обратите внимание: два атома Al+3 есть в составе Al2O3, поэтому около Al2Оостается  коэффициент 1, который обычно не пишут):

3FeO + 2Al  = Al2O3 + 3Fe

Проверяем, уравнялось ли число атомов элементов, которых не было в схемах окисления и восстановления. Число атомов Оксигена в обеих частях одинаковое: по 3 атома. 

 

Упражнение 120. Реакция между феррум (ІІІ) оксидом и карбон (ІІ) оксидом может протекать с образованием двух других оксидов. Укажите тип реакции и составьте соответствующее химическое уравнение.

Fe2O3 + CO -> FeO + CO2

Fe2+3O3-2 + C+2O-2 -> Fe+2O-2 + C+4O2-2

Атомы двух элементов — Феррума и Карбона — изменили свои степени окисления.

Окислитель Fe+3 + 1e -> Fe+2   1│2│2 процес восстановления

Восстановитель C+2 - 2e -> C+4  2│ │1 процесс окисления

Числа в последнем столбце — 2 и 1 — это дополнительные множители в схемах соответствующих процессов:

2Fe+3 + 2e- -> 2Fe+2

C+2 - 2e- -> C+4

Добавим почленно эти уравнения, получим суммарную схему:

2Fe+3 + C+2 -> 2Fe+2 + C+4 

Эти коэффициенты переносим в уравнение реакции (обратите внимание: два атома Fe+3 есть в составе Fe2O3, поэтому около  Fe2О3  остается   коэффициент 1, который обычно не пишут):

Fe2O3 + CO  = 2FeO + CO2

Проверяем, уравнялось ли число атомов элементов, которых не было в схемах окисления и восстановления. Число атомов Оксигена в обеих частях одинаковое: по 4 атома.  

Тип реакции: окислительно-восстановительная реакция.

 

Упражнение 121. Сера и фосфор взаимодействуют с концентрированной нитратной кислотой с образованием кислот, отвечающих высшим оксидам Сульфура и Фосфора, а также нитроген(ІV) оксида и воды. Составьте уравнения этих реакций.

S + HNO3 -> SO3 + NO + H2O

S0 + H+1N+5O3-2 -> S+6O3-2 + N+4O2-2 + H2+1O-2

Атомы двух элементов — Сульфура и Нитрогена — изменили свои степени окисления.

Восстановитель S0 - 6e -> S+6     6│6│1 процесс окисления

Окислитель      N+5 + 1e -> N+4  1│ │6 процесс восстановления

Числа в последнем столбце — 1 и 6 — это дополнительные множители в схемах соответствующих процессов:

S- 6e -> S+6

6N+5 + 6e -> 6N+4 

Добавим почленно эти уравнения, получим суммарную схему:

S0 + 6N+5 -> S+6 + 6N+4

Эти коэффициенты переносим в уравнение реакции:

S + 6HNO3 -> SO3 + 6NO2 + H2O

Проверяем, уравнялось ли число атомов элементов, которых не было в схемах окисления и восстановления. Число атомов Гидрогена в обеих частях разное, уравнивает его, поэтому около Н2О записываем коэффициент 3.

S + 6HNO3 = SO3 + 6NO2 + 3H2O

Число атомов Оксигена в обеих частях одинаковое: по 18 атомов. 

 

P + HNO3 -> H3PO4 + NO2 + H2O

P0 + H+1N+5O3-2 -> H3+1P+5O4-2 + N+4O2-2 + H2+1O-2

Атомы двух элементов — Фосфора и Нитрогена — изменили свои степени окисления.

Восстановитель P0 - 5e -> P+5   5│5│1 процесс окисления

Окислитель N+5 + 1e -> N+4     1│ │5 процесс восстановления

Числа в последнем столбце — 1 и 5 — это дополнительные множители в схемах соответствующих процессов::

P- 5e -> P+5

5N+5 + 5e -> 5N+4 

Добавим почленно эти уравнения, получим суммарную схему:

P0 + 5N+5 -> P+5 + 5N+4

Эти коэффициенты переносим в уравнение реакции:

P+ 5HNO3 = H3PO4 + 5NO2 + H2O

Проверяем, уравнялось ли число атомов элементов, которых не было в схемах окисления и восстановления. Число атомов Гидрогена в обеих частях уравнения одинаковое: по 5 атомовЧисло атомов Оксигена в обеих частях одинаковое: по 15 атомов. 

 

Упражнение 122. Какое количество электронов в реакции кальция с кислородом:

а) отдает 1 моль металла;

Каждый атом Кальция отдает 2 електрона, поэтому 1 моль кальция отдает:

N(e-)=2•n(Ca)NA=21NA=2NA

б) отдает 1 г металла;

N(e-)=2•n(Ca)NA=2(m(Ca)/M(Са))NA=2(1:40)NA=(1:20)NA=0,05NA

в) присоединяет 1 л кислорода (н. у.);

С одной молекулы кислорода образуются два атома. Молекула кислорода присоединяет 4 электрона, поскольку каждый атом Оксигена в ней присоединяет 2 электрона.

N(e-)=4•n(O)NA=4(V(O)/VM)NA=4(1:22,4)6,02•1023=1,07•1023

г) присоединяет 1 г кислорода?

С одной молекулы кислорода образуются два атома. Молекула кислорода присоединяет 4 электрона, поскольку каждый атом Оксигена в ней присоединяет 2 электрона.

N(e-)=4•n(O)NA=4(m(O2)/M(О2))NA=4(1:32)6,02•1023=0,75•1023=7,5•1022

 

Упражнение 123. Вычислите массу цинка, необходимую для реакции с избытком хлоридной кислоты, чтобы с помощью образовавшегося водорода превратить 2 г купрум (ІІ) оксида в металл.

Дано: m(CuO)=2 г. Найти: m(Zn)-?

Решение:

І способ

Составляем химическое уравнение:

2 г    х моль

CuO + H2   = Cu + H2O

80 г  1 моль

Над формулами соединений CuO и H2 записываем приведенную в условии задачи массу оксида (2 г) и неизвестное количество вещества водорода (х моль), а под формулами соединений - массу и количество вещества согласно с коэффициентами в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу (M=Mrг/моль) купрум (ІІ) оксида и, соответственно, массу 1 моль.

Mr(CuO)=Ar(Cu)+Ar(H)=64+16=80, M(CuO)=80 г/моль. Маса 1 моль=80 г.

Составляем пропорцию для вычисления количества вещества водорода и решаем её:

по уравнению реакции с 80 г CuO образуется 1 моль Н2,

по усливии задачи с 2 г CuO - x моль Н2.

80 г / 2 г = 1 моль / х моль

х моль • 80 г = 2 г • 1 моль

х = 2 г • 1 моль / 80 г

х = 0,025 моль

Составляем химическое уравнение:

x г                      0,025 моль

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

65 г                     1 моль

Над формулами соединений Zn и H2 записываем приведенную в условии задачи неизвестную массу цинка (х г) и известное количество вещества водорода (0,025 моль), а под формулами соединений - массу и количество вещества согласно с коэффициентами в химическом уравнении. Для этого вычисляем молярную массу (M=Mrг/моль) цинка и, соответственно, массу 1 моль. 

Mr(Zn)=Ar(Zn)=65, M(Zn)=65 г/моль. Масса 1 моль=65 г.

Составляем пропорцию для вычисления массы цинка и решаем её:

по уравнению реакции 1 моль Н2 образуется с 65 г Zn,

по условию задачи 0,025 моль Н2 - з х г Zn.

1 моль / 0,025 моль = 65 г / х г

х г • 1 моль = 65 г • 0,025 моль

х = 65 г • 0,025 моль / 1 моль

х = 1,625 г

II способ

Вычисляем количество вещества купрум (ІІ) оксида массой 2 г по формуле v=m/M, где M=Mrг/моль.

Mr(CuO)=Ar(Cu)+Ar(H)=64+16=80, M(CuO)=80 г/моль

v(CuO)=m(CuO) : M(CuO)=2 г : 80 г/моль=0,025 моль.

Записываем под формулами соединений в химичнеском уравнении их количества вещества согласно с коэффициентами, а над формулами - вычисленное количество вещества купрум (ІІ) оксида и неизвестное количество вещества водорода:

0,025 моль    х моль

CuO      +    H2 = Cu + H2O

1 моль         1 моль

Составляем пропорцию для вычисления количества вещества водорода и решаем её:

по уравнению реакции прореагировало 1 моль CuO и 1 моль Н2,

по условию задачи - 0,025 моль Н2 и х моль Н2.

1 моль / 0,025 моль = 1 моль / х моль

х моль • 1 моль = 0,025 моль • 1 моль

х = 0,025 моль • 1 моль / 1 моль

х = 0,025 моль

Записываем под формулами соединений в химическом уравнении их количества вещества согласно с коэффициентами, а над формулами - вычисленное количество вещества водорода и неизвестное количество вещества цинка:

х моль                      0,025 моль

Zn    +   2HCl = ZnCl2 + H2

1 моль                       1 моль

Составляем пропорцию для вычисления количества вещества цинка и решаем её:

по уравнение реакции 1 моль Н2 образуется с 1 моль Zn,

по условии задачи 0,025 моль Н2 - с х моль Zn.

1 моль / 0,025 моль = 1 моль / х моль

х моль • 1 моль = 0,025 моль • 1 моль

х = 0,025 моль • 1 моль / 1 моль

х = 0,025 моль

Вычисляем массу цинка количеством вещества 0,025 моль по формуле m=v•Mгде

M=Mrг/моль. 

Mr(Zn)=Ar(Zn)=65, M(Zn)=65 г/моль. 

m(Zn)=v(Zn)•M(Zn)=0,025 моль•65 г/моль=1,625 г.

Ответ: m(Zn)=1,625 г.

Другие задания смотри здесь...

Загрузка...