- •Химия. Общая и неорганическая химия.
- •Содержание
- •Введение
- •1 Методические указания по использованию учебно-методического пособия
- •2 Список рекомендуемой литературы
- •3 Задания
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •Вопрос 1.
- •Вопрос 2.
- •Вопрос 3.
- •Вопрос 4.
- •Вопрос 5.
- •Вопрос 6.
- •Вопрос 7.
- •Вопрос 8.
- •Вопрос 9.
- •Вопрос 10.
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •Вопрос 1.
- •Вопрос 2.
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •Вопрос 1.
- •Вопрос 2.
- •Вопрос 3.
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •Вопрос 1. Даны металлы (табл. 3.45), погруженные в воду, или в водный раствор электролита, или в растворитель – неэлектролит (спирт, бензин, керосин, бензол, толуол, эфир, хлороформ).
- •Вопрос 2. В каждом варианте даны три металла с разной электрохимической активностью (табл. 3.46), погруженные в растворы собственных солей.
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •Вопрос 1. В таблице 3.48 даны металлы и действующие на них окислители при нормальных условиях.
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •4 Приложение. Ответы на тестовые задания
1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
1.1. Какие реакции называют окислительно-восстановительными (ОВР); какие химические частицы переносятся в ходе ОВР.
1.2. Что представляет собой степень окисленности (степень окисления) и как она определяется для элементов в соединениях.
1.3. Как называется вещество (реагент), в состав которого входит окисляющийся элемент; какой процесс называется окислением. Как называется вещество (реагент), в состав которого входит восстанавливающийся элемент; какой процесс называется восстановлением.
1.4. Как изменяются в ходе ОВР степени окисления окислителя и восстановителя и почему.
1.5. Какие простые вещества могут быть только восстановителями и почему.
1.6. Какие простые вещества могут быть и окислителями, и восстановителями и почему.
1.7. По каким признакам строения и характеристикам атомов, входящих в состав реагентов, определяются окислитель и восстановитель в реакциях между простыми веществами.
1.8. Какой признак (характеристика) и почему определяет способность элемента в молекулах сложных веществ проявлять только восстановительные, только окислительные или двойственные окислительно-восстановительные свойства.
1.9. Какое значение и распространенность в природных и технологических процессах имеют ОВР.
2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
2.1. Для данных в таблице 3.41 по Вашему варианту веществ-реагентов ОВР укажите:
2.1.1. Степени окисления указанных в таблице анализируемых элементов.
2.1.2. Какую роль данные вещества-реагенты могут выполнять в ОВР: только окислитель, только восстановитель или могут проявлять окислительно-восстановительную двойственность, и объясните почему. Дайте определение окислителя и восстановителя, процессов окисления и восстановления.
2.2. В таблице 34.2 приведены схемы ОВР.
Для данной Вам реакции:
2.2.1. Определите степени окисления всех элементов в молекулах всех веществ, участвующих в данной реакции; подпишите реагенты – окислитель и восстановитель, обоснуйте свой ответ.
2.2.2. Составьте электронные уравнения и электронный баланс с указанием реагентов и процессов; укажите, какой фундаментальный закон и какое правило используются при их составлении.
2.2.3. Составьте полное уравнение реакции и проверьте правильность проведенного подбора стехиометрических коэффициентов по сумме атомов кислорода в левой и правой частях составленного уравнения.
2.2.4. Определите, к какому типу ОВР относится данная реакция (межмолекулярная, внутримолекулярная, реакция диспропорционирования) и почему.
2.2.5. Напишите общее математическое уравнение, позволяющее прогнозировать возможность протекания ОВР (с расшифровкой составляющих его величин). Укажите, при каком условии, вытекающем из этого выражения, ОВР возможна.
Таблица 3.41
|
Ва-ри-ант |
Реагенты в ОВР |
Ва-ри-ант |
Реагенты в ОВР | ||
|
Вещества |
Анализируемый элемент во всех реагентах |
Вещества |
Анализируемый элемент во всех реагентах | ||
|
1 |
2 |
1 |
2 | ||
|
1 |
H2S, Na2SO3, H2SO4 |
S |
19 |
AgNO3, Ag, O2 |
Ag, N и O |
|
2 |
HCl, HClO, Cl2O7 |
Cl |
20 |
P2O5, P, Mg3P2 |
P |
|
3 |
K2CrO4, Cr, Cr2O3 |
Cr |
21 |
Ca3N2, NaNO3, NO |
N |
|
4 |
H2O, NaH, H2 |
H |
22 |
ZnS, S, Zn |
Zn и S |
|
5 |
Sn, SnO2, SnO |
Sn |
23 |
KMnO4, K2MnO4 |
Mn и O |
|
6 |
CH4, CO, CO2 |
C |
24 |
S, MgS, Mg |
S и Mg |
|
7 |
HNO2, NH3, HNO3 |
N |
25 |
NaNH2, NH4NO2 |
N |
|
8 |
KI, I2, KIO4 |
J |
26 |
Fe, S, FeS |
Fe и S |
|
9 |
KMnO4, MnO2, Mn |
Mn |
27 |
H2Se, H2SeO4, SeO2 |
Se |
|
10 |
H2O2, H2O, OF2 |
O |
28 |
V, V2O3, NaVO3 |
V |
|
11 |
HBr, HBrO3, HBrO4 |
Br |
29 |
Ag2O, Ag, Na2O2 |
Ag и O |
|
12 |
Na2S, K2CrO4, HCrO2 |
S и Cr |
30 |
C, CO, Fe3C |
C и Fe |
|
13 |
F2, Cl2, HF |
F и Cl |
31 |
I2, HI, I2O7 |
J и H |
|
14 |
Mo, MoO2, Na2MoO4 |
Mo |
32 |
PbO2, Pb, PbO |
Pb и O |
|
15 |
H3PO4, PH3, P2O3 |
P |
33 |
Si, SiO2, Mg2Si |
Si |
|
16 |
HClO4, Ca3P2, Cl2O3 |
Cl и P |
34 |
O3, NO, NH3 |
N и O |
|
17 |
Mg3N2, N2, NH4Cl |
N |
35 |
SO2, Cu2S, SO3 |
S и Cu |
|
18 |
NH4NO3, HNO2 |
N |
36 |
СaH2, H2SO4, NH3 |
H |
Таблица 3.42
|
Ва-ри-ант |
Окислительно-восстановительная реакция |
Ва-ри-ант |
Окислительно-восстановительная реакция |
|
1 |
K2Cr2O7 + NaNO2 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + NaNO3 + K2SO4 + H2O |
19 |
KI + KClO3 + H2SO4 → I2 + KCl + K2SO4 + H2O |
|
2 |
H2S + KMnO4 + H2SO4 → S + MnSO4 + K2SO4 + H2O |
20 |
NH4NO2 → N2 + H2O |
|
3 |
HCl + KClO3 → Cl2 + KCl + H2O |
21 |
C + H2SO4 → SO2 + CO2 + H2O |
|
4 |
KOH + S → K2S + K2SO3 + H2O |
22 |
P + HNO3 + H2O → H3PO4 + NO |
|
5 |
KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 |
23 |
H2C2O4 + KMnO4 + H2SO4 → CO2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O |
|
6 |
HCl + MnO2 → Cl2 + MnCl2 + H2O |
24 |
Cl2 + KOH → KCl + KClO3 + H2O |
|
7 |
P + H2SO4 → H3PO4 + SO2 + H2O |
25 |
Pb(NO3)2 → PbO + NO2 + O2 |
|
8 |
PbO2 + KI + H2SO4 → I2 + PbSO4 + K2SO4 + H2O |
26 |
C2H4 + KMnO4 + H2O → HOH2C-CH2OH + MnO2 + KOH |
Продолжение таблицы 3.42
|
Ва-ри-ант |
Окислительно-восстановительная реакция |
Ва-ри-ант |
Окислительно-восстановительная реакция |
|
9 |
Cr(OH)3 + Br2 + NaOH → Na2CrO4 + NaBr + H2O |
27 |
KBr + KBrO3 + H2SO4 → Br2 + K2SO4 + H2O |
|
10 |
K2Cr2O7 + KI + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + I2 + K2SO4 + H2O |
28 |
H2O2 + KMnO4 + H2SO4 → O2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O |
|
11 |
C + HNO3 → CO2 + NO + H2O |
29 |
(NH4)2Cr2O7 → N2 + Cr2O3 + H2O |
|
12 |
KClO3 → KCl + O2 |
30 |
FeCl2 + KMnO4 + HCl → FeCl3 + MnCl2 + KCl + H2O |
|
13 |
K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 → S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O |
31 |
CuS + HNO3 → Cu(NO3)2 + H2SO4 + NO2 + H2O |
|
14 |
S + HNO3 → H2SO4 + NO2 + H2O |
32 |
KBrO + MnCl2 + KOH → KBr + MnO2 + KCl + H2O |
|
15 |
C2H2 + KMnO4 + H2SO4 → CO2 + H2O + MnSO4 + K2SO4 |
33 |
NaCrO2 + PbO2 + NaOH → Na2CrO4 + Na2PbO2 + H2O |
|
16 |
HCl + KMnO4 → Cl2 + MnCl2 + KCl + H2O |
34 |
KOH + Cl2 → KCl + KClO3 + H2O |
|
17 |
N2H4 + Zn + KOH + H2O → NH3 + K2[Zn(OH)4] |
35 |
HNO2 → HNO3 + NO + H2O |
|
18 |
Si + HF + HNO3 → SiF4 + NO + H2O |
36 |
N2H4 + AgNO3 + NaOH → N2 + Ag + NaNO3 + H2O |
Комплексное тестовое задание 9 по теме "Окислительно-восстановительные реакции и свойства веществ"
Правильные ответы по п. А приведены в конце пособия в таблице 4.2.
Даны ряды веществ-реагентов в ОВР (табл. 3.43). Для веществ по Вашему варианту выполните задания:
А. Определите, в какой последовательности изменяются указанные свойства частиц этих веществ в ОВР.
Б. 1. Определите степени окисления всех элементов в данных молекулах и возможные роли содержащихся в них химических частиц (атомы, анионы, катионы) в окислительно-восстановительных реакциях. Ответ обоснуйте.
2. Укажите классы веществ, их химические названия и характер (кислотные, основные или амфотерные оксиды или гидроксиды; соединения элементов с водородом). Ответ обоснуйте.
3. Свой ответ по заданию А обоснуйте с объяснением, что такое окислитель и восстановитель, окислительная и восстановительная способность.
4. Напишите общее математическое уравнение, позволяющее прогнозировать возможность протекания ОВР (с расшифровкой составляющих их величин). Укажите, при каком условии, вытекающем из этого выражения, ОВР возможна.
Для правильного ответа необходимо принять во внимание последовательность изменения атомных радиусов, значений электроотрицательностей и степеней окисления элементов в молекулах веществ-реагентов.
Таблица 3.43 – Тестовое задание 21 (Т-21)
|
Ва-ри- ант |
Вещества – реагенты в ОВР |
Анализируемые в данных веществах: |
Последовательность изменения анализируемых свойств | |||
|
химические частицы |
свойства химических частиц |
1 |
2 |
3 | ||
|
1 |
HJ, J2, J2O5 |
J |
восстановительные |
увеличиваются |
уменьшаются |
не изменяются |
|
2 |
MoO3, CrO3 |
катионы металлов |
окислительные |
уменьшаются |
увеличиваются |
не изменяются |
|
3 |
NiBr2, FeBr2 |
катионы металлов |
восстановительные |
не изменяются |
уменьшаются |
увеличиваются |
|
4 |
HJ, HBr, HCl |
H |
окислительные |
увеличиваются |
не изменяются |
уменьшаются |
|
5 |
CoO, FeO |
катионы металлов |
восстановительные |
уменьшаются |
не изменяются |
увеличиваются |
|
6 |
H2TeO4, H2SO4 |
элементы VI гр. |
окислительные |
уменьшаются |
увеличиваются |
не изменяются |
|
7 |
S, SO2, SO3 |
S |
окислительные |
увеличиваются |
уменьшаются |
не изменяются |
|
8 |
H2S, H2Se, H2Te |
элементы VI гр. |
восстановительные |
уменьшаются |
не изменяются |
увеличиваются |
|
9 |
HCl, HBr, HJ |
галогены |
восстановительные |
не изменяются |
увеличиваются |
уменьшаются |
|
10 |
CH4, NH3, H2O |
элементы 2-го периода |
восстановительные |
не изменяются |
увеличиваются |
уменьшаются |
|
11 |
Fe, FeCl2, FeCl3 |
Fe и его катионы |
восстановительные |
не изменяются |
уменьшаются |
увеличиваются |
|
12 |
VO, VO2, V2O5 |
катионы V |
окислительные |
увеличиваются |
уменьшаются |
не изменяются |
|
13 |
As, As2O3, As2O5 |
As |
окислительные |
уменьшаются |
увеличиваются |
не изменяются |
|
14 |
NO, N, NH3 |
N |
восстановительные |
уменьшаются |
не изменяются |
увеличиваются |
|
15 |
CrO, Cr2O3, CrO3 |
катионы Cr |
окислительные |
не изменяются |
уменьшаются |
увеличиваются |
|
16 |
CuO, CaO |
катионы металлов |
окислительные |
не изменяются |
увеличиваются |
уменьшаются |
|
17 |
Na2O, H2O |
катионы |
окислительные |
уменьшаются |
не изменяются |
увеличиваются |
Продолжение таблицы 3.43 – Тестовое задание 21 (Т-21)
|
Ва-ри- ант |
Вещества – реагенты в ОВР |
Анализируемые в данных веществах: |
Последовательность изменения анализируемых свойств | |||
|
химические частицы |
свойства химических частиц |
1 |
2 |
3 | ||
|
18 |
GeO2, PbO2 |
катионы металлов |
окислительные |
увеличиваются |
уменьшаются |
не изменяются |
|
19 |
C, CO, CO2 |
C |
окислительные |
увеличиваются |
не изменяются |
уменьшаются |
|
20 |
TeO3, SeO3, SO3 |
элементы VI гр. |
окислительные |
уменьшаются |
увеличиваются |
не изменяются |
|
21 |
V2O3, Fe2O3 |
катионы металлов |
окислительные |
увеличиваются |
не изменяются |
уменьшаются |
|
22 |
Mn, MnO, Mn2O5 |
Mn и его катионы |
восстановительные |
уменьшаются |
не изменяются |
увеличиваются |
|
23 |
HNO3, H3PO4, |
элементы V гр. |
окислительные |
увеличиваются |
уменьшаются |
не изменяются |
|
24 |
BeH2, MgH2, CaH2 |
Н |
восстановительные |
уменьшаются |
не изменяются |
увеличиваются |
|
25 |
GeCl2, SnCl2 |
катионы металлов |
восстановительные |
не изменяются |
увеличиваются |
уменьшаются |
|
26 |
H2SiO3, H3PO4, H2SO4(разб) |
Н |
окислительные |
уменьшаются |
увеличиваются |
не изменяются |
|
27 |
SiH4, AlH3, NaH |
Н |
восстановительные |
увеличиваются |
уменьшаются |
не изменяются |
|
28 |
V2O5, CrO3, Mn2O7 |
катионы металлов |
окислительные |
не изменяются |
увеличиваются |
уменьшаются |
|
29 |
KH, NaH, LiH |
Н |
восстановительные |
не изменяются |
уменьшаются |
увеличиваются |
|
30 |
Br2, HBr, HJ |
галогены |
восстановительные |
увеличиваются |
уменьшаются |
не изменяются |
|
31 |
HBrO3, HClO3 |
галогены |
окислительные |
уменьшаются |
увеличиваются |
не изменяются |
|
32 |
HF, H2O, NH3 |
Н |
окислительные |
увеличиваются |
не изменяются |
уменьшаются |
|
33 |
BH3, AlH3, GaH3 |
Н |
восстановительные |
уменьшаются |
не изменяются |
увеличиваются |
|
34 |
P, P2O3, P2O5 |
Р |
окислительные |
не изменяются |
уменьшаются |
увеличиваются |
|
35 |
As2O3, P2O3, N2O3 |
элементы V гр. |
восстановительные |
не изменяются |
увеличиваются |
уменьшаются |
Задание 14. Электродные потенциалы и гальванические элементы (по разделам стандартов: окислительно-восстановительные свойства веществ, химия элементов (металлов), электрохимические системы).
Рекомендуемая литература: [1], гл. 9, § 9.3, 9.4; [2], гл. 9, § 9.2, 9.3; [3], гл. 8, § 5, 6; [4], гл. 10, § 4-6; лекции.