Задачи и упражнения

1. Определить степень окисления серы в соединениях: H₂S, SO₂, H₂SO₄.

Решение: Зная степень окисления кислорода, равную -2, и водорода +1 и учитывая, что сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю, подсчитываем, сто степени окисления соответственно равны -2,+4, +6. Формулы этих соединений с указанием окислительного числа из входящих в это соединение атомов записывается так:

+1 -2 +4 -2 +1+6 -2

H₂S, SO₂, H₂SO₄

2. Уравнять реакцию методом электронного баланса:

Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O.

Решение: определяем степень окисления элементов до и после реакции.

0 +1+5-2 +2 +5 -2 +2 -2 +1 -2

Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O.

Находим элементы, которые изменили степень окисления:

0 +5 +2 +2

Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O.

Составляем электронные уравнения процесса отдачи и присоединения электронов:

восстановитель - Cu⁰ – 2e = Cu²⁺ процесс окисления;

окислитель - N⁺⁵ + 3e = N⁺² процесс восстановления.

Находим коэффициенты при окислителе и восстановителе, уравнивая число отданных и принятых электронов в данной реакции (по правилу нахождения наименьшего кратного):

восстановитель - Cu⁰ – 2e = Cu²⁺ │ 3 процесс окисления;

окислитель - N⁺⁵ + 3e = N⁺² │ 2 процесс восстановления.

Расставляем коэффициенты при окислителе и восстановителе, т.е. у молекул, в которых элементы меняют степень окисления до и после реакции. Затем уравнивают атомы неметалла (азота). Далее уравнивают атомы водорода и подсчитывают атомы кислорода.

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO +4H₂O.

3. Уравнять реакцию ионно-электронным методом:

KMnO₄ + H₂S + H₂SO₄ (cреда) = ……….

Решение: Определяем степень окисления элементов в соединениях. Степень окисления марганца +7 (наивысшая, т.к. соответствует номеру группы в ПСЭ), следовательно Mn⁺⁷ может проявлять только окислительные свойства. Сера в сероводороде имеет степень окисления -2, т.е. имеет два лишних, по сравнению с электронейтральным атомом, электрона (восьмиэлектронная структура). Следовательно, S^-2 может проявлять только восстановительные свойства, легче всего отдавая 2 лишних электрона.

+7 -2

KMnO₄ + H₂S + H₂SO₄ (cреда) = ……….

Составляем полуреакции для окислителя и восстановителя:

окислитель MnO₄^- + 8H⁺ +5e = Mn⁺² + 4H₂O │2 восстановление

-1 +8 +2 0

+7 -5 = +2

восстановитель H₂S - 2e = S⁰ + 2H⁺ │5 окисление

0 0 +2 ___________________________________________________________________________

2MnO₄^- + 16H⁺ + 10e + 5H₂S = 2Mn⁺² + 8H₂O + 5S⁰ + 10H⁺ + 10e;

Сокращаем одинаковые ионы и молекулы, находящиеся в левой и правой частях уравнения (они подчеркнуты):

2MnO₄^- + 6H⁺ + 5H₂S = 2Mn⁺² + 8H₂O + 5S⁰

Записываем уравнение и ставим коэффициенты согласно балансу:

2KMnO₄ + 5H₂S + 3H₂SO₄ (cреда) = 2MnSO₄ + 5S + K₂SO₄ + 8H₂O.