1.3. Общие закономерности окислительно-восстановительных реакций

41. Как изменяются окислительно-восстановительные свойства простых веществ в периодах и группах Периодической системы? Приведите примеры простых веществ – восстановителей, окислителей и обладающих окислительно-восстановительной двойственностью. Напишите уравнения реакций, иллюстрирующих окислительно-восстановительную двойственность серы, йода и фосфора.

42. Что отличает металлы от неметаллов с точки зрения их окислительно-восстановительных свойств? Напишите уравнения реакций магния с кислородом и серой и серы – с кислородом. Вычислите расход серы в реакции с кослородом, если израсходованный объем кислорода при 600 ºC и 98 кПа составил в этой реакции 50 л.

43. Исходя из положения элементов в Периодической системе, напишите уравнения реакций йода с алюминием и фтором. Какова роль йода в этих реакциях? Чему равны масса алюминия и объем фтора (при н.у.), взаимодействующих с одним молем йода?

44. Составьте краткий обзор окислительно-восстановительных свойств неорганических соединений – оксидов, гидроксидов, солей. Какие общие закономерности можно выделить в этом обзоре? Приведите примеры соединений – восстановителей и соединений – окислителей. Напишите уравнения реакций, иллюстрирующих окислительно-восстановительную двойственность Fe₂O₃, HNO₂ и K₂MnO₄.

45. Какое название имеет показатель, количественно характеризующий окислительно-восстановительные свойства веществ? От каких условий зависит значение этого показателя? Ответ иллюстрируйте примерами.

46. Укажите значения окислительно-восстановительных потенциалов (найдите в справочной литературе) для полуреакций:

MnO₄^– + 8H⁺ + 5e = Mn²⁺ + 4H₂O (кислая среда)

MnO₄^– + 2H₂O + 3e = MnO₂ + 4OH^- (нейтральная среда)

MnO₄^– +e = MnO₄^2– (сильнощелочная среда)

Сделайте вывод о влиянии среды на окислительные свойства веществ, содержащих MnO₄^--ионы. Напишите уравнения реакций KMnO₄ с KI в кислой, нейтральной и щелочной средах. Вычислите массу перманганата калия, взаимодействующую в кислой среде с 500 мл раствора KI, молярная концентрация которого равна 0,2 М.

47. Найдите справочное значение окислительно-восстановительного потенциала полуреакции:

MnO₄^– + 8H⁺ + 5e = Mn²⁺ + 4H₂O

при 25 ºC в одномолярном растворе. Какие ионы из числа F^-, Cl^-, Br^-, I^- окисляются MnO₄^--ионами в таком растворе? Напишите уравнения реакций.

48. Сравните стандартные значения окислительно-восстановительного потенциала (найдите их в справочной литературе) полуреакций:

ClO₃^– + 6H⁺ + 6e = Cl^- = 3H₂O

ClO₃^– + 3H₂O + 6e = Cl^- + 6OH^-

В какой среде хлораты являются более сильными окислителями? Определите методом полуреакций стехиометрические коэффициенты в уравнениях:

KClO₃ + FeSO₄ + H₂SO₄ = KCl + Fe₂(SO₄)₃ + H₂O

KClO₃ + FeSO₄ + H₂O = KCl + Fe₂(SO₄)₃ + Fe(OH)₃

Вычислите объем 0,1 М раствора KClO₃, необходимый для окисления в кислой среде сульфата железа (II), содержащегося в 200 мл 10%-го раствора (r = 1,10) этого вещества.

49. Сравните стандартные значения окислительно-восстановительного потенциала полуреакций:

Zn + 4H₂O - 2e = [Zn(H₂O)₄]²⁺ (кислая среда); jº = -0,76 В

Zn + 4OH^- - 2e = [Zn(OH)₄]^2- (щелочная среда); jº = -1,22 В

В какой среде цинк окисляется легче? Напишите уравнения реакций окисления цинка нитратом калия в кислой и щелочной средах, в которых KNO₃ восстанавливается максимально.

50. Сравните стандартные значения окислительно–восстановительного потенциала полуреакций:

Ag + 2H₂O - e = [Ag(H₂O)₂]⁺; jº = 0,80 В

Ag + 2CN^- - e = [Ag(CN)₂]^-; jº = 0,31 В

В какой среде серебро окисляется легче – при отсутствии в растворе CN^--ионов или в присутствии этих ионов? Напишите уравнение взаимодействия серебра с соляной кислотой, содержащей цианид калия.

51. С помощью метода полуреакций и стандартных значений окислительно–восстановительных потенциалов выполните для данных реакций следующие задания: а) найдите стехиометрические коэффициенты; б) определите направление протекания; в) вычислите энергию Гиббса при стандартных условиях; г) вычислите константу равновесия:

1) FeSO₄ + HNO₃ + H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + NO + H₂O

2) Na₂PbO₃ + KBr = Na₂PbO₂ + KBrO₃ (щелочная среда)

52. Задание в № 51 для реакций:

1) Na₂SO₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

2) I₂ + HNO₂ + H₂O = HI + HNO₃

53. Задание в № 51 для реакций:

1) H₂S + KMnO₄ + H₂SO₄ = S + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

2) FeCl₂ + SnCl₄ = FeCl₃ + SnCl₂

54. Задание в № 51 для реакций:

1) FeCl₂ + KClO₃ +HCl = FeCl₃ + KCl + H₂O

2) MnCl₂ + SnCl₄ = MnCl₃ + SnCl₂

55. Задание в № 51 для реакций:

1) NaI + MnO₂ + H₂SO₄ = I₂ + MnSO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

2) K₂FeO₄ + KCl + H₂O = Fe(OH)₃ + Cl₂ + KOH

56. Задание в № 51 для реакций:

1) Mg + HNO₃ = Mg(NO₃)₂ + N₂O + H₂O

2) CoSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ = Co₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

57. Задание в № 51 для реакций:

1) FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O

2) HCl + H₂SO₄ = Cl₂ + SO₂ + H₂O

58. Задание в № 51 для реакций:

1) MnO₂ + KBr + H₂O = Mn(OH)₂ + Br₂ + KOH

2) H₃SbO₄ + HBr = H₃SbO₃ + Br₂ + H₂O

59. Задание в № 51 для реакций:

1) NaI + MnO₂ + H₂SO₄ = I₂ +MnSO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

2) H₃PO₄ + HI = H₃PO₃ + I₂ + H₂O

60. Задание в № 51 для реакций:

1) KMnO₄ + HCl = MnCl₂ + Cl₂ + KCl + H₂O

2) MnO₂ + Co(OH)₃ + KOH = K₂MnO₄ + Co(OH)₂ + H₂O