- •I. Основные понятия и законы химии. Атомные и молекулярные массы. Моль.
- •II. Эквивалент. Эквивалент простого и сложного вещества. Закон эквивалентов.
- •III. Строение атома. Развитие периодического закона.
- •Ядро атома. Ядерные реакции. Радиоактивность.
- •IV. Классы неорганических соединений степени окисления
- •Свойства оксидов, гидроксидов и солей. Оксиды
- •Гидроксиды
- •Основания
- •Основания делятся на растворимые и нерастворимые в воде.
- •Кислоты
- •Амфотерные гидроксиды
- •V. Ионные реакции
- •Реакции с образованием газов
- •VI. Окислительно-восстановительные реакции
- •5 Группа (на примере азота)
- •6 Группа ( на примере s)
- •7 Группа ( на примере хлора)
- •Окислительно-восстановительные свойства соединений марганца (d-семейство)
- •Окислительно - восстановительные свойства соединений хрома (d-семейство).
- •VII. Химическая кинетика и равновесие
- •VIII. Энергетика химических процессов. Элементы химической термодинамики.
6 Группа ( на примере s)
|
Степень окисления серы |
|||
-2 |
0 |
+4 |
+6 |
|
Формы некоторых устойчивых химических соединений |
Соли сероводородной кислоты H2S -сульфиды K2S |
S |
SO2, Соли сернистой кислоты H2SO3 -сульфиты Na2SO3 |
SO3, Соли серной кислоты H2SO4- сульфаты Na2SO4 |
Свойства |
Восстановительные ослабевают |
7 Группа ( на примере хлора)
|
Степень окисления хлора |
|||||
-1 |
0 |
+1 |
+3 |
+5 |
+7 |
|
Формы некоторых устойчивых химических соединений |
HCl NaCl Соли Хлориды |
Cl2 |
Cl2O HClO Хлорноватистая кислота KСlO Соли гипохлориты |
Cl2O3 HClO2 Хлористая кислота KClO2 Соли хлориты |
Cl2O5 HClO3 Хлорноватая кислота KClO3 Соли хлораты |
Cl2O7 HClO4 Хлорная кислота KClO4 Соли Перхлораты |
Свойства |
Восстановительные ослабевают |
Исключение в 7 группе составляет атом фтора, который является сильнейшим окислителем и для него возможен только один переход F20 + 2е = 2F-.
Атомы металлов, обладающие переменной положительной степенью окисления, проявляют окислительные и восстановительные свойства в зависимости от степени окисления в данном соединении. Например, Fe2+, Ni2+, Sn2+, Pb2+ - восстановители, a Fe3+, Ni3+, Sn4+, Pb4+- окислители. Все металлы в свободном состоянии (Mg0, Zn°, Fe°) - восстановители.
Окислительно-восстановительные свойства соединений марганца (d-семейство)
Перманганат калия КМnO4 является важным неорганическим окислителем. Степень его восстановления в окислительно-восстановительных реакциях зависит от кислотности среды, в которой протекает реакция.
|
Степень окисления марганца |
||||
+2 |
+3 |
+4 |
+6 |
+7 |
|
Формы некоторых устойчивых химических соединений |
MnO Mn(OH)2 MnCl2 |
Mn2O3 |
MnO2 Mn(OH)4 H2MnO3 K2MnO3 |
- K2MnO4 Na2MnO4 |
Mn2O7 HMnO4 KMnO4 |
Свойства |
Восстановительные ослабевают |
Схематически поведение KMnO4 в качестве окислителя в зависимости от рН раствора можно представить в виде:
7+ H2SO4 KMnO4 → MnSO4, K2SO4, Н2О; Mn+7 + 5e = Мn+2 электронное уравнение;
7+ НОН KMnO4 → MnO2, КОН; Mn+7 + 3е = Мn+4 электронное уравнение;
7+ КОН KMnO4 → K2MnO4, H2O; Mn+7 + е = Мn+6 электронное уравнение .
Окислительно - восстановительные свойства соединений хрома (d-семейство).
|
Степень окисления хрома |
||
|
+2 |
+3 |
+6 |
Формы некоторых устойчивых химических соединений |
Соединения неустойчивы |
Cr2O3, Cr(OH)3 - гидроксид хрома, CrCl3, Cr2(SO4)3, HCrO2, H3СrO3, хромистая к-та, KСrO2, K3СrO3 - хромиты |
H2CrO4 хромовая к-та, K2CrO4 хромат, K2Cr2O7 - бихромат |
Свойства |
|
восстановитель |
окислитель |
Пример . Составьте молекулярное уравнение и уравнения электронного баланса для реакции окисления нитрита натрия перманганатом калия в кислой среде (рН < 7):
NaNO2 + KMnО4 + Н2SO4 =
Решение. а) Составим уравнения электронного баланса:
5 · │ N+3 – 2e = N5+ окисление, 2 · │ Mn+7 + 5e = Mn2+ восстановление.
Коэффициенты 5 и 2 в уравнении электронного баланса уравнивают число отданных восстановителем и принятых окислителем электронов. Эти же коэффициенты являются основными в молекулярном уравнении окислительно-восстановительной реакции и показывают, что 5 молей NaNO2 окисляются 2-мя молями КМnО4. Продукты реакции в молекулярной форме определяются степенью окисления атомов элементов, их образующих. Так, ион Mn2+, находясь в растворе серной кислоты и обладая основными свойствами, будет образовывать соль МnSO4. Атом азота со степенью окисления +5 будет входить в соль азотной кислоты. Запишем продукты реакций в молекулярной форме и расставим коэффициенты в соответствии с уравнениями электронного баланса:
5NaNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5NаNО3 + K2SO4 + 3Н2О
Правильность подбора коэффициентов уравнения контролируется одинаковым числом атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения.
ЗАДАЧИ
1. Составьте молекулярные уравнения и уравнения электронного баланса для реакций окисления-
восстановления. Расставьте коэффициенты в молекулярном уравнении и укажите, какое вещество является окислителем, какое – восстановителем, какое вещество окисляется, какое - восстанавливается.
1). a) K2MnО4 + Cl2 = 6). а) МН3 + О2 =
б) NaBr + MnO2 + Н2SO4 = б) КМnО4 + Н2О2 + H2SO4 =
2). a) H2SO3 + Cl2 + Н2О = 7). a) H2S + О2 =
б) К2Сr2О7 + Na2SO3 + Н2SO4 = б) Н3РО3 + KMnO4 + H2SO4 =
3). a) Na2AsO3 + KMnO4 + КОН = 8). а) Н2SО3 + KMnO4 + H2O =
б) FeSO4 + HNO3 + Н2SO4 = б) Zn + H2SO4 (разр) =
4). а) KMnO4 + Na2S + H2SO4 = 9). a) KNО2 + O2 =
6) KBr + H2SO4 (конц) = б) H2S + HNO2 =
5). a) KJ + Н2О2 + H2SO4 = 10).а) KNO2 + KJ + H2SO4 =
б) K2Cr2O7 + KNО2 + H2SO4 = б) KMnO4 + H2SO4 + H2S =
2. Составьте уравнения реакций с помощью ионно-электронных схем или схем электронного баланса:
а) Cl2 + SO2 + Н2О → в) Вr2 + Na2SO3 + Н2О →
б) I2 + K2SnO2 + КОН → г) Вr2 + Fe(OH) 2 + NaOH →
Закончите составление следующих уравнений и найдите коэффициенты с помощью электронных схем:
а) Na2SO3 + KMnO4 + H2SO4 → и) SO2 + KMnO4 + Н2O →
б)FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → к) KBr + KMnO4 + H2SO4 →
в) KI + KMnO4 + H2SO4 → л) Na2SO3 + KMnO4 + Н2O →
г) FeSO4 + KMnO4 + КОН → м) FeSO4 + K2MnO4 + H2SO4 →
д) Na2SO3 + К2Сr2О7 + H2SO4 → н) SO2 + К2Сr2О7 + H2SO4 →
е) K2MnO4 + K2SO3 + Н2О → о) FeSO4 + KMnO4 + HCl →
ж) FeCl2 + MnO2 + HCl → п) KI + Br2 →
з) К2СrO4 + H2S + H2SO4 →
4. Закончите составление приведенных ниже уравнений и укажите роль иона NO2- и Н2О2:
a) К2MnO4 + KNO2 + H2SO4 → г) NaNO2 + Cl2 + NaOH →
б) HNO2 + H2S → д) NaNO2 + Br2 →
в) K2Cr2O7 + H2O2 + H2SO4 →
Закончить уравнения реакции:
а) NaAsO2 + I2 + NaOH → в) H2SO3 + Cl2 + Н2О →
б) KMnO4 + KNO2 + H2SO4 →
Закончить уравнения реакций, написать уравнения в ионно-молекулярной форме:
а) К2S + К2МnO4 + Н2О → в) NO2 + KMnO4 + Н2О →
б) КI + K2Cr2O7 + H2SO4 →
Закончить уравнения реакций, указать, какую роль играет в каждом случае пероксид водорода:
а) PbS + Н2О2 → б) KI + Н2О2 →