26.01.17. Задания по химии для 11 класса
Подберите
коэффициенты методом электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель
для 6 реакций, приведённых в тексте.
Самостоятельная работа № 1 по инструктивной карте:
методом электронного баланса найдите
и поставьте коэффициенты в следующей схеме окислительно –восстановительной
реакции:
MnO2 + H2SO4 → MnSO4 + O2 + H2O
Однако научиться находить
коэффициенты в ОВР еще не значит уметь их составлять. Нужно знать поведение
веществ в ОВР, предусматривать ход реакций, определять состав образующихся
продуктов в зависимости от условий реакции.
Для того чтобы разобраться, в каких
случаях элементы ведут себя как окислители, а в каких – как восстановители,
нужно обратиться к периодической системе Д.И.Менделеева. Если речь идет о
простых веществах, то восстановительные свойства должны быть присущи тем
элементам, которые имеют больший по сравнению с остальными атомный радиус и небольшое
(1 - 3) число электронов на внешнем энергетическом уровне. Поэтому они могут
сравнительно легко их отдавать. Это в основном
металлы. Наиболее сильными восстановительными свойствами из них
обладают щелочные и щелочноземельные
металлы, расположенные в главных подгруппах I и II групп (например,
натрий, калий, кальций и др.).
Наиболее типичные неметаллы, имеющие
близкую к завершению структуру внешнего электронного слоя и значительно меньший
по сравнению с металлами того же периода атомный радиус, довольно легко
принимают электроны и ведут себя в окислительно-восстановительных реакциях как
окислители. Наиболее сильными
окислителями являются легкие элементы главных подгрупп VI – VII групп, например
фтор, хлор, бром, кислород, сера и др.
Вместе с тем надо помнить, что
деление простых веществ на окислители и восстановители так же относительно, как
и деление на металлы и неметаллы. Если неметаллы попадают в среду, где
присутствует более сильный окислитель, то они могут проявлять восстановительные
свойства. Элементы в разных степенях окисления могут вести себя по-разному.
Если элемент имеет свою высшую
степень окисления, то он может быть только окислителем. Например, в HN+5O3 азот
в состоянии + 5 может быть только окислителем и принимать электроны.
Только восстановителем может быть
элемент, находящийся в низшей степени окисления. Например, в N-3Н3
азот в состоянии -3 может отдавать электроны, т.е. является
восстановителем.
Элементы в промежуточных
положительных степенях окисления могут, как отдавать, так и принимать электроны
и, следовательно, способны вести себя как окислители или восстановители в
зависимости от условий. Например, N+3, S+4 . Попадая
в среду с сильным окислителем, ведут себя как восстановители. И, наоборот, в
восстановительной среде они ведут себя как окислители.
По окислительно – восстановительным
свойствам вещества можно разделить на три группы:
- окислители
- восстановители
- окислители – восстановители
Самостоятельная работа № 2 по инструктивной карте:
в какой из
приведенных схем уравнений реакций MnO2 проявляет свойства
окислителя, а в какой – свойства восстановителя:
- 2MnO2 + O2 + 4KOH = 2K2MnO4 + 2H2O
- MnO2 + 4HCI = MnCI2 + CI2 + 2H2O
Реакции окисления – восстановления
могут протекать в различных средах. В зависимости от среды может изменяться
характер протекания реакции между одними и теми же веществами: среда влияет на
изменение степеней окисления атомов.
Обычно для создания кислотной среды
добавляют серную кислоту. Соляную и азотную применяют реже, т.к. первая
способна окисляться, а вторая сама является сильным окислителем и может
вызвать побочные процессы. Для создания щелочной среды применяют гидроксид
калия или натрия, нейтральной – воду.
Продукты восстановления KMnO4 (MnO4-):
- в кислой среде – Mn+2 (соль), бесцветный раствор;
- в нейтральной среде – MnO2, бурый осадок;
- в щелочной среде - MnO42- , раствор зеленого цвета
- К схемам реакций:
KMnO4 +
Na2SO3 + H2SO4 → MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O
KMnO4 + Na 2SO
3 + H2O → MnO2↓ + Na2SO4 + KOH
KMnO4 +
Na 2SO3 + КOH → Na2SO4 + K2MnO4 + H2O
