Методические рекомендации
Решаем С1 и С2
Задания и алгоритм решения
Учитель химии
Задания части С
Задания части С1 проверяют умение составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций. Сложность состоит в том, что некоторые реагенты или продукты реакции пропущены.
Задание. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакцииP+HNO3 →NO2 + …Определите окислитель и восстановитель.
Азотная кислота – сильный окислитель, следовательно, простое вещество фосфор – восстановитель. Запишем электронный баланс:
N+5 + 1 e - → N+4 P0 – 5e - → P+5 | 5 1 |
Логично предположить, что образуется H3PO4, записываем уравнение с коэффициентами:
P + 5 HNO3 → 5NO2 + H3PO4
В левой части избыток 2Н и О, запишем в правую часть Н2О.
Окончательная запись уравнения:
P + 5 HNO3 = 5NO2 + H3PO4 + Н2О
N+5 + 1 e - → N+4 P0 – 5e- → P+5 | 5 1 |
HNO3 (N+5) – окислитель, Р0 – восстановитель.
Задание. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакцииK2Cr2O7 + … + H2SO4 → I2 + Cr2(SO4)3 + … + H2O. Определите окислитель и восстановитель.
K2Cr2O7 –окислитель, т. к. хром в высшей степени окисления +6, H2SO4 – среда, следовательно, пропущен восстановитель. Логично предположить, что это ион I<SPAN style='font-size:10.0pt;mso-ascii-"Times New Roman"; mso-hansi-"Times New Roman";"">-. Запишем электронный баланс:
Cr+6 + 3e - → Cr+3 2I-1 – 2e - → I20 | 2 3 |
Ионы К+ свяжем с ионами SO42-, недостающее вещество в правой части – K2SO4. Скорее всего восстановитель тоже содержал ионы К+. Это - KI.
Запишем уравнение с учетом электронного баланса:
K2Cr2O7 + 6KI + H2SO4 → 3I2 + Cr2(SO4)3 +4K2SO4+ H2O
Добавим коэффициенты перед серной кислотой и водой – 7.
Окончательная запись уравнения:
K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 = 3I2 + Cr2(SO4)3 +4K2SO4 + 7H2O
Cr+6 + 3e - → Cr+3 2I-1 – 2e - → I20 | 2 3 |
K2Cr2O7 (Cr+6) – окислитель, KI (I-1) – восстановитель.
Наиболее сложные задания С2. Они ориентированы на проверку усвоения знаний о химических свойствах неорганических веществ, взаимосвязи веществ различных классов, об условиях необратимого протекания обменных и окислительно-восстановительных реакций и наличия навыков составления уравнений реакций. Выполнение этого задания предусматривает анализ свойств неорганических веществ различных классов, установление генетической связи между заданными веществами и применение умений составлять уравнения химических реакций с соблюдением правила Бертолле и окислительно-восстановительных реакций. Учащимся при выполнении таких заданий рекомендуется:
внимательно проанализировать данные в задании вещества; используя схему генетической связи между классами веществ, оценить взаимодействие их друг с другом (найти кислотно-основные взаимодействия, обменные, металл с кислотой (или щелочью), металл с неметаллом и др.); определить степени окисления элементов в веществах, оценить, какое вещество может быть только окислителем, только восстановителем, а какое - и окислителем и восстановителем. Далее составить окислительно-восстановительные реакции.Задание. Даны водные растворы: хлорида железа (III), иодида натрия, бихромата натрия, серной кислоты и гидроксида цезия. Приведите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами.
Среди предложенных веществ есть кислота и щелочь. Записываем первое уравнение реакции: 2CsOH + H2SO4 = Cs2SO4 + 2H2O.
Находим обменный процесс, идущий с выпадением осадка нерастворимого основания. FeCl3 + 3CsOH = Fe(OH)3↓ + 3CsCl.
В теме «Хром» изучаются реакции превращения бихроматов в хроматы в щелочной среде. Na2Cr2O7 + 2CsOH = Na2CrO4 + Cs2CrO4 + H2O.
Проанализируем возможность протекания окислительно-восстановительного процесса. FeCl3 проявляет окислительные свойства, т. к. железо в высшей степени окисления +3, NaI – восстановитель за счет йода в низшей степени окисления -1.
Используя методику написания окислительно-восстановительных реакций, рассмотренную при выполнении заданий части С1, запишем:
2FeCl3 + 2NaI = 2NaCl + 2FeCl2 + I2
Fe+3 + 1e-→Fe+2 2I-1 - 2e - →I20 | 2 1 |
В бланке ответов электронный баланс писать не обязательно. Он необходим для расстановки коэффициентов в уравнении.
Na2Cr2O7 тоже проявляет окислительные свойства, NaI – восстановитель, H2SO4 – может играть роль среды. Na2Cr2O7 +NaI +H2SO4 →
При написании таких уравнений удобно воспользоваться ионно-электронным балансом (метод полуреакций). В бланке ответов его также писать не обязательно. Алгоритм написания уравнений таким методом описан во многих пособиях (см. приложение №3).
Cr2O72- +14H+ + 6e - → 2Cr3+ + 7H2O 2I- - 2e- → I20 | 1 3 |
Cr2O72- +14H+ + 6I- → 2Cr3+ + 7H2O + 3 I20
2Na+ + 7SO42- + 6Na+ → 8Na+ + 7SO42-
Суммируем:Na2Cr2O7 + 6 NaI + 7H2SO4 = Сr2(SO4)3 + 4 Na2SO4 + 3I2
Итак, мы написали пять уравнений реакций, однако задание оценивается лишь четырьмя баллами. Рекомендуем учащимся записать в бланке ответов все найденные ими варианты, так как комиссия может посчитать некоторые уравнения некорректными или учащимися могут быть допущены ошибки.
Если задание выполнено лишь частично, его также необходимо перенести в бланк ответов.
Задание. Даны водные растворы: брома, хлорной кислоты, сероводорода, гидроксида калия. Приведите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами.
Среди приведенных веществ есть две кислоты и основание.
HClO4 + KOH = KClO4+ H2O
2KOH + H2S = K2S + 2H2O
Галогены взаимодействуют с растворами щелочей:
Br2 + 2KOHхол. = KBr + KBrO + H2O
3Br2 + 6KOHгор. = 5KBr + KBrO3 + 3H2O
Br2 – окислитель, H2S – восстановитель.
Br2 +H2S = S + 2HBr
В этом задании мы вновь написали пять уравнений реакций вместо четырех
Задания С1
Используя метод электронного баланса, составьте уравнения реакций, укажите окислитель и восстановитель:
1.Cr2(SO4)3 +… + NaOH → Na2CrO4 + NaBr + … + H2O
2.Si + HNO3 + HF → H2SiF6 + NO + …
3.P + HNO3 + … → NO + …
4.K2Cr2O7 + … + H2SO4 → I2 + Cr2(SO4)3 + … + H2O
5.P + HNO3 + … → NO2 + …
6.K2Cr2O7 + HCl → Cl2 + KCl + … + …
7.B + HNO3 + HF → HBF4 + NO2 + …
8.KMnO4 + H2S + H2SO4 → MnSO4 + S + …+ …
9.KMnO4 + … → Cl2 + MnCl2 + … + …
10. H2S + HMnO4 → S + MnO2 + …
11. KMnO4 + KBr + H2SO4 → MnSO4 + Br2 + … + …
12. KClO + … → I2 + KCl + …
13. KNO2 + … + H2SO4 → NO + I2 + … + …
14. NaNO2 + … + H2SO4 → NO + I2 + … + …
15. HCOH + KMnO4 → CO2 + K2SO4 + … + …
16. PH3 + HMnO4 → MnO2 + … + …
17. P2O3 + HNO3 + … → NO + …
18. PH3 + HClO3 → HCl + …
19. Zn + KMnO4 + … → … + MnSO4 + K2SO4 + …
20.FeCl2 + HNO3 (конц.) → Fe(NO3)3 + HCl + … + …
Задания C1
(решения и ответы)
1.Cr2(SO4)3 + 3Br2 + 16NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 3Na2SO4 + 8H2O
Cr+3 - 3ē → Cr+6 Br20 + 2ē → 2Br-1 | 2 3 |
Cr2(SO4)3 (Cr+3) – восстановитель, Br20 – окислитель
2.3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O
Si0 - 4ē → Si+4 N+5 + 3ē → N+2 | 3 4 |
Si0 – восстановитель, HNO3(N+5) – окислитель
3.3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO
P0 - 5ē → P+5 N+5 + 3ē → N+2 | 3 5 |
P0 – восстановитель, HNO3 (N+5) – окислитель
4.K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 = 3I2 + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 7H20
Cr+6 + 3ē → Cr+3 2I- - 2ē → I20 | 2 3 |
KI (I-) – восстановитель, K2Cr2O7 (Cr+6) – окислитель
5.P + 5HNO3 = H3PO4 + 5NO2 + H2O
P0 - 5ē → P+5 N+5 + 1ē → N+4 | 1 5 |
P0 – восстановитель, HNO3 (N+5) – окислитель
6.K2Cr2O7 + 14HCl = 3Cl2 + 2KCl + 2CrCl3 + 7H20
Cr+6 + 3ē → Cr+3 2Cl- - 2ē → Cl20 | 2 3 |
K2Cr2O7 (Cr+6) – окислитель, HCl (Cl-) – восстановитель
7.B + 3HNO3 + 4HF = HBF4 + 3NO2 + 3H2O
B0 - 3ē → B+3 N+5 + 1ē → N+4 | 1 3 |
B0 – восстановитель, HNO3 (N+5) – окислитель
8.2KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5S + K2SO4 + 8H2O
Mn+7 + 5ē → Mn+2 S-2 - 2ē → S0 | 2 5 |
H2S (S-2) – восстановитель, KMnO4 (Mn+7) – окислитель
9.2KMnO4 + 16HCl = 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O
Mn+7 + 5ē → Mn+2 2Cl- - 2ē → Cl20 | 2 5 |
KMnO4 (Mn+7) – окислитель, HCl (Cl-) – восстановитель
10.3H2S + 2HMnO4 = 3S + 2MnO2 + 4H2O
S-2 - 2ē → S0 Mn+7 + 3ē → Mn+4 | 3 2 |
H2S (S-2) – восстановитель, HMnO4 (Mn+7) – окислитель
11.2KMnO4 + 10KBr + 8H2S04 = 2MnSO4 + 5Br2 + 6K2SO4 + 8H2O
2Br- - 2ē → Br20 Mn+7 + 5ē → Mn+2 | 5 2 |
KMnO4 (Mn+7) – окислитель, KBr (Br-) – восстановитель
12.KClO + 2HI = I2 + KCl + H2O
Cl+1 + 2ē → Cl-1 2I- - 2ē → I20 | 1 1 |
KClO (Cl+1) – окислитель, HI (I-) – восстановитель
13.KNO2 + 2HI + H2SO4 = 2NO + I2 + K2SO4 + 2H2O
N+3+1ē → N+2 2I- - 2ē → I20 | 2 1 |
KNO2 (N+3) – окислитель, HI (I-) – восстановитель
14.2NO + 3KClO + 2KOH = 2KNO3 + 3KCl + H2O
N+2 - 3ē → N+5 Cl+1+2ē → Cl-1 | 2 3 |
NO (N+2) – восстановитель, KClO (Cl+1) – окислитель
15.5HCOH + 4KMnO4 + 6H2SO4 = 5CO2 + 2K2SO4 + 4MnSO4 + 11H2O
Mn+7 + 5ē → Mn+2 C0 - 4ē → C+4 | 4 5 |
HCOH – восстановитель, KMnO4 (Mn+7) – окислитель
16.3PH3 + 8HMnO4 = 3H3PO4 + 8MnO2 + 4H2O
P-3 - 8ē → P+5 Mn+7 + 3ē → Mn+4 | 3 8 |
KMnO4 (Mn+7) – окислитель, PH3 (P-3) – восстановитель
17.3P2O3 + 4HNO3 + 7H2O = 4NO + 6H3PO4
N+5+ 3ē → N+2 2P+3 - 4ē → 2P+5 | 4 3 |
P2O3 (P+3) – восстановитель, HNO3 (N+5) – окислитель
18.3PH3+ 4HClO3 = 4HCl + 3H3PO4
P-3 - 8ē → P+5 Cl+5 + 6ē → Cl-1 | 3 4 |
PH3 (P-3) – восстановитель, HClO3 (Cl+5) – окислитель
19.5Zn + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5ZnSO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
Mn+7 + 5ē → Mn+2 Zn0 - 2ē → Zn+2 | 2 5 |
Zn0 - восстановитель, KMnO4 (Mn+7) - окислитель
20.FeCl2 + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + 2HCl + NO2 + H2O
Fe+2 - 1ē → Fe+3 N+5 + 1ē → N+4 | 1 1 |
FeCl2 (Fe+2) – восстановитель, HNO3(N+5) - окислитель
Задания С2
Даны вещества: магний аммиак, азот, азотная кислота (разб.). Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами. Даны вещества: кальций, фосфор, азотная кислота. Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами. Даны вещества: сульфит натрия, вода, гидроксид калия, перманганат калия, фосфорная кислота. Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами. Даны вещества: медь, азотная кислота, сульфид меди (II), оксид азота (II). Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами. Даны вещества: сера, сероводород, азотная кислота (конц.), серная кислота (конц.). Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами. Даны водные растворы: хлорида железа (III), иодида натрия, бихромата натрия, серной кислоты и гидроксида цезия. Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами. Даны вещества: алюминий, хлор, йодид калия, серная кислота (конц.). Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами. Даны вещества: углерод, водород, серная кислота (конц.), дихромат калия. Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами. Даны вещества: кремний, соляная кислота, едкий натр, гидрокарбонат натрия. Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами. Даны вещества: алюминий, вода, разбавленная азотная кислота, концентрированный раствор гидроксида натрия. Напишите уравнения четырех возможных реакций. Даны водные растворы: сульфида натрия, сероводорода, хлорида алюминия, хлора. Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами. Даны вещества: оксид натрия, оксид железа (III), иодоводород, углекислый газ. Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами. Даны водные растворы: гексагидроксоалюмината калия, хлорида алюминия, сероводорода, гидроксида рубидия. Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами Даны вещества: карбонат калия (раствор), гидрокарбонат калия (раствор), углекислый газ, хлорид магния, магний. Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами. Даны вещества: нитрат натрия, фосфор, бром, гидроксид калия (раствор). Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами.Задания С2
(решения и ответы)
1. | 3Mg + N2 =Mg3N2 3Mg + 2NH3= Mg3N2 + 3H2 4Mg + 10HN03 = 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O NH3 + HNO3= NH4NO3 |
2. | 4Ca + 10HNO3(конц) = 4Сa(NO3)2 + N2O + 5H2O 4Ca + 10HNO3(разб)= 4Сa(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O P + 5HNO3 = H3PO4 + 5NO2 + H2O 3Ca + 2P = Ca3P2 |
3. | Na2SO3 + 2KMnO4 + 2KOH = Na2SO4 + 2K2MnO4 + H2O 3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O = 3Na2SO4 + 2MnO2 + 2KOH Na2SO3 + H3PO4 = NaH2PO4 + NaHSO3 3KOH + H3PO4= K3PO4 + 3H2O |
4. | Cu + 4HNO3(конц) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 3Cu + 8HNO3(разб) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O CuS + 8HNO3(конц) = CuSO4+ 8NO2 + 4H2O 2Cu + 2NO = 2CuO + N2 |
5. | S + 6HNO3(конц) = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O S + 2H2SO4(конц) = 3SO2 + 2H2O H2S + 2HNO3(конц) = S + 2NO2 + 2H2O H2S + 3H2SO4(конц) = 4SO2 + 4H2O |
6. | 2FeCl3 + 2NaI = 2NaCl + 2FeCl2 + I2 FeCl3 + 3CsOH = Fe(OH)3↓ + 3CsCl H2SO4 + 2CsOH = Cs2SO4 + 2H2O Na2Cr2O7 + 2CsOH = Na2CrO4 + Cs2CrO4 + H2O Na2Cr2O7 + 6NaI + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3I2 + 4Na2SO4 + 7H2O |
7. | 2Al + 3Cl2 = 2AlCl3 2KI + Cl2 = I2 + 2KCl 2KI + 2H2SO4(конц) = I2 + K2SO4 + SO2 + 2H2O t 2Al + 6H2SO4(конц) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O |
8. | C + 2H2SO4(конц)= CO2 + 2SO2 + 2H2O 3C + 8H2SO4 + 2K2Cr2O7 = 3CO2 + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 8H2O C + 2H2 = CH4 K2Cr2O7 + 2H2SO4 = 2KHSO4 + 2CrO3 + H2O |
9. | NaOH + HCl = NaCl + H2O NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2 + H2O NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O Si + 4NaOH = Na4SiO4 + 2H2↑ |
10. | 2Al(безокс. пя) + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2↑ NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O 8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ (Допустимо Na3[Al(OH)6]) |
11. | Na2S + H2S = 2NaHS 3Na2S + 2AlCl3 +6H2O = 3H2S + 2Al(OH)3 +6NaCl Na2S + Cl2 = 2NaCl + S H2S + Cl2 = 2HCl + S |
12. | Na2O +Fe2O3 = 2NaFeO2 2HI + Na2O = 2NaI + H2O Na2O + CO2 = Na2CO3 Fe2O3 + 6HI = 2FeI2 + I2 + 3H2O |
13. | K3[Al(OH)6] + AlCl3 = 2Al(OH)3 + 3KCl K3[Al(OH)6] + 3H2S = Al(OH)3 + 3KHS + 3H2O H2S + 2RbOH = Rb2S + 2H2O AlCl3 + 3RbOH = Al(OH)3 + 3RbCl |
14. | K2CO3 + CO2 + H2O = 2KHCO3 2K2CO3 + H2O + MgCl2 = (MgOH)2CO3 + CO2 + 4KCl 2KHCO3 + MgCl2 = MgCO3 + 2KCl + CO2 + H2O CO2 + 2Mg = C + 2MgO |
15. | 5NaNO3 + 2P = 5NaNO2 + P2O5 5Br2 + 2P = 2PBr5 4P + 3KOH + 3H2O = 3KH2PO4 + PH3 Br2 + 2KOH(хол) = KBrO + KBr + H2O 3Br2 + 6KOH(гор) = 5KBr + KBrO3 + 3H2O |
