Занятие 4. Методика решения заданий С1

Занятие 4. Методика решения заданий С1.

Итак, мы подошли к решению заданий С1. Выполнение Вами прошлого задания, показало, что Вы довольно уверенно и, главное, правильно определяете продукты ОВР. Теперь осталось немного приноровиться к определению недостающих звеньев ОВР.

Все задания С1 можно условно разделить на 2 группы:

1) в левой и правой части схемы пропущены вещества, не включающие атомы окислителя и восстановителя. В этих заданиях нужно определить побочные продукты и/или вещества, определяющие среду реакции;

2) в левой или правой части схемы пропущены вещества, содержащие атомы окислителя или восстановителя. Здесь нужно определить формулу окислителя или восстановителя, или формулу основного продукта, содержащего атомы окислителя или восстановителя. В дальнейшем мы будем условно называть эти вещества ключевыми.

Рассмотрим несколько примеров и алгоритм их решения (все примеры взяты из ваших входных заданий).

ПРИМЕР 1. (указаны все ключевые вещества)

K2S + H2O + KBrO4 ®S + KBr + …

1. Определим степени окисления элементов, чтобы понять, все ли ключевые вещества указаны в схеме:

K2S – 2 + H2O + KBr+7O4 ®S0 + KBr – 1 + …

Степень окисления поменяли сера и бром. Значит, указаны все ключевые вещества.

2. Составим электронный баланс и начнем уравнивать схему:

S – 2 – 2 е ®S0 4

Br+7 +8е ® Br – 1 1

4K2S – 2 + H2O +1 KBr+7O4 ® 4S0 +1 KBr – 1 + …

3. Как видно, в левой части 8 «лишних» атомов калия, следовательно, в правую часть нужно внести КОН

4K2S – 2 + H2O +1 KBr+7O4 ® 4S0 +1 KBr – 1 + 8КОН

4. Теперь уравняем водород:

4K2S – 2 + 4H2O +1 KBr+7O4 ® 4S0 +1 KBr – 1 + 8КОН

5. Сделаем проверку по кислороду. Кислорода слева и справа по 8.

Окончательно решение выглядит так:

4K2S – 2 + 4H2O + KBr+7O4 ® 4S0 +KBr – 1 + 8КОН

S – 2 – 2 е ®S0 4

Br+7 +8е ® Br – 1 1

K2S – восстановитель за счет S – 2

KBr+7O4 – окислитель за счет Br +7

ПРИМЕР 2. (пропущено ключевое вещество справа)

FeSO4 + KClO3 + … ® K2FeO4 + … + K2SO4 + …

1. Определим степени окисления элементов, чтобы понять, все ли ключевые вещества указаны в схеме:

Fe+2SO4 + KCl+5O3 + … ® K2Fe+6O4 + … + K2SO4 + …

Степень окисления поменяло железо. Сера, калий и кислород не поменяли степень окисления, хлор в правой части схемы отсутствует. Следовательно, второй элемент, поменявший степень окисления – хлор.

2. Определим роль железа в этой реакции: Fe+2– 4 е ® Fe+6 – восстановитель, значит хлор будет окислителем, то есть будет принимать электроны и понижать степень окисления.

3. Определим, во что превратится KCl+5O3, используя материалы занятия 3. Кислородные соединения галогенов восстанавливаются до галогенидов. Значит, продуктом восстановления хлората калия будет хлорид калия.

4. Составим баланс и начнем уравнивать схему, предварительно внеся продукт:

Fe+2– 4 е ® Fe+6 3

Cl+5 +6е ® Cl – 1 2

3Fe+2SO4 + 2KCl+5O3 + … ® 3K2Fe+6O4 + 2KCl + K2SO4 + …

5. Уравняем серу:

3Fe+2SO4 + 2KCl+5O3 + … ® 3K2Fe+6O4 + 2KCl + 3K2SO4 + …

6. Теперь мы видим, что калия справа 14 атомов, а слева только 2. Это говорит о том, что в левую часть схемы нужно внести KOH. Внесем и уравняем калий:

3Fe+2SO4 + 2KCl+5O3 + 12KOH ® 3K2Fe+6O4 + 2KCl + 3K2SO4 + …

7. В левой части теперь 12 атомов водорода, а в правой вообще нет, значит, побочным продуктом будет вода, внесем ее формулу в правую часть схемы и уравняем:

3Fe+2SO4 + 2KCl+5O3 + 12KOH ® 3K2Fe+6O4 + 2KCl + 3K2SO4 + 6H2O

8. Осуществим проверку по кислороду: по 30 атомов слева и справа.

Окончательно решение выглядит так:

3Fe+2SO4 + 2KCl+5O3 + 12KOH ® 3K2Fe+6O4 + 2KCl + 3K2SO4 + 6H2O

Fe+2– 4 е ® Fe+6 3

Cl+5 +6е ® Cl – 1 2

FeSO4 – восстановитель за счет Fe+2

KClO3 – окислитель за счет Cl+5

ПРИМЕР 3. (пропущено ключевое вещество слева)

… + KMnO4 ®N2 + MnO2 + KOH + …

1. Определим степени окисления элементов, чтобы понять, все ли ключевые вещества указаны в схеме:

… + KMn+7O4 ®N20 + Mn+4O2 + KOH + …

Степень окисления поменял марганец. Калий и кислород не поменяли степень окисления, в левой части схемы отсутствуют азот и водород. Скорее всего, второй элемент, поменявший степень окисления – азот.

2. Определим роль марганца в этой реакции: Mn+7+ 3 е ® Mn+4 – окислитель, значит азот будет восстановителем, то есть будет отдавать электроны и повышать степень окисления.

3. Степень окисления азота была ниже 0, а, так как в левой части уравнения нет ещё и водорода, логично предположить, что это водородное соединение азота. Это может быть аммиак или гидразин.

Для начала рассмотрим решение с аммиаком.

4. Составим баланс и начнем уравнивать схему, предварительно внеся аммиак в левую часть схемы:

2N – 3 – 6 е ® N20 1

Mn+7+ 3 е ® Mn+4 2

2NH3 + 2KMn+7O4 ® 1N20 + 2Mn+4O2 + KOH + …

5. Уравняем калий:

2NH3 + 2KMn+7O4 ® 1N20 + 2Mn+4O2 + 2KOH + …

6. Теперь мы видим, что слева 6 атомов водорода, а справа только 2, слева 8 атомов кислорода, а справа 6, следовательно, побочным продуктом является вода:

2NH3 + 2KMn+7O4 ® 1N20 + 2Mn+4O2 + 2KOH + 2H2O

Окончательно решение выглядит так:

2NH3 + 2KMn+7O4 ® N20 + 2Mn+4O2 + 2KOH + 2H2O

2N – 3 – 6 е ® N20 1

Mn+7+ 3 е ® Mn+4 2

NH3 – восстановитель за счет N – 3

KMnO4 – окислитель за счет Mn+7

Второй вариант – с участием гидразина:

N2 – 2 H4 + KMn+7O4 ® N20 + Mn+4O2 + KOH + H2O

2N – 2 – 4 е ® N20 3

Mn+7+ 3 е ® Mn+4 4

3N2 – 2 H4 + 4KMn+7O4 ® 3N20 + 4Mn+4O2 + 4KOH + 4H2O

N2H4 – восстановитель за счет N – 2

KMnO4 – окислитель за счет Mn+7

ПРИМЕР 4. (пропущены ключевые вещества слева и справа)

KNO2 +… + H2O ® MnO2 + KOH + …

1. Определим степени окисления элементов, чтобы понять, все ли ключевые вещества указаны в схеме:

KN+3O2 +… + H2O ® Mn+4O2 + KOH + …

Калий, водород и кислород не поменяли степень окисления, в левой части схемы отсутствует марганец, в правой – азот. Эти элементы и поменяли степень окисления.

2. Определим роль марганца в этой реакции: скорее всего марганец в этой реакции выполняет роль окислителя, в нейтральной среде соединения марганца +7 и +6, выступая окислителями, превращаются в MnO2 . Выберем в качестве окислителя KMnO4. Тогда нитрит будет восстановителем, окислится до нитрата.

3. Запишем схему реакции с выбранными веществами и составим электронный баланс:

KN+3O2 + KMn+7O4 + H2O ® Mn+4O2 + KOH + KN+5O3

N + 3 – 2 е ® N+5 3

Mn+7+ 3 е ® Mn+4 2

4. Уравняем схему:

3KN+3O2 + 2KMn+7O4 + H2O ® 2Mn+4O2 + 2KOH + 3KN+5O3

KNO2 – восстановитель за счет N + 3

KMnO4 – окислитель за счет Mn+7

При составлении этого уравнения можно было использовать в качестве окислителя манганат.

ЗАДАНИЕ

Все примеры взяты из ваших входных заданий.

В решении приведите окончательный вариант уравнения, электронный баланс, укажите роль ключевых веществ.

Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции,

определите окислитель и восстановитель.

1.  KNO2 + K2Cr2O7 +… → … + Cr(NO3)3 + H2O

2.  N2O + ... + H2SO4 → MnSO4 + NO + K2SO4 + …

3.  РН3 + AgNO3 +... → Ag +... + HNО3

4.  K2Cr2O7 + H2SO4 + … → I2 + Cr2(SO4)3 + … + H2O

5.  NO + KClO + … ® KNO3 + KCl + …

6.  I2 + K2SO3 + …® K2SO4 + … + H2O

7.  Cr2(SO4)3+KMnO4+…® K2CrO4+…+K2SO4+H2O

8.  PH3 + HMnO4 ® MnO2 + … + …

9.  Z n + KNO3 + … → NН3 + K2ZnO2 + … .

10.  H2O2 + KMnO4 + H2 SO4 → MnSO4 + O2 + ...+ ...

11.  КNO3 + Mg + H2O → NH3 + Mg(OH)2 +…

12.  Zn + KMnO4 + … →… + MnSO4 + K2SO4 + … .

13.  H2O2 + Na3[Cr(OH)6] → … + H2O + NaOH

14.  P2S3 + HNO3(к) → H3PO4 + S +… +…

15.  P2H4 + HClO3 → … + Cl2 +H2O

16.  AlP + HNO3(к) → H3PO4 +… + … + H2O

17.  KMnO4 + MnSO4 + H2O → MnO2 + … + …

18.  NO2 + P2O3 + ... → NO + K2HPO4+ ...

19.  P2O3 + H2Cr2O7 + … → H3PO4 + CrPO4

20.  H2O2 + Hg(NO3)2 = … + Hg2(NO3)2 + …

Ответы (с указанием фамилии) оформляются в файле WORD, имя файла Familija-Z-4. (Familija- фамилия участника – англ.) Работы, выполненные в WORDe, отправляются электронной почтой на адрес *****@***ru, с обязательным указанием в Теме письма слов "Мастер-класс" с указанием номера задания ( Z4 )  и фамилии (Например: Мастер-класс, Z4, ).

Контрольный срок выполнения задания №4 до 21-00 мск вр, 14.02.11 (понедельник).