Содержание темы
Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) и степени окисления элементов. Типы окислительно-восстановительных реакций. Процессы окисления и восстановления. Типичные окислители и восстановители. Полуреакции окисления-восстановления. Методы уравнивания ОВР: метод электронного баланса и метод электронно-ионного баланса.
Природа возникновения скачка потенциала на границе металл-раствор. Электродные потенциалы, способы их определения. Устройство и принцип действия гальванического элемента. Водородный электрод, его устройство и назначение. Стандартный электродный потенциал и факторы, влияющие на его величину. Уравнение Нернста. Концентрационные элементы.
Связь между электродвижущей силой (эдс), стандартным изменением энергии Гиббса и константой равновесия ОВР. Прогноз направления ОВР с помощью стандартных электрохимических потенциалов,Электролиз расплавов. Особенности электролиза растворов. Электролиз с разделенными катодным и анодным пространствами. Электролиз с перемешиванием продуктов. Явление перенапряжения.
Контрольные вопросы и задания для самоподготовки
1. Что такое - степень окисления? Какие процессы называются «окислением» и «восстановлением»? Какие вещества называются окислителями? Восстановителями? Назовите важнейшие окислители и восстановители.
2. Какие вещества могут быть и окислителями, и восстановителями? Что такое окислительно-восстановительная двойственность? Привести примеры.
3. Приведите примеры реакций межмолекулярного окисления-восстановления.
4. Приведите примеры внутримолекулярного окисления-восстановления.
5. Приведите примеры реакций диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления).
6. Правила составления уравнений окислительно-восстановительных реакций методом полуреакций (электронно-ионного баланса).
7. Что такое электродный потенциал? От чего он зависит?
8. Что называют электрохимическим рядом напряжений?
9. Каково устройство стандартного водородного электрода?
10. Что называют гальваническим элементом? Какие процессы протекают на катоде и аноде в гальваническом элементе? Как условно изобразить схему гальванического элемента в молекулярной и ионной форме?
11. Как определить электродвижущую силу гальванического элемента?
12. Проанализируйте уравнение Нернста.
13. Какой процесс называют электролизом? Какие процессы протекают на катоде и аноде при электролизе?
14. Чем обусловлены катодные процессы при электролизе водных растворов солей, кислот и оснований?
15. Чем обусловлены анодные процессы при электролизе водных растворов солей, кислот и оснований?
Лабораторная работа 6
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ
Контрольные вопросы и упражнения
1. По какому признаку ОВР отличаются от других реакций?
2. Разделите вещества H2SO4, HCl, КMnO4, FeSO4, Na, H2, HNO2, HClO,
H2O2, F2 на три группы:
а) вещества, проявляющие только окислительные свойства;
б) вещества, проявляющие только восстановительные свойства;
в) вещества, проявляющие как восстановительные, так и окислитель-
ные свойства.
3. Определите роль пероксида водорода в реакциях
FeSO4 + H2O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 2 H2O,
Н2O2 + PbO2 + 4HNO3 = O2 + Pb(NO3)2 + H2O.
4. Определите типы окислительно-восстановительных реакций
3K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + MnO2 + 4KOH,
2Mg(NO3)2 = 2MgO + 4NO2 + O2,
PbS + 4H2O2 = PbSO4 + 4H2O.
Вариант 1
Опыт 1. Зависимость окислительно-восстановительных свойств элемента от его степени окисления.
К 3–4 каплям раствора перманганата калия KМnO4 добавьте 2–3 капли
раствора серной кислоты H2SO4 и 5–6 капель пероксида водорода H2O2. Об-
ратите внимание на выделение газа и напишите уравнение реакции
H2O2 + KМnO4 + H2SO4 = МnSO4 + …
В пробирку налейте 3–4 капли раствора иодида калия KI, 2–3 капли
раствора серной кислоты H2SO4 и 5–6 капель раствора пероксида водорода
H2O2. Напишите уравнение реакции
H2O2 + KI + H2SO4 →I2 + …
Сделайте вывод о свойствах пероксида водорода.
Опыт 2. Типы окислительно-восстановительных реакций
В фарфоровый тигель положите по небольшому кусочку твердого гидроксида натрия NaOH (брать пинцетом) и кристаллического нитрата калия KNO3.
Смесь нагрейте до расплавления, добавьте в расплав очень немного (на
кончике микрошпателя) диоксида марганца MnO2 и продолжайте нагревание
до изменения окраски. Составьте уравнение реакции окисления диоксида
марганца нитратом калия в щелочной среде
MnO2 + KNO3 + NaOH → KNO2 +…
Охлажденный расплав растворите в небольшом количестве воды и до-
бавьте 2-3 капли раствора H2SO4. Отметьте наблюдаемые явления и составьте
уравнение реакции диспропорционирования манганата натрия
Na2MnO4 + H2SO4 → NaMnO4 +
Поместите 3–4 кристаллика перманганата калия KМnO4 в сухую про-
бирку и нагрейте до прекращения выделения кислорода (проба тлеющей лу-
чинкой). После охлаждения пробирки прилейте в нее воды. Отметьте, какой
цвет имеет полученный раствор и какое вещество находится в осадке. Со-
ставьте уравнение реакции разложения перманганата калия
t
KМnO4 → О2 + …
