Виды концентраций. Закон эквивалентов 7 страница

3С₂Н₄ + 2MnO  + 4H₂O   ® 3С₂Н₄(ОH)₂ + 2MnO₂ + 2ОН^-

3С₂Н₄ + 2KMnO₄ + 4 H₂O→2MnO₂ + 3С₂Н₄(ОH)₂ +2 КОН

Сумма коэффициентов в уравнении реакции 16.

Правильный ответ 3.

26. Расставим коэффициенты в уравнении методом ионно-электронного баланса с учетом кислой среды.

Молекулярная схема реакции:

MnO₂ + NaBiO_3(тв) + HNO₃ ® HMnO₄ + BiONO₃ + NaNO₃ + H₂O

Ионно-молекулярная схема реакции:

MnO₂ + NaBiO_3(тв) + H⁺ + NO₃^- ® HMnO₄ + BiO⁺ +NO₃^- + Na⁺ + NO₃^- + H₂O

Краткая ионно-молекулярная схема реакции:

MnO₂ + NaBiO_3(тв) + H⁺ ® HMnO₄ + BiO⁺ + Na⁺ + H₂O

Меняет степень окисления висмут и марганец. Т.к. указано, что NaBiO_3(тв) берем всю формулу вещества. Марганцовую кислоту пишем в виде молекулы HMnO₄.

NaBiO_3(тв) + 4H⁺ +2е ® BiO⁺ + Na⁺ +2H₂O │3 окислитель, восстановление

MnO₂ + 2H₂O -3е®HMnO₄ +3 H⁺                   │2 восстановитель, окисление

________________________________

3NaBiO_3(тв) + 12H⁺ + 2MnO₂ + 4H₂O ® 3BiO⁺ + 3Na⁺ +6H₂O + 2HMnO₄ + 6H⁺  

3NaBiO_3(тв) + 6H⁺ + 2MnO₂ ® 3BiO⁺ + 3Na⁺ +2H₂O + 2HMnO₄

2MnO₂ + 3NaBiO_3(тв) + 6HNO₃ ®2HMnO₄ + 3BiONO₃ + 3NaNO₃ +2H₂O

Окислитель NaBiO_3(тв). Коэффициент перед ним 3.

Правильный ответ 3.

27. Восстановителем является этилен С₂Н₄.

С₂Н₄ + 2ОН^--2е  ® С₂Н₄(ОH)₂     Он отдает 2е. Считаем молярную массу эквивалента восстановителя

М (1/z _вос-ля) = М (_С2Н4)/2 = 28/2 = 14 г/моль экв.  

Правильный ответ 1.

 

28. Молекулярная схема реакции: MnO₂ + NaBiO_3(тв) + HNO₃ ® HMnO₄ + BiONO₃ + NaNO₃ +H₂O

Окислителем является NaBiO_3(тв). Уравнение полуреакции с участием окислителя

NaBiO_3(тв) + 4H⁺ +2е ® BiO⁺ + Na⁺ +2H₂O

NaBiO_3(тв) принимает 2е.   Считаем молярную массу эквивалента окислителя:

М (1/z _ок-ля)=М (NaBiO₃)/2= 280/2=140 г/моль экв.

Правильный ответ 2.

                  

29. 1) В реакции SO₂ + HNO₃ + H₂O →H₂SO₄ + NO восстановителем является SO₂. Уравнение полуреакции с его участием:

SO₂ + 2H₂O -2е → H₂SO₄ + 2H⁺

Восстановитель SO₂ отдает 2е. Молярная масса эквивалента восстановителя:  М (1/z _вос-ля) = М (_SO2)/2 = 64/2 = 34 г/моль экв.

2) В реакции KNO₂ + KClO₃ → KCl + KNO₃ восстановителем является KNO₂, он отдает 2е. Уравнение полуреакции с его участием: NO₂^-+ H₂O -2е → NO₃^- + 2H⁺

М (1/z _вос-ля) = М (KNO₂)/2 = 85/2 = 42,5 г/моль экв.

3) В реакции Н₂S + KMnO₄ + КОН → S + К₂MnO₄ +H₂O восстановителем является Н₂S, он отдает 2е. Уравнение полуреакции с его участием: Н₂S + 2ОН^- -2е → S+ H₂O

М (1/z _вос-ля) = М (Н₂S)/2 = 34/2 = 17 г/моль экв.

Наименьшая молярная масса эквивалента в третьей реакции. Правильный ответ 3.

 

30. 1) В реакции P + HNO₃→H₃PO₄ +NO₂ + H₂O окислителем является HNO₃. Уравнение полуреакции с его участием:

NO₃^- + 2H⁺  +1е→ NO₂ + H₂О

М (1/z _ок-ля) = М (HNO₃)/1 = 63/1 = 63 г/моль экв.

2) В реакции Zn + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄→ZnSO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ +H₂O окислителем является K₂Cr₂O₇. Уравнение полуреакции с его участием: Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e→2Cr³⁺ + 7H₂O

М (1/z _ок-ля) = М (K₂Cr₂O₇)/6 = 294/6 = 49 г/моль экв.

3) В реакции FeS + HNO₃→ Fe(NO₃)₃+ H₂SO₄ + NO + H₂O окислителем является HNO₃. Уравнение полуреакции с его участием:

NO₃^- + 3H⁺  +3е → NO + 2H₂О

М (1/z _ок-ля) = М (HNO₃)/3 = 63/3 = 21 г/моль экв.

Наибольшая молярная масса эквивалента в первой реакции. Правильный ответ 1.

31. Чем больше значение E^o, тем сильнее окислитель. Выбираем систему, которой соответствует наибольшее значение E^o. Правильный ответ 3.

32. Чем меньше значение E^o, тем сильнее восстановитель. Выбираем систему, которой соответствует наименьшее значение E^o. Правильный ответ 2.

33. Самыми слабыми окислительными свойствами будет обладать система с наименьшим значением E^o. Правильный ответ 4.

34. Наименьшие восстановительные свойства проявляет система с наибольшим значением E^o. Правильный ответ 1.

35. Запишем процесс окисления ионов Fe²⁺ (восстановитель): Fe²⁺ - ē → Fe³⁺. Значение E^o восстановителя берем из таблицы. В справочных таблицах все процессы записаны в сторону восстановления. Поэтому, смотрим процесс восстановления:

Fe³⁺ + ē → Fe²⁺ E^o = 0,77В. Стандартный электродный потенциал обратного процесса имеет точно такое же значение:

 Fe²⁺ - ē → Fe³⁺, E^o_вос-ля = 0,77 В

Теперь к восстановителю Fe²⁺ подбираем окислитель по принципу E^o окислителя должно быть больше E^o восстановителя: Е_ок-ля >Е_в-ля. Возьмем потенциалы полуреакций в кислой среде. В этом случае больше значение E^o.

1. КMnO₄. Из справочной таблицы: MnO₄^- + 8H+ + 5ē ↔ Mn²⁺ + 4H₂O, E^o_ок-ля = 1,507 В. Сравниваем значение ОВ потенциалов: Е_ок-ля = 1,507В > Е_в-ля = 0,77 В. Значит КMnO₄ может окислить ионы Fe²⁺.

2. К₂Сr₂О₇. Из справочной таблицы: Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e ↔ 2Cr³⁺ + 7H₂O, E^o_ок-ля = 1,33 В. Сравниваем значение ОВ потенциалов: Е_ок-ля = 1,33В > Е_в-ля = 0,77 В. Значит К₂Сr₂О₇может окислить ионы Fe²⁺.

3. I₂. Из справочной таблицы: I₂ + 2ē ↔ 2I^-, E^o_ок-ля = 0,54 В. Сравниваем значение ОВ потенциалов: Е_ок-ля = 0,54 В < Е_в-ля = 0,77 В. Значит I₂ не может окислить ионы Fe²⁺.

4. NaBiO₃. Из справочной таблицы: NaBiO₃ + 4H+ + 2ē ↔ BiO⁺ + Na⁺ +2H₂O, E^o_ок-ля = 1,8 В. Сравниваем значение ОВ потенциалов: Е_ок-ля = 1,8 В > Е_в-ля = 0,77 В. Значит NaBiO₃ может окислить ионы Fe²⁺.

Только в случае I₂ нельзя окислить ионы Fe²⁺, т.к. Е_ок-ля < Е_в-ля. Правильный ответ 3.

36. Запишем процесс восстановления ионов Cr₂O₇^2- (окислитель) и значение E^o_ок-ля:

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e ↔ 2Cr³⁺ + 7H₂O, E^o_ок-ля = 1,33 В.

Теперь к окислителю Cr₂O₇^2- подбираем восстановитель по принципу E^o окислителя должно быть больше E^o восстановителя: Е_ок-ля > Е_в-ля. Если это правило соблюдается, значит реакция идет в прямом направлении. Потенциал восстановителя ищем в полуреакциях, записанных в сторону восстановления, т.е. справа налево.
1. KI. Из справочной таблицы: I₂ + 2ē ↔ 2I^-, E^o_вос-ля = 0,54 В. Сравниваем значение ОВ потенциалов: Е_ок-ля = 1,33 В > Е_в-ля = 0,54 В. Значит KI может восстановить Cr₂O₇^2- до Cr³⁺.

2. H₂C₂O₄. В справочной таблице ищем полуреакцию в строке «С»: 2CO₂ + 2H⁺ + 2ē ↔ H₂C₂O₄, E^o _вос-ля = -0,49 В.

Сравниваем значение ОВ потенциалов: Е_ок-ля = 1,33В > Е_в-ля = -0,49 В. Значит H₂C₂O₄ может восстановить Cr₂O₇^2- до Cr³⁺.

3. H₂O₂      . В справочной таблице ищем полуреакцию в строке «О»: O₂ + 2H⁺ + 2ē ↔ H₂O₂, E^o _вос-ля = 0,69 В.

Сравниваем значение ОВ потенциалов: Е_ок-ля = 1,33В > Е_в-ля = 0,69 В. Значит H₂O₂ может восстановить Cr₂O₇^2- до Cr³⁺.

4. Co(NO₃)₂. Из справочной таблицы:

Со³⁺ + ē ↔ Со²⁺, E^o_вос-ля = 1,81 В. Сравниваем значение ОВ потенциалов: Е_ок-ля = 1,33 В < Е_в-ля = 1,81 В. Значит Co(NO₃)₂ не может восстановить Cr₂O₇^2- до Cr³⁺. Правильный ответ 4.

37. Оценим возможность протекания каждой реакции.

1. В реакции KMnO₄ + Na₂SO₃ + H₂SO₄ ® MnSO₄ + Na₂SO₄ + H₂O определим окислитель и восстановитель. Выпишем для них из таблицы стандартные электродные потенциалы. Для восстановителя надо посмотреть такую же полуреакцию, записанную в сторону восстановления.

MnO₄^- + 8H⁺ + 5ē ↔ Mn²⁺+4H₂O, KMnO₄ – ок-ль, E^o_ок-ля =1,507 В.
SO₃^2- + H₂O - 2ē ↔ SO₄^2- + 2Н⁺, Na₂SO₃ – восстановитель,

E^o_вос-ля = E^o _{SO42- / SO32-} = 0,17 В

Е_ок-ля >Е_в-ля, следовательно, реакция пойдет в прямом направлении.

2. В реакции MnО₂ + КОН + Na₂SO₄→ KMnO₄+ Na₂SO₃+ H₂O определим окислитель и восстановитель. Выпишем для них из таблицы стандартные электродные потенциалы.

SO₄^2- + H₂O+2ē → SO₃^2- + 2ОН^-, Na₂SO₄ – ок-ль E^o_ок-ля = -0,93 В
MnO₂ + 4ОН^- - 3ē →MnO₄^- +2H₂O MnO₂ – вос-ль E^o_вос-ля= 0,588 В

Е_ок-ля<Е_в-ля, следовательно, реакция пойдет в обратном направлении, в прямом направлении она протекать не будет.

3. В реакции KMnO₄ + HCl → KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O определим окислитель и восстановитель. Выпишем для них из таблицы стандартные электродные потенциалы.

MnO₄^- + 8H⁺ +5ē↔Mn²⁺+4H₂O, KMnO₄ – ок-тель, E^o_ок-ля = 1,507В.
2Cl^- - 2ē ↔ Cl₂, Cl₂ – восстановитель, E^o _{Cl2 /2Cl-} = 1,35 В. 

Е_ок-ля > Е_в-ля, следовательно, реакция пойдет в прямом направлении. Из представленных реакций невозможна в прямом направлении только вторая. Правильный ответ 2.

 

38.  1. В реакции Cu + HCl →CuCl₂ + H₂ определим окислитель и восстановитель. Выпишем для них из таблицы стандартные электродные потенциалы

Cu^о – 2e → Cu²⁺, Cu^о - восстановитель, E^o_вос-ля = 0,34 В

2Н⁺ + 2е → Н₂, НCl – окислитель, E^o_ок-ля = 0 В

Е_ок-ля < Е_в-ля, следовательно, реакция пойдет в обратном направлении, в прямом направлении она протекать не будет.

2. В реакции H₂SO₄ + HBr → H₂S + Br₂ + H₂O определим окислитель и восстановитель. Выпишем для них из таблицы стандартные электродные потенциалы.

SO₄^2- + 10H⁺ + 8ē ↔ H₂S + 4H₂O, Н₂SO₄ – ок-ль E^o_ок-ля = 0,308 В

2Br^- - 2ē ↔ Br₂, Br₂ – восстановитель, E^o _{Br2 /2Br-} = 1,05 В.

Е_ок-ля < Е_в-ля, следовательно, реакция пойдет в обратном направлении, в прямом направлении она протекать не будет.

3. В реакции PbO₂ +HCl →Cl₂ + PbCl₂ + H₂O определим окислитель и восстановитель. Выпишем для них из таблицы стандартные электродные потенциалы.

PbO₂ + 4H⁺ + 2ē → Pb²⁺ + 2H₂O, PbO₂ – ок-ль E^o_ок-ля =1,455В

2Cl^- - 2ē ↔ Cl₂, Cl₂ – восстановитель, E^o _{Cl2 /2Cl-} = 1,35 В. 

Е_ок-ля > Е_в-ля, следовательно, реакция пойдет в прямом направлении. Правильный ответ 3.

39. Если привести в контакт две системы, то система с большим значением E^o будет являться окислителем по отношению к другой. E^o первой системы больше, она – окислитель, полуреакция пойдет в сторону восстановления (присоединения электронов). Другая система с меньшим значением E^o – восстановитель, полуреакация пойдет в сторону окисления (отдачи электронов). Вторую полуреакцию переписываем справа налево (в сторону окисления).

2HNO₂ + 6H⁺ + 6e → N₂ + 4 H₂O │1вос-ние
H₂O₂ - 2ē →O₂ + 2H⁺                    │3ок-ние

_____________________________

2HNO₂ +3H₂O₂+ 6H⁺ → N₂ + 4H₂O + 3O₂ + 6H⁺

Сокращаем подобные ионы

2HNO₂ +3H₂O₂→ N₂ + 4H₂O + 3O₂       Правильный ответ 1.

40. Если привести в контакт две системы, то система с большим значением E^o будет являться окислителем по отношению к другой. E^o второй системы больше, значит она окислитель, полуреакция пойдет в сторону восстановления (присоединения электронов), т.е. справа налево. Первая система с меньшим потенциалом – восстановитель. Полуреакция пойдет в сторону окисления (отдачи электронов), т.е. слева направо. Поэтому переписываем первую реакцию в сторону окисления.

S + 3H₂O - 4ē → Н₂SO₃ + 4H⁺      │1ок-ние
НBrО + Н⁺ + 2ē → Br^-+ H₂O │2 вос-ние

_______________________________

S + 3H₂O +2НBrО + 2Н⁺ → Н₂SO₃ + 4H⁺ + 2Br^-+ 2H₂O

Сокращаем подобные ионы водорода и молекулы воды

S +2НBrО + H₂O → Н₂SO₃ + 2НBr

Правильный ответ 3.