Hno3 h2s h2so4 no h2o – H2S + HNO3 = H2SO4 + NO2 + H2O расставить коэффициенты

h3S + HNO3 = h3SO4 + NO2 + h3O расставить коэффициенты

Реакция протекает по схеме:
h3S + HNO3 = h3SO4 + NO2 + h3O.
В ходе реакции степень окисления азота понижается с (+5) до (+4) (азот восстанавливается), а серы – повышается от (-2) до (+6) (сера окисляется).

   

   

Поскольку отношение чисел электронов, принятых при восстановлении азота и отданных при окислении серы, равно 1:8, то, складывая уравнения полуреакций восстановления и окисления, первое из них нужно домножить на 8, а второе ни на что домножать не нужно. В молекулярной форме полученное уравнение имеет следующий вид:

   

Сероводород в обычных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным запахом гниющего белка. Он немного тяжелее воздуха и горит голубоватым пламенем, образуя диоксид серы и воду:

   

Сероводород легко воспламеняется; смесь его с воздухом взрывает. Очень ядовит. При один объем воды растворяет 2,5 объема сероводорода. Раствор сероводорода в воде называется сероводородной водой.

Сероводород обладает восстановительными свойствами. Их можно продемонстрировать на примере взаимодействия с сильным окислителем – диоксидом свинца:

   

Сероводород, участвуя в ОВР, может превращаться в разнообразные соединения, где сера имеет степень окисления 0, (+4), (+6) и др.
Сероводород встречается в природе в вулканических газах и водах минеральных источников. Кроме того, он образуется при разложении белков погибших животных и растений, а также при гниении пищевых отбросов.

ru.solverbook.com

Задачи к разделу Окислительно-восстановительные реакции

В данном разделе собраны задачи по теме Окислительно-восстановительные реакции. Приведены примеры задач на составление уравнений реакций, нахождение окислительно-восстановительного потенциал, и константы равновесия ОВР и другие.

Задача 1. Какие соединения и простые вещества могут проявлять только окислительные свойства? Выберите такие вещества из предложенного перечня: NH₃, CO, SO₂, K₂MnO₄, Сl₂, HNO₂. Составьте уравнение электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции:

HNO₃ + H₂S = H₂SO₄ + NO + H₂O.

Показать решение »

Решение.

Простые вещества, атомы которых не могут отдать электрон, а могут только присоединить его в реакциях являются только окислителями. Из простых веществ только окислителем может быть фтор F₂, атомы которого имеют наивысшую электроотрицательность. В сложных соединениях – если атом, входящий в состав этого соединения (и меняющий степень окисления) находится в своей наивысшей степени окисления, то данное соединение будет обладать только окислительными свойствами.

Из предложенного списка соединений, нет веществ, которые обладали бы только окислительными свойствами, т.к. все они находятся в промежуточной степени окисления.

Наиболее сильный окислитель из них – Cl₂, но в реакциях с более электроотрицательными атомами будет проявлять восстановительные свойства.

 

N^-3H₃, C⁺²O, S⁺⁴O₂, K₂Mn⁺⁶O₄, Сl⁰₂, HN⁺³O₂

HNO₃ + H₂S = H₂SO₄ + NO + H₂O.

Составим электронные уравнения:

N⁺⁵ +3e^— = N⁺²         | 8        окислитель

S^-2 — 8e^— = S⁺⁶         | 3        восстановитель

Сложим два уравнения

8N⁺⁵ +3S^-2— = 8N⁺² + 3S⁺⁶

Подставим коэффициенты в молекулярное уравнение:

8HNO₃ +3H₂S = 3H₂SO₄ + 8NO + 4H₂O.

Задача 2. Почему азотистая кислота может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства? Составьте уравнения реакций HNO₂: а) с бромной водой; б) с HI; в) с KMnO₄. Какую функцию выполняет азотистая кислота в этих реакциях?

Показать решение »

Решение.

HN⁺³O₂ — Степень окисления азота в азотистой кислоте равна +3 (промежуточная степень окисления). Азот в этой степени окисления может как принимать, так и отдавать электроны, т.е. может являться как окислителем, так восстановителем.

а) HNO₂ + Br₂ + H₂O = 2HBr + HNO₃

N⁺³ – 2 e = N⁺⁵            | 1        восстановитель

Br₂⁰ + 2 e = 2Br^—       | 1        окислитель   

N⁺³ + Br₂ = N⁺⁵ + 2Br^—

 

б) HNO₂ + 2HI = I₂ + 2NO + 2H₂O

N⁺³ + e = N⁺²                | 1         окислитель

2I^—  — 2 e = I₂            | 1        восстановитель

N⁺³ + 2I^—  = N⁺² + I₂ 

 

в) 5HNO₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5HNO₃ + K₂SO₄ + 3H₂O

N⁺³ – 2 e = N⁺⁵              | 5        восстановитель

Mn⁺⁷ + 5 e = Mn⁺²       | 2        окислитель

5N⁺³ + 2Mn⁺⁷ = 5N⁺⁵ + 2Mn⁺²

Задача 3. Определите степени окисления всех компонентов, входящих в состав следующих соединений: HСl, Cl₂, HClO₂ , HClO₃ , Cl₂O₇ . Какие из веществ являются только окислителями, только восстановителями, и окислителями и восстановителями? Расставьте коэффициенты в уравнении реакции:

КСlO₃ → КС1 + КСlO₄.

Укажите окислитель и восстановитель.

Показать решение »

Решение.

Хлор может проявлять степени окисления от -1 до +7.

Соединения, содержащие хлор в его высшей степени окисления, могут быть только окислителями, т.е. могут только принимать электроны.

Соединения, содержащие хлор в его низшей степени окисления, могут быть только восстановителями, т.е. могут только отдавать электроны.

Соединения, содержащие хлор в его промежуточной степени окисления, могут быть как восстановителями, так и окислителями, т.е. могут отдавать, так и принимать электроны.

H⁺¹Сl^-1, Cl⁰₂, H⁺¹Cl⁺³O₂^-2 , H⁺¹Cl⁺⁵O₃^-2 , Cl₂⁺⁷O₇^-2

Таким образом, в данном ряду

Только окислитель — Cl₂O₇

Только восстановитель – HСl

Могут быть как окислителем, так и восстановителем — Cl₂, HClO₂ , HClO₃

 

КСlO₃ → КС1 + КСlO₄.

Составим электронные уравнения

Cl⁺⁵ +6e^— = Cl^—                  | 2 | 1   окислитель

Cl⁺⁵ -2e^— = Cl⁺⁷            | 6 | 3   восстановитель

Расставим коэффициенты

4Cl⁺⁵ = Cl^— + 3Cl⁺⁷

4КСlO₃ → КС1 + 3КСlO₄.

Задача 4. Какие из приведенных реакций являются внутримолекулярными? Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Укажите восстановитель, окислитель.

а) KNO₃ = KNO₂ + O₂;

б) Mq+ N₂ = Mq₃N₂;

в) KClO₃  = KCl + O₂.

Показать решение »

Решение.

В реакциях внутримолекулярного окисления-восстановления перемещение электронов происходит внутри одного соединения, т.е. и окислитель и восстановитель входят в состав одного и того же сложного вещества (молекулы)

а) 2KNO₃ = 2KNO₂ + O₂ — внутримолекулярная ОВР

N⁺⁵ +2e^— = N⁺³               | 2        окислитель

2O^-2 -4e^— = O₂⁰           | 1        восстановитель

2N⁺⁵ + 2O^-2 = 2N⁺³ + O₂⁰

 

б) 3Mq + N₂ = Mq₃N₂ — межмолекулярная ОВР

N₂ +6e^— = 2N^-3             | 2 | 1   окислитель

Mg⁰ -2e^— = Mg⁺²         | 6 | 3   восстановитель

N₂ + 3Mg⁰ = 2N^-3 + 3Mg⁺²

 

в) 2KClO₃  = 2KCl + 3O₂ — внутримолекулярная ОВР

Cl⁺⁵ +6e^— = Cl^—                 | 4 | 2   окислитель

2O^-2 -4e^— = O₂⁰            | 6 | 3   восстановитель

2Cl⁺⁵+ 6O^-2 = 2Cl^— + 3O₂⁰

Задача 5. Какие  ОВР относятся к реакциям диспропорционирования? Расставьте коэффициенты в реакциях:

а) Cl₂ + KOH = KCl + KClO₃ + H₂O;

б) KClO₃ = KCl + KClO₄ .

Показать решение »

Решение.

В реакциях диспропорционирования окислителем и восстановителем являются атомы одного и того же элемента в одинаковой степени окисления (обязательно промежуточной). В результате образуются новые соединения, в которых атомы этого элемента обладают различной степенью окисления.

а) 3Cl₂ + 6KOH = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O;

Cl₂⁰ +2e^— = 2Cl^—              | 10| 5  окислитель

Cl₂⁰ -10e^— = 2Cl⁺⁵          | 2 | 1   восстановитель

5Cl₂⁰ + Cl₂⁰ = 10Cl^— + 2Cl⁺⁵

3Cl₂⁰ = 5Cl^— + Cl⁺⁵

 

б) 4KClO₃ = KCl + 3KClO₄

Cl⁺⁵ +6e^— = Cl^—                 | 2 | 1   окислитель

Cl⁺⁵ -2e^— = Cl⁺⁷              | 6 | 3   восстановитель

4Cl⁺⁵ = Cl^— + 3Cl⁺⁷

Задача 6. Составьте электронные уравнения и подберите коэффициенты ионно-электронным методом в реакции

KMnO₄ + KNO₂ + H₂SO₄ = K₂SO₄ + MnSO₄ + KNO₃ + H₂O

Показать решение »

Решение.

Составим полуреакции:

MnO₄^— + 8H⁺ +5e^— = Mn²⁺ + 4H₂O             | 2        окислитель

NO₂^— + H₂O — 2e^— = NO₃^— + 2H⁺              | 5        восстановитель

 

Сложим две полуреакции, умножив каждую на соответствующий коэффициент:

2MnO₄^— + 16H⁺ + 5NO₂^—+ 5H₂O = 2Mn²⁺ + 8H₂O + 5NO₃^— + 10H⁺

 

После сокращения идентичных членов, получаем ионное уравнение:

2MnO₄^— + 6H⁺ + 5NO₂^— = 2Mn²⁺ + 3H₂O + 5NO₃^—

 

Подставим коэффициенты в молекулярное уравнение и уравняем его правую и левую части:

2KMnO₄ + 5KNO₂ + 3H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5KNO₃ + 3H₂O

Задача 7. Определите методом электронного баланса коэффициенты в уравнениях окислительно-восстановительных реакций:

Zn + HNO₃ = Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + H₂O

Zn + H₂SO_4(конц) = ZnSO₄ + SO₂ + H₂O

Показать решение »

Решение.

4Zn + 10HNO₃ = 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

Составим электронные уравнения

Zn⁰ – 2 e = Zn²⁺          | 8 | 4 |          восстановитель

N⁺⁵ + 8 e = N^3-              | 2 | 1 |           окислитель

4Zn⁰ + N⁺⁵ = 4Zn²⁺ + N^3- 

 

Zn + 2H₂SO_4(конц) = ZnSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Составим электронные уравнения

Zn⁰ – 2 e = Zn²⁺          | 2 | 1            восстановитель

S⁺⁶ + 2 e = S⁺⁴                | 2 | 1           окислитель

Zn⁰ + S⁺⁶ =  Zn²⁺ + S⁺⁴

Задача 8. Можно ли в качестве окислителя в кислой среде использовать K₂Cr₂O₇ в следующих процессах при стандартных условиях:

а) 2F^— -2e^— = F₂, E⁰ = 2,85 В

б) 2Сl^— -2e^— = Cl₂, E⁰ = 1,36 В

в) 2Br^— -2e^— = Br₂, E⁰ = 1,06 В

г) 2I^— -2e^— = I₂, E⁰ = 0,54 В

Стандартный окислительно-восстановительный потенциал системы

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^— = 2Cr³⁺ + 7H₂O равен E⁰ =1,33 В

Показать решение »

Решение.

Для определения возможности протекания ОВР в прямом направлении необходимо найти ЭДС гальванического элемента:

ЭДС = Е⁰_ок — Е⁰_восст

Если найденная величина ЭДС > 0, то данная реакция возможна.

 

Итак, определим, можно ли K₂Cr₂O₇ использовать в качестве окислителя в следующих гальванических элементах:

F₂|F^— || Cr₂O₇^2-|Cr³⁺                  E = 1,33 – 2,85 = -1,52 В

Cl₂|Cl^— || Cr₂O₇^2-|Cr³⁺               E = 1,33 – 1,36 = -0,03 В

Br₂|Br^— || Cr₂O₇^2-|Cr³⁺              E = 1,33 – 1,06 = +0,27 В

I₂|I^— || Cr₂O₇^2-|Cr³⁺                    E = 1,33 – 0,54 = +0,79 В

 

Таким образом, в качестве окислителя дихромат калия можно использовать только для процессов:

2Br^— -2e^— = Br₂ и 2I^— -2e^— = I

Задача 9. Вычислите окислительно-восстановительный потенциал для системы

MnO₄^— + 8H⁺ +5e^— = Mn²⁺ + 4H₂O

Если С(MnO₄^—)=10^-5 М, С(Mn²⁺)=10^-2 М, С(H⁺)=0,2 М.

Показать решение »

Решение.

Окислительно-восстановительный потенциал рассчитывают по уравнению Нернста:

E = E° + (0,059/n)lg(C_ок/C_вос)

В приведенной системе в окисленной форме находятся MnO₄^— и H⁺, а в восстановленной форме — Mn²⁺, поэтому:

E = 1,51 + (0,059/5)lg(10^-5*0,2/10^-2) = 1,46 В

Задача 10. Рассчитайте для стандартных условий константу равновесия окислительно-восстановительной реакции:

2KMnO₄ + 5HBr + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5HBrO + K₂SO₄ + 3H₂O

Показать решение »

Решение.

Константа равновесия K окислительно-восстановительной реакции связана с окислительно-восстановительными потенциалами соотношением:

lgK = (E₁⁰ -E₂⁰ )n/0,059

Определим, какие ионы в данной реакции являются окислителем и восстановителем:

MnO₄^— + 8H⁺ +5e^— = Mn²⁺ + 4H₂O       | 2        окислитель

Br^— + H₂O — 2e^— = HBrO + H⁺               | 5        восстановитель

 

Общее число электронов, принимающих участие в ОВР n = 10

E₁⁰ (окислителя) = 1,51 В

E₂⁰ (восстановителя) = 1,33 В

 

Подставим данные в соотношение для К:

lgK = (1,51 — 1,33 )10/0,059

lgK = 30,51

K = 3,22*10³⁰

 

zadachi-po-khimii.ru

S + HNO3 = h3SO4 + NO2 + h3O расставить коэффициенты

Реакция протекает по схеме:
S + HNO3 = h3SO4 + NO2 + h3O.
В ходе реакции степень окисления серы повышается от 0 до (+6) (сера окисляется), а азота понижается от (+5) до (+4) (азот восстанавливается).
Уравнение полуреакции окисления серы:

   

Уравнение полуреакции восстановления азота:

   

Поскольку отношение чисел электронов, принятых при восстановлении азота и отданных при окислении серы, равно 1:6, то, складывая уравнения полуреакций восстановления и окисления, второе из них нужно домножить на 6, а первое ни на что домножать не нужно:

   

В молекулярной форме полученное уравнение имеет следующий вид:

   

Сера – неметалл (относится к халькогенам). Представляет собой вещество желтого цвета. Существует в двух аллотропных модификациях (ромбическая -сера, моноклинная -сера) и в аморфной форме (пластическая сера). В кристаллическом состоянии построена из неплоских циклических молекул состава . Плохо растворяется в этаноле, хорошо — в сероуглероде и жидком аммиаке (красный раствор).
Сера не реагирует с жидкой водой, иодом. Окисляется концентрированными серной и азотной кислотами, подвергается дисмутации в растворах щелочей и гидрата аммиака. Реагирует с металлами, водородом, кислородом, галогенами.
В промышленных масштабах серу получают из природных месторождений самородной серы.

ru.solverbook.com