Реши задание на изображении
Объяснение электронного баланса и реакций
Возможно, мне нужно показать электронный баланс для реакций окисления и восстановления. Например, для железа я могу показать, как Fe^0 теряет 3 электрона и превращается в Fe^3+, а для хлора — как Cl2^0 получает 2 электрона с образованием 2Cl^-.
Для задания 3 мне нужны примеры неокислительно-восстановительных реакций, включающих соединение и разложение. Я могу проиллюстрировать реакцию соединения, например CaO + H2O с образованием Ca(OH)2, и реакцию разложения, например разложение CaCO3 на CaO и CO2, при этом убедившись, что степени окисления остаются неизменными.
Краткий ответ
1. Степени окисления:
| Соединение | Степени окисления |
|---|---|
| \(\mathrm{Li_2O}\) | Li \(+1\), O \(-2\) |
| \(\mathrm{Na_2O_2}\) | Na \(+1\), O \(-1\) |
| \(\mathrm{H_2S}\) | H \(+1\), S \(-2\) |
| \(\mathrm{LiH}\) | Li \(+1\), H \(-1\) |
| \(\mathrm{P_2O_5}\) | P \(+5\), O \(-2\) |
| \(\mathrm{K_2Cr_2O_7}\) | K \(+1\), Cr \(+6\), O \(-2\) |
2. В реакции
\[
\mathrm{2Fe+3Cl_2\rightarrow 2FeCl_3}
\]
железо — восстановитель, хлор — окислитель.
3. Примеры неокислительно-восстановительных реакций:
| Тип реакции | Примеры |
|---|---|
| Реакции соединения | \(\mathrm{Na_2O+H_2O\rightarrow 2NaOH}\) \(\mathrm{SO_3+H_2O\rightarrow H_2SO_4}\) |
| Реакции разложения | \(\mathrm{CaCO_3\xrightarrow{t}CaO+CO_2}\) \(\mathrm{Cu(OH)_2\xrightarrow{t}CuO+H_2O}\) |
Объяснение
Чтобы найти степени окисления, используют правила:
- в простом веществе степень окисления равна \(0\);
- обычно O имеет степень окисления \(-2\), но в пероксидах, например \(\mathrm{Na_2O_2}\), O имеет \(-1\);
- обычно H имеет \(+1\), но в гидридах металлов, например \(\mathrm{LiH}\), H имеет \(-1\);
- сумма степеней окисления в нейтральном соединении равна \(0\).
Например, для \(\mathrm{K_2Cr_2O_7}\): \[ 2\cdot(+1)+2x+7\cdot(-2)=0, \] \[ 2+2x-14=0,\qquad x=+6. \]
В реакции с железом:
\[ \mathrm{Fe^0\rightarrow Fe^{+3}+3e^-} \] Железо отдаёт электроны, его степень окисления повышается — это окисление.
\[ \mathrm{Cl_2^0+2e^-\rightarrow 2Cl^{-1}} \] Хлор принимает электроны, его степень окисления понижается — это восстановление.
Баланс электронов: \[ 2\mathrm{Fe}\text{ отдают }6e^-, \qquad 3\mathrm{Cl_2}\text{ принимают }6e^-. \]
Следовательно, реакция является окислительно-восстановительной.
В примерах из таблицы степени окисления элементов до и после реакции не изменяются, поэтому это не ОВР.
Обсуждение
8 сообщенийВторое задание
Во 2-м задании:
\[ \mathrm{2Fe+3Cl_2\rightarrow 2FeCl_3} \]
Степени окисления изменяются так:
\[ \mathrm{Fe^0\rightarrow Fe^{+3}} \]
Железо отдаёт электроны, поэтому окисляется и является восстановителем:
\[ \mathrm{Fe^0-3e^-\rightarrow Fe^{+3}} \]
\[ \mathrm{Cl_2^0\rightarrow Cl^{-1}} \]
Хлор принимает электроны, поэтому восстанавливается и является окислителем:
\[ \mathrm{Cl_2^0+2e^-\rightarrow 2Cl^{-1}} \]
Ответ: железо — восстановитель, хлор — окислитель.
Как конечно должна выглядеть формула
Итоговую формулу реакции нужно записать так:
\[ \boxed{\mathrm{2Fe+3Cl_2\rightarrow 2FeCl_3}} \]
Над элементами можно указать степени окисления:
\[ \mathrm{2Fe^{0}+3Cl_2^{0}\rightarrow 2Fe^{+3}Cl_3^{-1}} \]
Fe — восстановитель, Cl₂ — окислитель.
Как это всё записать в тетради
В тетради можно оформить так:
2. Определите окислитель и восстановитель в реакции
\[ \mathrm{2Fe+3Cl_2\rightarrow 2FeCl_3} \]
Над элементами расставим степени окисления:
\[ \overset{0}{\mathrm{2Fe}}+ \overset{0}{\mathrm{3Cl_2}} \rightarrow \mathrm{2\overset{+3}{Fe}\overset{-1}{Cl_3}} \]
Составим электронный баланс:
\[ \mathrm{Fe^0-3e^-\rightarrow Fe^{+3}}\quad \times 2 \]
\[ \mathrm{Cl^0+1e^-\rightarrow Cl^{-1}}\quad \times 6 \]
Железо отдаёт электроны, поэтому:
\[ \boxed{\mathrm{Fe\ — восстановитель}} \]
Хлор принимает электроны, поэтому:
\[ \boxed{\mathrm{Cl_2\ — окислитель}} \]
Ответ: \(\mathrm{Fe}\) — восстановитель, \(\mathrm{Cl_2}\) — окислитель.
Он окислительно восстановительная
Да, это окислительно-восстановительная реакция (ОВР):
\[ \mathrm{2Fe+3Cl_2\rightarrow 2FeCl_3} \]
- \(\mathrm{Fe^0\rightarrow Fe^{+3}}\) — железо окисляется, оно восстановитель.
- \(\mathrm{Cl_2^0\rightarrow Cl^{-1}}\) — хлор восстанавливается, он окислитель.
В тетради можно написать: «Реакция является окислительно-восстановительной».
