Контрольная работа. Окислительно-восстановительные реакции Вариант 2 1. Определить степень окисления каждого атома в соединениях: O2, Fe2O3, Na2S, PCl3...
Реши задание на изображении
Сверь числа и знаки с фото.
Контрольная работа. Окислительно-восстановительные реакции Вариант 2
- Определить степень окисления каждого атома в соединениях: \(O_2\), \(Fe_2O_3\), \(Na_2S\), \(PCl_3\), \(K_2Cr_2O_7\), \(FeO\), \(BaO\), \(H_2S\), \(MgBr_2\), \(SiO_2\), \(Al_4C_3\).
- Указать окислитель или восстановитель 2.1 В реакции \(NO_2 + H_2O + O_2 \to HNO_3\) изменение степени окисления восстановителя соответствует схеме:
- \(+2 \to -2\) 2) \(0 \to -2\) 3) \(+4 \to +5\) 4) \(-2 \to +4\) 2.2 В реакции \(2Br_2 + 2Ca(OH)_2 = Ca(BrO)_2 + CaBr_2 + 2H_2O\) изменение степени окисления окислителя соответствует схеме:
- \(0 \to -1\) 2) \(+2 \to 0\) 3) \(0 \to +1\) 4) \(-2 \to 0\) 2.3 В реакции, схема которой \(NO_2 + KOH \to KNO_2 + KNO_3 + H_2O\), окислителем является:
- \(K^+\) 2) \(O^{2-}\) 3) \(N^{+4}\) 4) \(H^+\) 2.4 В реакции, схема которой \(HCl + PbO_2 \to PbCl_2 + Cl_2 + H_2O\), восстановителем является:
- \(H^+\) 2) \(O^{2-}\) 3) \(Pb^{+2}\) 4) \(Cl^{1-}\)
- Окислительно-восстановительной не является реакция:
- \(2Mg + CO_2 = 2MgO + C\)
- \(FeCl_3 + 3NaOH = 3NaCl + Fe(OH)_3\)
- \(2NaI + Br_2 = 2NaBr + I_2\)
- \(3H_2S + 8HNO_3 = 3H_2SO_4 + 8NO + 4H_2O\)
- Расставить коэффициенты методом электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель. \(HNO_3 + FeO \to Fe(NO_3)_3 + NO + H_2O\)
- Вычислите объём (н.у.) газа, выделившегося в результате взаимодействия избытка магния со 146 г соляной кислоты с массовой долей HCl 20%.
Ниже — решения всех пяти заданий варианта.
Кратко
\(\mathrm{O_2}\): O \(0\); \(\mathrm{Fe_2O_3}\): Fe \(+3\), O \(-2\); \(\mathrm{Na_2S}\): Na \(+1\), S \(-2\); \(\mathrm{PCl_3}\): P \(+3\), Cl \(-1\); \(\mathrm{K_2Cr_2O_7}\): K \(+1\), Cr \(+6\), O \(-2\); \(\mathrm{FeO}\): Fe \(+2\), O \(-2\); \(\mathrm{BaO}\): Ba \(+2\), O \(-2\); \(\mathrm{H_2S}\): H \(+1\), S \(-2\); \(\mathrm{MgBr_2}\): Mg \(+2\), Br \(-1\); \(\mathrm{SiO_2}\): Si \(+4\), O \(-2\); \(\mathrm{Al_4C_3}\): Al \(+3\), C \(-4\).
2.1 — 3; 2.2 — 1; 2.3 — 3; 2.4 — 4.
Не является окислительно-восстановительной реакция 2.
\[ 3\mathrm{FeO}+10\mathrm{HNO_3}\rightarrow3\mathrm{Fe(NO_3)_3}+\mathrm{NO}+5\mathrm{H_2O}. \] Окислитель — \(\mathrm{HNO_3}\) за счёт \(\mathrm{N}^{+5}\), восстановитель — \(\mathrm{FeO}\) за счёт \(\mathrm{Fe}^{+2}\).
\(V(\mathrm{H_2})=8{,}96\) л при н.у.
Пояснения
В нейтральной молекуле сумма степеней окисления равна нулю, а у простого вещества — нулю. Например, для \(\mathrm{K_2Cr_2O_7}\): \[ 2(+1)+2x+7(-2)=0, \] откуда \(x=+6\). Для \(\mathrm{Al_4C_3}\): \[ 4(+3)+3x=0, \] откуда \(x=-4\).
Окислитель принимает электроны, его степень окисления понижается. Восстановитель отдаёт электроны, его степень окисления повышается.
- 2.1: \(\mathrm{N}^{+4}\rightarrow\mathrm{N}^{+5}\), значит \(\mathrm{NO_2}\) — восстановитель. Ответ 3.
- 2.2: \(\mathrm{Br}^{0}\rightarrow\mathrm{Br}^{-1}\), то есть бром восстанавливается; окислитель — \(\mathrm{Br_2}\). Ответ 1.
- 2.3: в реакции \[ 2\mathrm{NO_2}+2\mathrm{KOH}\rightarrow\mathrm{KNO_2}+\mathrm{KNO_3}+\mathrm{H_2O} \] азот \(\mathrm{N}^{+4}\) восстанавливается до \(\mathrm{N}^{+3}\), поэтому окислитель — \(\mathrm{N}^{+4}\). Ответ 3.
- 2.4: в реакции \[ \mathrm{PbO_2}+4\mathrm{HCl}\rightarrow\mathrm{PbCl_2}+\mathrm{Cl_2}+2\mathrm{H_2O} \] хлор \(\mathrm{Cl}^{-1}\) окисляется до \(\mathrm{Cl}^{0}\), поэтому восстановитель — \(\mathrm{Cl}^{-1}\). Ответ 4.
В реакции 2 степени окисления элементов не меняются. В остальных реакциях изменения есть: например, в первой \(\mathrm{Mg}^{0}\rightarrow\mathrm{Mg}^{+2}\), в третьей \(\mathrm{I}^{-1}\rightarrow\mathrm{I}^{0}\), в четвёртой \(\mathrm{S}^{-2}\rightarrow\mathrm{S}^{+6}\).
Электронный баланс: \[ \mathrm{Fe}^{+2}-e^-\rightarrow\mathrm{Fe}^{+3}\quad|\times3 \] \[ \mathrm{N}^{+5}+3e^-\rightarrow\mathrm{N}^{+2}\quad|\times1 \] Получаем: \[ 3\mathrm{FeO}+10\mathrm{HNO_3}\rightarrow3\mathrm{Fe(NO_3)_3}+\mathrm{NO}+5\mathrm{H_2O}. \] Проверка по атомам: Fe — 3, N — 10, H — 10, O — 33; всё сходится.
Реакция: \[ \mathrm{Mg}+2\mathrm{HCl}\rightarrow\mathrm{MgCl_2}+\mathrm{H_2}\uparrow. \] Магний в избытке, поэтому считаем по \(\mathrm{HCl}\): \[ m(\mathrm{HCl})=146\cdot0{,}20=29{,}2\ \text{г}, \] \[ n(\mathrm{HCl})=\frac{29{,}2}{36{,}5}=0{,}8\ \text{моль}. \] Тогда \[ n(\mathrm{H_2})=\frac{0{,}8}{2}=0{,}4\ \text{моль}, \] \[ V(\mathrm{H_2})=0{,}4\cdot22{,}4=8{,}96\ \text{л}. \] Ответ: \(8{,}96\) л.
Обсуждение
2 сообщенияРеши 5 задание как мы делали в классе по этому примеру
Сделаем по тому же принципу, что в тетради: используем коэффициенты уравнения. Но здесь \(\mathrm{HCl}\) — раствор, а не газ, поэтому сначала находим количество вещества \(\mathrm{HCl}\), а потом по коэффициентам — количество \(\mathrm{H_2}\).
Уравнение:
\[ \mathrm{Mg}+2\mathrm{HCl}\rightarrow \mathrm{MgCl_2}+\mathrm{H_2}\uparrow \]
По коэффициентам:
\[ 2\ \text{моль } \mathrm{HCl}\ \longrightarrow\ 1\ \text{моль } \mathrm{H_2} \]
1. Масса чистого \(\mathrm{HCl}\):
\[ m(\mathrm{HCl})=146\cdot 0{,}20=29{,}2\ \text{г} \]
2. Количество вещества \(\mathrm{HCl}\):
\[ n(\mathrm{HCl})=\frac{29{,}2}{36{,}5}=0{,}8\ \text{моль} \]
3. Проверим магний:
\[ n(\mathrm{Mg})=\frac{12}{24}=0{,}5\ \text{моль} \]
На \(0{,}5\) моль магния нужно \(1\) моль \(\mathrm{HCl}\), а есть только \(0{,}8\) моль. Значит, \(\mathrm{HCl}\) в недостатке, считаем по нему.
4. Количество водорода по коэффициентам:
\[ n(\mathrm{H_2})=\frac{0{,}8}{2}=0{,}4\ \text{моль} \]
Можно оформить пропорцией, как в классе:
\[ 2\ \text{моль HCl} - 1\ \text{моль H}_2 \]
\[ 0{,}8\ \text{моль HCl} - x\ \text{моль H}_2 \]
\[ x=0{,}4\ \text{моль} \]
5. Объём водорода:
\[ V(\mathrm{H_2})=n\cdot 22{,}4 \]
\[ V(\mathrm{H_2})=0{,}4\cdot 22{,}4=8{,}96\ \text{л} \]
Ответ: \(8{,}96\) л \(\mathrm{H_2}\) при н.у.
