Приведите формулы двух веществ, в одном из которых азот может быть только восстановителем, а в другом — только окислителем.

 

Решение: В соединении NH₃ азот имеет минимальную степень окисления (─3) и не может ее больше понижать. Он может только отдавать электроны, а значит, NH₃ может быть только восстановителем.

В соединении HNO₃ азот имеет максимальную степень окисления (+5) и не может ее больше повышать. Он может только принимать электроны, а значит, HNO₃ может быть только окислителем.

 

4. Уравняйте реакции, укажите окислитель и восстановитель:

 

а) H₂S + KMnO₄ + H₂SO₄ → S + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂SO₄

 

Решение: Покажем изменение степеней окисления атомов до и после реакции:

-2 +7 0 +2

H₂S + KMnO₄ + H₂SO₄ → S + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂SO₄

Изменяются степени окисления у атомов серы и марганца (H₂S — восстановитель, KMnO₄ — окислитель). Составляем электронные уравнения, т.е. изображаем процессы отдачи и присоединения электронов:

 

5× S^─2 ─ 2ē → S⁰ — окисление

восст.

2× Mn⁺⁷ + 5ē → Mn²⁺ — восстановление

ок.

Далее находим коэффициенты при окислителе и восстановителе, а затем при других реагирующих веществах. Окончательное уравнение реакции будет иметь вид:

5H₂S + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → 5S + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂SO₄

Правильность написания уравнения подтверждается подсчетом атомов одного элемента, например кислорода; в левой части их 2×4 + 3×4 = 20 и в правой части 2×4 + 4 + 8 = 20.

 

б) K₂MnO₄ + H₂O → KMnO₄ + MnO₂ + KOH

 

Решение: Покажем изменение степеней окисления атомов до и после реакции:

+6 +7 +4

K₂MnO₄ + H₂O → KMnO₄ + MnO₂ + KOH

 

Изменяются степени окисления только атомов марганца (K₂MnO₄ — восстановитель и окислитель). Реакции, протекание которых сопровождается одновременным увеличением и уменьшением степени окисления атомов одного и того же элемента, называются реакциями диспропорционирования.

Составляем электронные уравнения, т.е. изображаем процессы отдачи и присоединения электронов:

 

2× Mn⁺⁶ ─ 1ē → Mn⁺⁷ — окисление

восст.

1× Mn⁺⁶ + 2ē → Mn⁺⁴ — восстановление

ок.

Окончательное уравнение реакции будет иметь вид:

3K₂MnO₄ + 2H₂O → 2KMnO₄ + MnO₂ + 4KOH

 

5. Закончить уравнения реакций:

 

а) Cr + HCl →

 

Решение: Металлы, расположенные в ряду стандартных электродных потенциалов леве водорода, вытесняют водород из кислот, за исключением азотной и концентрированной серной кислот.

Хром расположен в ряду стандартных электродных потенциалов до водорода, поэтому:

Cr + 2HCl → CrCl₂ + H₂↑

 

б) Cu + HNO₃ (конц.) →

 

Решение: При взаимодействии металлов с азотной кислотой в роли окислителя выступает анион NO₃^─. Состав продуктов восстановления зависит от активности металла, концентрации кислоты, температуры.

Металлы с положительным значением стандартного электродного потенциала (Cu, Ag и др.) растворяются в концентрированной азотной кислоте с выделением оксида азота (IV) — NO₂, поэтому получаем:

Cu + 4HNO₃ (конц.) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O