Самые известные полуреакции окисления восстановителей:

                     +4

1) С – 4е àC

                   +1

2)H2 – 2e à 2H

              +1

3)M – e àM (M – щелочной металл)

                +2

4)M – 2e àM (металл 2 группы, а также Fe, Cu)

                +3

5)M – 3e àM(Al или Fe)

-2       0

6)S – 2e àS

-

7)2I – 2e àI2

 

Расчёт коэффициентов в уравнении ОВР основан на электронном балансе, в котором рассматривают изменение степеней окисления путём отдачи или принятия электронов. Метод электронного баланса включает два этапа:

1) Записывают уравнения полуреакций окисления и восстановления и подсчитывают число электронов, отдаваемых восстановителем, и число электронов, принимаемых окислителем.

2) Каждое уравнение полуреакции умножают на такие целые числа, чтобы количества отданных и принятых электронов совпали, после чего уравнения складывают и получают суммарное уравнение.

Коррозия – это разрушение металлов и сплавов в результате воздействия на них окружающей среды. Это окислительно-восстановительный процесс, при котором атомы металлов переходят в ионы (идёт процесс окисления):

0          +2

Fe – 2e à Fe

0         +2

Cu – 2e à Cu

По механизму протекания разрушений различают 2 типа коррозии: химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия – это разрушение металлов в результате взаимодействия их с сухими газами или жидкостями, не проводящими электрический ток.

0   0    +3 -1

2Fe + 3Cl2 à 2FeCl3

3Fe +2O2 à Fe3O4

Электрохимическая коррозия – это разрушение металлов при контакте двух металлов в воде или среде другого электролита. В данном случае наряду с химическим процессом идёт электрический перенос электрона, то есть возникает электрический ток.

0  0 +1 -2   +3 -2

4Fe + 3O2 + H2O à 4Fe(OH)3

Условия, способствующие электрохимической коррозии:

1) Положение металлов в ряду напряжения. Чем дальше расположены металлы друг от друга  в ряду, тем быстрее происходит коррозия.

2) Чистота металла (с примесями металлы быстрее подвергаются коррозии)

3) Неровность поверхности металла, трещины.

4) Блуждающие токи.

5) Грунтовые воды.

6) Среда электролита (наличие раствора сильного электролита, например, морская вода, усиливает коррозию)

7) Повышение температуры.

8) Действие микроорганизмов (бактерий и грибов)

Химизм электрохимической коррозии.

Пример 1. Коррозия железа в контакте с медью в среде воды (слабый электролит).

Fe/Cu в Н2О

         + -

Н2О àH + OH            0          +2

На поверхности железа Fe – 2e àFe

                                   +1        0

На поверхности меди Н + 1е à H

                                      0  0

                                   2H à H2

                              2+ -

В водяной плёнке: Fe + 2OH à Fe(OH)2, процесс ржавления идёт дальше

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O à 4Fe(OH)3

Пример 2. Коррозия железа в контакте с медью в растворе электролита – соляной кислоты (сильный электролит).

Fe/Cu в растворе HCl

        + -

HCl àH + Cl

                                       0         +2

На поверхности железа Fe – 2e à Fe

                                  +1       0

На поверхности меди H + 1e àH

                                      0  0

                                   2H à H2

                            2+  -

В водяной плёнке Fe + 2Cl à FeCl2

В общем виде Fe + 2HCl à FeCl2 + H2

И в первом, и во втором случае разрушается железо как более активный металл.

Методы защиты от коррозии.

1) Применение защитных покрытий

- Металлические изделия покрывают другим металлом, т.е. производят никелирование, хромирование, цинкование, лужение и т.д.

- Металлические изделия покрывают лаками, красками, эмалями

2) Применение легированных сплавов стойких к коррозии.

3) Электрохимическая защита

- Применение заклёпок из активного металла (протектора) Cu/Al/Cu

- Прикрепление пластинок из более активного металла

- Нейтрализация тока, возникающего при коррозии постоянным током, пропускаемом в обратном направлении.

4) Изменение состава среды (добавление ингибиторов).

5) Замена корродирующего металла на другие материалы керамику и пластмассу.

6) Шлифование поверхностей изделия.

 

 

Практическая часть.

1) Установите соответствие между формулой вещества и степенью окисления углерода в нем.

Формула вещества	Степень окисления
А CH2Cl2	1. - 4
Б HCHO	2. – 2
В HCOONa	3. 0
Г CBr4	4. +2
	5. +4

 

2)  Установите соответствие между формулой соединения и значением степени окисления хлора в нём

А) Ca(OCl)2 Б) KClO3 В) HClO2  Г) FeCl3

1)+1 2)+2 3)+3 4)+5 5)-1

 

3) Установите соответствие между формулами веществ и степенями окисления марганца

1)MnSO4  2) Mn2O7          3) K2MnO4           4) MnO2

А) +1 Б)+2  В)+4 Г) +6       Д) +7               Е) +8

 

4) Установите соответствие между формулой вещества и степенью азота в нём

1) (NH4)2SO4             2) N2H4          3) CH3NO2  4) KNO3

А) -3 Б) -2 В) -1 Г) +2 Д) +3 Е) +5

 

5) Установите соответствие между формулой вещества и степенью окисления азота в нём.

Формула

А) NOF

Б) (СН3)2NH

В) NH4Br

Г) N2H4

Степень окисления

1) -3 2) -2 3) +2 4) +3 5) +4 6) +5

 

6) Установите соответствие между названием химического элемента и возможными значениями его степеней окисления.

Название элемента            Степени окисления

А) Хлор                                 1) -2, -1, 0, +2

Б) Фтор                                 2) -2, 0, +4, +6

В) Фосфор                            3) -3, 0, +3, +5

Г) Сера                                 4) -1, 0

                                              5) -1, 0, +1, +3, +5, +7

                                              6) -4, -2, 0, +2, +4

7) Установите соответствие между формулой вещества, степенью окисления и валентностью углерода в нём.

Формула вещества                     Степень окисления  Валентность

I) СН4                                           1) -4                         A) I

II) НСОН                                      2) -2                         Б) II                                                      

III) НСООН                                  3) 0                          В) III

IV) СН3-ОН                                 4) +2                        Г) IV

                                                       5) +4

8)  Соотнесите

Формула вещества:   Валентность атома хлора Степень окисления хлора

I) HCl                    1) I                                        А) -1

II) ClF5                   2) II                                      Б) +1

III) Cl2O             3) III                                     В) +3

IV) Cl3N             4) V                                      Г) +5

 

9)  Соотнесите:

Формула вещества: Валентность атома азота Степень окисления атома азота

I) N2                        1) I                                     А) -3

II) H2N-NH2            2) III                                   Б) -2

III) NH3                3) IV                                   В) 0

IV) HNO3             4) V                                    Г) +5

 

10)  Соотнесите:

Ион:                      Степень окисления кислотообразующего элемента

              2-

1) Cr2O7               А) +3

           2-

2) SO3                  Б) +4

             4-

3) P2O7                В) +5

           -

4) NO2                  Г) +6

11) Установите соответствие между формулой иона и его способностью проявлять окислительно-восстановительные свойства.

Формула иона                   Окислительно-восстановительные свойства

3-

А) N                                    1) Только окислитель

      2-                             2) Только восстановитель

Б) HPO3                            3) И окислитель, и восстановитель

    2-                              4) Ни окислитель, ни восстановитель

В) SO3

4-

Г) C

                                       3-                2-           2-         +

12) Соотнесите ион: 1) РО4 2) Н2Р2О7 3) НРО4 4) РН4 со степенью окисления атома фосфора: А) -3 Б) +3 В) +4 Г) +5

 

13) Cоотнесите функции ионов в ОВР: 1) окислитель 2) восстановитель

и формулы ионов:

      -            2-         -         -         2-    -

А) ClO4 Б) Cr2O7 B) Cl Г) NO3 Д) S E) I

 

14) Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктами их взаимодействия.

Реагирующие вещества

А) Fe + Cl2 à                                    B) Fe + H2SO4 (разб) à

Б) Fe + HCl à                                    Г) Fe + H2SO4 (конц) à

Продукты взаимодействия.

1) FeSO4 + H2

2) Fe2(SO4)3 + H2

3) Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O

4) FeCl2 + H2

5) FeCl3 + H2

6) FeCl3

 

15) Соотнесите:

Тип окислительно-восстановительной реакции:

1) Межмолекулярные

2) Внутримолекулярные

3) Диспропорционирования

 

Схема реакции:

А) ClO2 à Cl2 + O2

Б) ClO2 + NaOH à NaClO2 + NaClO3 + H2O

В) ClO2 + HCl à Cl2 + H2O

Г) ClO2 + Na2CO3 à NaClO2 + NaClO3 + CO2

Д) ClO2 + H2SO4 + FeSO4 à Fe2(SO4)3 + HCl + H2O

Е) ClO2 + NaOH à NaCl + NaClO4 + H2O

 

16) Соотнесите:

Тип окислительно-восстановительной реакции:

1) Межмолекулярные

2) Внутримолекулярные

3) Диспропорционирования

 

Схема реакции:

А) Mn2O3 + HNO3 à Mn(NO3)2 + MnO2 + H2O

Б) Mn2O3 + НСlà MnCl2 + Сl2 +Н2О

B) Mn2O3 à Mn3O4 + О2

Г) Mn2O3 + Alà Al2O3+ Mn

Д) Mn2O3  + О2 àMnO2

 

17) Установите соответствие между схемой окислительно-восстановительной

реакции и веществом, которое является в ней восстановителем.

СХЕМА РЕАКЦИИ

1) Si + С -> SiC

2) N02 + Mg-à MgO + N2
3) SO2 + O2--àSO3
4)NO2 + SO2àSO3 + NO

A) Si Б) С B) Mg Г) N02 Д)S02  E) 02

 

18) Установите соответствие между уравнением реакции и веществом окислителем, участвующим в данной реакции.

Уравнение реакции                                                 Окислитель

А) 2NO + 2H2 à N2 + 2H2O                                   1) Н2

Б) 2NH3 + 2Na à2NaNH2 + H2                              2) NO

В) H2 + 2Na à 2NaH                                               3) N2

Г) 4NH3 + 6NO à 5N2 + 6H2O                               4) NH3

 

19) Установите соответствие между схемой реакции и изменением степени окисления восстановителя

Схема реакции

1) HClконц + MnO2 à MnCl2 + Cl2 + H2O

2) KClO3 à KCl + O2

3) NH3 + Cl2 à N2 + NH4Cl

4) Cl2 + NaOH à NaCl + NaClO + H2O

 

  0      -1

А) Cl2 à 2Cl

     -1  0

Б) 2Cl à Cl2

   0    +1

В) Cl2 à 2Cl

  +5 -1

Г) Cl à Cl

    +4  +2

Д) Mn à Mn

   -2  0

Е) 2O à O2

    -3  0

Ж) 2N à N2

 

20) Установите соответствие между уравнением химической реакции и степенью окисления окислителя.

А) MnCO3 + KClO3 à MnO2 + KCl + CO2

Б) Cl2 + I2 + H2O à HCl + HIO3

B) K2MnO4 + H2O à KMnO4 + MnO2 + KOH

Г) Na2SO4 + KMnO4 + KOH à Na2SO4 + K2MnO4 + H2O

0  -

1) Cl à Cl

+6   +4

2) Mn à Mn

+5 -1

3) Cl à Cl

+7   +6

4) Mn à Mn

+2   +4

5) Mn à Mn

+4 +6

6) S à S

 

21) Установите соответствие между схемой реакции и изменением степени окисления восстановителя.

Схема реакции:

А) FeCl3 + HI à FeCl2 + I2 +HCl

Б) FeCl2 + Cl2 à FeCl3

В) KClO4 à KCl + O2

Г) Fe3O4 + HI à FeI2 + I2 + H2O

Изменения степени окисления восстановителя.

+3 +2      -  0        -2 0         +2 +3    +7 -                   

1) Fe à Fe 2) 2I à I2 3) 2O à O2  4) Fe à Fe 5) Cl àCl   

0        - 

6) Cl2 à 2Cl

 

22) Установите соответствие между схемой окислительно-восстановительной реакции и коэффициентом перед формулой восстановителя.

 СХЕМА РЕАКЦИИ

А) NH3 + CuO -----àCu + N2 + H2O

Б) NH3 + O2 -------à NO + H2O

В) HNO3 + Cu ----à Cu(NO3)2 + NO2 + H2O

Г) Li + N2 ----à Li3N

КОЭФФИЦИЕНТЫ

1) 2

2) 6

3) 4

4) 1

5) 5

23) Установите соответствие между формулой вещества и коэффициентом перед ней в уравнении реакции

Fe + HNO3(разб) ----à Fe(NO3)2 + N2 + H2O

ФОРМУЛА

1) Fe

2) HNO3

3) N2

4) H2O

КОЭФФИЦИЕНТ

А) 1

Б) 2

В) 3

Г) 5

Д) 6

Е) 10

Ж) 12

 

24) Установите соответствие между формулой вещества и коэффициентом перед ней в уравнении реакции

HNO2 + FeSO4 + H2SO4 --à N2 + Fe2(SO4)3 + H2O

1) HNO2              2) FeSO4    3) N2  4) H2O

A) 1 Б) 2           В) 3    Г) 4         Д)5              Е)6

 

25)  Установите соответствие между изменением степени окисления серы в реакции и формулами веществ, которые в неё вступают.

Изменение степени окисления:

-2 +4

 А) S à S

-2 +6

Б) S à S

+6 -2

В) S à S

-2 0

Г) S à S

Формулы исходных веществ:

1)Cu2S и O2

2)H2S и Br2(раств)

3)Mg и H2SO4 (конц)

4)H2SO3 и O2

5)PbS и H2O2

6)C и H2SO4(конц)

 

 

26) Оцените правильность следующих утверждений:

А) Примером коррозии является окисление железа при электросварке.

Б) Взаимодействие цинка соляной кислотой при получении «травленой кислоты» для паяния является коррозией.

1) Оба утверждения верны.

2) Оба утверждения неверны.

3) Верно только утверждение А.

4) Верно только утверждение Б.

 

27) В результате прикрепления пластинок из каких металлов железная конструкция будет защищена от электрохимической коррозии в воде:

А) Магния  Б) Свинца В) Цинка         Г) Никеля  

 

28) Какие из нижеперечисленных условий способствуют электрохимической коррозии.

 

А) Применение легированных сплавов.

Б) Неровность поверхности металла, трещины.

В) Среда электролита (наличие раствора сильного электролита, например, морская вода,)

Г) Повышение температуры.

Д) Деаэрация (удаление растворённого в воде кислорода)

 

29) Для защиты от коррозии железо покрывают слоем олова (лужёное железо) или слоем цинка. Соотнесите электрохимические процессы , которые будут проходить при нарушении защитного покрытия в лужёном железе при участии воды.

1) На поверхности железа восстанавливается водород.

2) На поверхности железа идет его окисление с образованием катионов.

3) На поверхности олова идёт восстановление кислорода с образованием гидроксид ионов.

4) На поверхности олова идёт его окисление с образованием катионов.

 

30) Для защиты от коррозии железо покрывают слоем олова (лужёное железо) или слоем цинка. Соотнесите электрохимические процессы , которые будут проходить при нарушении защитного покрытия в оцинкованном железе при участии воды.

1) На поверхности железа восстанавливается водород или кислород.

2) На поверхности железа идет его окисление с образованием катионов.

3) На поверхности цинка идёт его окисление с образованием катионов.

4) На поверхности цинка идёт восстановление водорода.

 

 

Приложение.

Ответы.

1	А2Б3В4Г5	11	А2Б3В3Г2	21	А2Б4В3Г2
2	А1Б4В3Г5	12	1Г2Г3Г4А	22	А1Б3В4Г2
3	1Б2Д3Г4В	13	А1Б1В2Г1Д2Е2	23	1Г2Ж3А4Д
4	1А2Б3Д4Е	14	А6Б4В1Г3	24	1Б2Е3А4Г
5	А4Б1В1Г2	15	А2Б3В3Г3Д1Е3	25	А1Б5В3Г2
6	А5Б4В3Г2	16	А3Б1В2Г1Д2	26	1
7	I1Г II3Г III4Г IV2Г	17	1А2В3Д4Д	27	АВ
8	I1А II5Г III1Б IV1А	18	А2Б4В1Г2	28	БВГ
9	I2В II2Б III2А IV3Г	19	1Б2Е3Ж4В	29	2,3
10	1Г2Б3В4А	20	А3Б1В2Г4	30	1,3

 

Список литературы

 

1.Габриелян, О.С. Химия 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений [Текст] / О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова. -  М.: Дрофа,2007.-362с.

2. Габриелян, О.С. Общая химия в тестах, задачах и упражнениях. 11 класс: учебное пособие для общеобразовательных учреждений [Текст] / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, А.Г. Введенская. - М.: Дрофа,2005.- 303с.

3. Габриелян, О.С. Настольная книга учителя химии. 11 класс [Текст] / О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова, А.Г. Введенская. - М.: Дрофа, 2004.-312с.

4.Ерёмина, Е.А. Химия. ЕГЭ. Контрольные измерительные материалы. Методические указания по подготовке. Тестовые задания: учебно-методическое пособие [Текст] / Е.А. Ерёмина. - М.: Экзамен, 2004.-256с.

5. ЕГЭ 2008. Химия. Контрольные измерительные материалы. Методические указания по подготовке. Тестовые задания: учебно-методическое пособие [Текст] / ФИПИ. - М.: Интеллект-центр, 2007.

6. ЕГЭ 2007. Химия. Контрольные измерительные материалы. Методические указания по подготовке. Тестовые задания: учебно-методическое пособие [Текст] / ФИПИ. - М.: ООО Рустест, 2006. - 160с.

7.Самое полное издание типовых вариантов реальных заданий ЕГЭ: 2009.Химия [Текст] /  авт.-сост. А.С.Корощенко, М.Г.Снастина. - М.: Астрель, 2008. – 142с.