Примеры решения типовых задач. Пример 1. Укажите, какие из приведенных соединений HNO3, NO

Пример 1. Укажите, какие из приведенных соединений HNO₃, NO, NH₃ могут проявлять только окислительные, только восстановительные и как окислительные, так и восстановительные свойства.

Решение. HNO₃ – всегда окислитель, так как содержит азот (N⁺⁵) в высшей степени окисления:

N⁺⁵ + 8 « N^-3 (окислитель, процесс восстановления),

N⁺⁵ – -/® (восстановительная способность отсутствует).

NO – может быть и окислителем, и восстановителем, так как содержит азот в промежуточной степени окисления (N⁺²):

N⁺² « N⁺⁵ + 3 (процесс окисления, восстановитель),

N⁺² + 5 « N^-3 (процесс восстановления, окислитель).

NH₃ – всегда восстановитель, так как содержит азот в низшей степени окисления (N^-3):

N^-3 « N⁺⁵ + 8 (процесс окисления, восстановитель)

N^-3 + -/® (окислительная способность отсутствует).

Пример 2. Объясните, возможны ли окислительно-восстанови-тельные реакции между следующими веществами: а) H₂S и HJ; б) H₂S и H₂SO₃; в) H₂SO₃ и HСlO₄?

Решение.

а) Степень окисления серы в H₂S равна – 2, степень окисления йода в HJ – (–1). Так как и сера, и йод находятся в низших степенях окисления, то оба вещества проявляют только восстановительные свойства и взаимодействовать друг с другом не могут.

б) В H₂S сера имеет низшую степень окисления S^-2; в H₂SO₃ сера находится в промежуточной степени окисления S⁺⁴.

Следовательно, взаимодействие этих веществ возможно, причем H₂SO₃ является окислителем.

в) степень окисления серы в H₂SO₃ равна +4, хлор в HСlO₄ имеет высшую степень окисления +7. Реакция между H₂SO₃ и HСlO₄ возможна, H₂SO₃ в этом случае проявляет восстановительные свойства.

Пример 3. Составьте уравнение окислительно-восстановитель-ной реакции, протекающей по схеме:

KMnO₄ + H₃PO₃ + H₂SO_{4(среда)} MnSO₄ + H₃PO₄ + K₂SO₄ +H₂O.

Решение. Определяем степени окисления элементов в исходных веществах и продуктах реакции:

Осуществляем выбор окислителя и восстановителя.

Окислитель − KMnO₄ (степень окисления марганца в реакции понижается).

Восстановитель − H₃PO₃ (степень окисления фосфора в ходе реакции повышается).

Составляем уравнения электронного баланса для окислителя и восстановителя:

восстановитель 5 Р⁺³ Р⁺⁵ + 2 (процесс окисления),

окислитель 2 Мn⁺⁷ + 5 Мn⁺² (процесс восстановления).

5Р⁺³ + 2Мn⁺⁷ 5Р⁺⁵ + 2Мn⁺².

Стехиометрические коэффициенты определяем методом электронного баланса с помощью электронных уравнений. Общее число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, присоединяемых окислителем. Наименьшее общее кратное для отданных (2) и принятых (5) электронов равно 10. Для восстановителя и продукта его окисления получаем коэффициент 5, для окислителя и продукта его восстановления – коэффициент 2. Коэффициенты перед веществами, атомы которых не меняют свою степень окисления, находим методом подбора. Уравнение реакции будет иметь вид:

2КМnO₄ + 5Н₃РО₃ + ЗН₂SO₄ 2МnSO₄ + 5Н₃РО₄ + К₂SO₄ + ЗН₂O.

Правильность подобранных коэффициентов определяем балансом кислорода в обеих частях уравнения (8+15+12=8+20+4+3).