Хімія. Поглиблений рівень. Повторне видання. 9 клас. Бутенко

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 28. Складання рівнянь окисно-відновних реакцій

У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

  • що таке метод електронного балансу й на чому він ґрунтується;
  • як складати рівняння окисно-відновних реакцій методом електронного балансу.

Окисно-відновні реакції завжди супроводжуються переходом електронів від відновника до окисника. Причому

кількість електронів, відданих відновником, завжди дорівнює кількості електронів, отриманих окисником.

На цьому ґрунтується добір коефіцієнтів в окисно-відновних реакціях, який має назву метод електронного балансу. Розглянемо його застосування на прикладах.

Приклади розв’язування задач

Приклад 1. Складіть рівняння окисно-відновних реакцій: а) магнію з киснем; б) алюмінію з розведеною хлоридною кислотою; в) міді з розведеною нітратною кислотою. Коефіцієнти доберіть методом електронного балансу.

Розв’язання

Спочатку складаємо схему реакції та визначаємо ступені окиснення всіх хімічних елементів, що містяться в складі як реагентів, так і продуктів реакції. На основі цього виявляємо елементи, що змінили ступені окиснення. Кожен етап складання рівнянь будемо нумерувати римськими цифрами.

Приклад 2. Складіть рівняння окисно-відновних реакцій: а) взаємодії марганцю з нітратною кислотою; б) взаємодії перманганатної та хлоридної кислот. Коефіцієнти доберіть методом електронного балансу.

Приклад 3. Складіть рівняння окисно-відновних реакцій: а) взаємодії сульфідної кислоти з калій перманганатом; б) взаємодії цинку із сульфатною кислотою. Коефіцієнти доберіть методом електронного балансу.

Основні поняття. Метод електронного балансу. Напівреакції окиснення й відновлення.

Для допитливих

Деякі окисно-відновні реакції супроводжуються зміною ступенів окиснення не двох елементів, як у більшості випадків, а трьох або більше. Як приклад розглянемо реакцію окиснення купрум(І) сульфіду:

Запитання та завдання

°1. У якій послідовності треба складати рівняння окисно-відновних реакцій, якщо відомий склад як реагентів, так і продуктів?

°2. Схарактеризуйте напівреакції окиснення і відновлення.

°3. Який метод добирання коефіцієнтів окисно-відновних реакцій називають методом електронного балансу?

°4. Чи завжди кількість електронів, відданих відновником, дорівнює кількості електронів, отриманих окисником?

5. Запишіть рівняння реакції горіння алюмінію в кисні. Яка із цих речовин окиснюється, а яка відновлюється в процесі реакції?

6. Запишіть рівняння реакції взаємодії водню з хлором, киснем, натрієм (утворюється NaH), кальцієм (утворюється СаН2), сіркою. Назвіть у них окисник і відновник.

7. Запишіть рівняння напівреакцій та в цілому рівняння окисно-відновних реакцій, укажіть у них окисник і відновник:

  • а) Н2 + Na2SO4 → Na2S + Н2О;
  • б) Li2O + Si → Li + SiO2;
  • в) К + КОН → К2О + Н2;
  • г) СаСl2 + Аl → Са + АlСl3;
  • ґ) CaC2 → Ca + С;
  • д) Аl4С3 + О2 → Аl2О3 + СО2.

8. Доберіть коефіцієнти в кожній схемі реакції методом електронного балансу:

  • а) КСlО3 → КСl + О2;
  • б) Cu(NO3)2 → CuO + NO2 + О2;
  • в) Na2SO3 → Na2SO4 + Na2S;
  • г) I2 + HNO3 → HIO3 + NO + H2O;
  • ґ) H2S + O2 → SO2 + H2O.

*9. Унаслідок дії хлоридної кислоти на манган(ІV) оксид утворюється манган(ІІ) хлорид, хлор та вода. Запишіть схему цієї реакції. Доберіть коефіцієнти в рівнянні реакції методом електронного балансу. Обчисліть об’єм хлору (н.у.), який утвориться внаслідок взаємодії манган(ІV) оксиду масою 8,7 г із хлоридною кислотою, та об’єм розчину з масовою часткою гідроген хлориду 10 % і густиною 1,050 г/мл, який знадобиться для цього.

*10. Обчисліть об’єм гарячої хлоридної кислоти з масовою часткою гідроген хлориду 36 % і густиною 1,18 г/мл, яка прореагувала з калій хроматом, якщо отримали хлор об’ємом 3,36 л (н. у.) внаслідок реакції, яку описують схемою

К2СrО4 + НСl → CrCl3 + Cl2 + КСl + Η2Ο

11. Робота в парах. Із часом написані свинцевими білилами картини або ікони тьмяніють. Це відбувається тому, що під дією сполук, які містять Сульфур, наприклад гідроген сульфіду (сірководню), свинцеві білила перетворюються на плюмбум(II) сульфід чорного кольору. Такі витвори образотворчого мистецтва можна реставрувати шляхом окиснення чорного плюмбум(ІІ) сульфіду до білого плюмбум(ІІ) сульфату. Для цього як реагент-окисник використовують гідроген пероксид. Запишіть схеми рівнянь реакції, унаслідок якої свинцеві білила (формула Pb3(OH)2(CO3)2) тьмяніють, та реакції, що відбувається під час реставрації картини. Доберіть коефіцієнти в рівняннях, у випадку окисно-відновної реакції — методом електронного балансу.

Обчисліть масу розчину з масовою часткою гідроген пероксиду 3 %, що знадобиться для реставрації картини, на полотні якої утворився плюмбум(ІІ) сульфід масою 0,6 г.

Назвіть причини природного утворення гідроген сульфіду.