Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

14.E: Окислювально-відновна реакція (вправи)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    22434

    • Anonymous
    • LibreTexts
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    14.2: Окислювально-відновні реакції

    1. Чи є ця реакція окислювально-відновною реакцією? Поясніть свою відповідь. 2К (и) + Бр 2 (од) → 2кБр (и)
    2. Чи є ця реакція окислювально-відновною реакцією? Поясніть свою відповідь. 2NaCl (ак) + Pb (НІ 3) 2 (ак) → 2нано 3 (aq) + ПБКЛ 2 (с)
    3. Яка речовина втрачає електрони, а яка речовина отримує електрони в цій реакції? 2 Мг (и) + О 2 (г) → 2Мго
    4. Яка речовина втрачає електрони, а яка речовина отримує електрони в цій реакції? 16Фе (и) + 3С 8 (и) → 8Фе 2 З 3 (и)
    5. Яка речовина окислюється і яка речовина відновлюється в цій реакції? 2Лі (и) + О 2 (г) → Лі 2 О 2 (и)
    6. Яка речовина окислюється і яка речовина відновлюється в цій реакції? 2Фе (и) + 3І 2 (и) → 2FeI 3 (и)
    7. Які два різних визначення окислення?
    1. Які два різних визначення скорочення?
    2. Призначте числа окислення атомам в кожній речовині.
      1. П 4
      2. ТАК 3
      3. ТАК 3 2 −
      4. Са 3 (РО 32)
    3. Призначте числа окислення атомам в кожній речовині.
      1. ПКл 5
      2. (NH 42 ) Сер
      3. Ag
      4. Лі 2 О 2
    4. Призначте числа окислення атомам в кожній речовині.
      1. НІ
      2. НІ 2
      3. CrCl 2
      4. CrCl 3
    5. Призначте числа окислення атомам в кожній речовині.
      1. Нах
      2. N 2 З 3
      3. НЕМАЄ 2 −
      4. КуНо 3
    6. Призначте числа окислення атомам в кожній речовині.
      1. СН 2 О
      2. NH 3
      3. Рб 2 СО 4
      4. Зн (С 2 Н 3 О 2) 2
    7. Призначте числа окислення атомам в кожній речовині.
      1. С 6 Ч 6
      2. Б (ОН) 3
      3. Лі 2 S
      4. Au
    8. Визначте, що окислюється та відновлюється в цій окислювально-відновній реакції, присвоюючи атомам числа окислення. 2NO + Сл 2 → 2nOCl
    9. Визначте, що окислюється та відновлюється в цій окислювально-відновній реакції, присвоюючи атомам числа окислення. Ср + СО 3 → СРСО 3
    10. Визначте, що окислюється та відновлюється в цій окислювально-відновній реакції, присвоюючи атомам числа окислення. 2кРФ 2 + 2Н 2 О → 2Кр + 4ВЧ + О 2
    11. Визначте, що окислюється та відновлюється в цій окислювально-відновній реакції, присвоюючи атомам числа окислення. СО 3 + СЛ 2 → СоЦЛ 2 + СО 2
    12. Визначте, що окислюється та відновлюється в цій окислювально-відновній реакції, присвоюючи атомам числа окислення. 2Рб+ МгСл 2 → 2рБКл+ Мг
    13. Визначте, що окислюється та відновлюється в цій окислювально-відновній реакції, присвоюючи атомам числа окислення. 2С 8 Н 18 + 25О 2 → 16СО 2 + 18Н 2 О

    Відповіді

    1. так тому що числа окислення змінюються
    2.  

    3. втрата: Mg; посилення: O

    4.  

    5. окислений: Li; відновлений: O

    6.  
    1. збільшення числа окислення; втрата електронів
    2.  
      1. Р: 0
      2. S: +6; O: −2
      3. S: +4; O: −2
      4. Са: +2; П: +3; О: −2
    4.  
      1. П: +2; О: −2
      2. П: +4; О: −2
      3. Кр: +2; Кл: −1
      4. Кр: +3; Кл: −1
    6.  
      1. C: 0; Ч: +1; О: −2
      2. П: −3; Ч: +1
      3. Рб: +1; С: +6; О: −2
      4. Зн: +2; С: 0; Н: +1; О: −2
    8.  
    9. окислений: N; відновлений: Cl
    10.  
    11. окислений: O; відновлений: Kr
    12.  
    13. окислений: Rb; відновлений: Mg

    14.3: Балансування окислювально-відновних реакцій

    1. Збалансувати ці окислювально-відновні реакції шляхом огляду.
      1. На+Ф 2 → НаФ
      2. Ал 2 О 3 + Н 2 → Ал + Н 2 О
    2. Збалансувати ці окислювально-відновні реакції шляхом огляду.
      1. Фе 2 С 3 + О 2 → Фе 2 О 3 + С
      2. Су 2 О+ Н 2 → С+Н 2 О
    3. Збалансувати ці окислювально-відновні реакції шляхом огляду.
      1. СН 4 + О 2 → СО 2 + Н 2 О
      2. П 2 О 5 + Сл 2 → ПКл 3 + О 2
    4. Збалансувати ці окислювально-відновні реакції шляхом огляду.
      1. ПБКЛ 2 + FeCl 3 → ПБКЛ 4 + FeCl 2
      2. СО 2 + Ф 2 → СФ 4 + З 2
    5. Збалансувати ці окислювально-відновні реакції методом половини реакції.
      1. Са + Н + → Са 2 + Н 2
      2. Sn 2 + → Sn + Sn 4 + (Підказка: обидві половинні реакції почнуться з одного і того ж реагенту.)
    6. Збалансувати ці окислювально-відновні реакції методом половини реакції.
      1. Фт 3 + Сн 2 + → Сб + Сн 4 +
      2. Pb 2 + → Pb + Pb 4 + (Підказка: обидві половинні реакції почнуться з одного і того ж реагенту.)
    7. Збалансувати ці окислювально-відновні реакції методом половини реакції.
      1. Na+ Hg 2 Сл 2 → NaCl+ Hg
      2. Ал 2 О 3 + С → Аль + СО 2
    8. Збалансувати ці окислювально-відновні реакції методом половини реакції.
      1. Br − + I 2 → I − + Br 2
      2. КрСл 3 + Ф 2 → КрФ 3 + Сл 2
    9. Збалансувати ці окислювально-відновні реакції, які відбуваються у водному розчині. Використовуйте будь-які види, отримані з води, необхідні; може бути більше одного правильного збалансованого рівняння.
      1. Cu + НІ 3 − → Су 2 + + НІ 2
      2. Фе + МН 4 − → Фе 3 + Мп
    10. Збалансувати ці окислювально-відновні реакції, які відбуваються у водному розчині. Використовуйте будь-які види, отримані з води, необхідні; може бути більше одного правильного збалансованого рівняння.
      1. Кро 3 + Ні 2 + → Кр 3 + Ni 3 +
      2. СО 4 + С 2 Н 4 → Ос + СО 2
    11. Збалансувати ці окислювально-відновні реакції, які відбуваються у водному розчині. Використовуйте будь-які види, отримані з води, необхідні; може бути більше одного правильного збалансованого рівняння.
      1. КЛО − + Ti 2 + → Ti 4 + + Сл −
      2. рН 3 − + вік → Аг + + рН 2
    12. Збалансувати ці окислювально-відновні реакції, які відбуваються у водному розчині. Використовуйте будь-які види, отримані з води, необхідні; може бути більше одного правильного збалансованого рівняння.
      1. Н 2 О 2 + НІ → Н 2 О 3 + Н 2 О
      2. ВО 2 + НІ → V 3+ НІ 2
    13. Поясніть, чому це хімічне рівняння не збалансоване, і збалансуйте його, якщо його можна врівноважити: Cr 2 + Cl 2 → Cr 3 + 2Cl −
    14. Поясніть, чому це рівняння не збалансовано, і збалансуйте його, якщо його можна врівноважити: O 2 + 2H 2 O + Br 2 → 4OH − + 2Br −

    Відповіді

      1. 2Н+ Ф 2 → 2НаФ
      2. Всі 2 О 3 + 3Н 2 → 2Ал + 3Н 2 О
    2.  
      1. СН 4 + 2О 2 → СО 2 + 2Н 2 О
      2. 2П 2 О 5 + 6Сл 2 → 4ПКл 3 + 5О 2
    4.  
      1. Са + 2Н + → Са 2 + Н 2
      2. 2Сн 2 + → Сн + Сн 4 +
    6.  
      1. 2Na+ Hg 2 Сл 2 → 2NaCl + 2Hg
      2. 2Ал 2 О 3 + 3С → 4Ал + 3СО 2
    8.  
      1. 4H + Cu + 2NO 3 − → Cu 2 + 2NO 2 + 2H 2 O в кислому розчині; 2H 2 O + Cu + 2NO 3 − → Cu 2 + 2NO 2 + 4OH − у базовому розчині
      2. 24H + 3MnO 4 − + 7Fe → 7Fe 3 + 3Mn + 12H 2 O в кислому розчині; 12H 2 O + 3MnO 4 − + 7Fe → 7Fe 3 + 3Mn + 24OH − у базовому розчині
    10.  
      1. 2H + ClO − + Ti 2 + → Cl − + H 2 O + Ti 4+ в кислому розчині; Н 2 O + ClO − + Ti 2 + → Cl − + Ti 4 + 2OH − у базовому розчині
      2. 2H + + BrO 3 − + Ag → BrO 2 + H 2 O + Ag + в кислому розчині; H 2 O + BrO 3 − + Ag → BrO 2 + Ag + 2OH − у базовому розчині
    12.  
    13. Заряди не збалансовані належним чином. Правильне збалансоване рівняння 2Cr 2 + Cl 2 → 2Cr 3 + 2Cl −.

    14.4: Застосування окислювально-відновних реакцій - вольтаїчні клітини

    1. Намалюйте вольтаїчну комірку, представлену цією реакцією, і позначте катод, анод, сольовий міст, половину осередку окислення, половину комірки відновлення, позитивний електрод та негативний електрод. Використовуйте рис.14.4.1 як орієнтир. Зн + 2Аг + → Зн 2 + 2Аг
    2. Намалюйте вольтаїчну комірку, представлену цією реакцією, і позначте катод, анод, сольовий міст, половину осередку окислення, половину комірки відновлення, позитивний електрод та негативний електрод. Використовуйте рис.14.4.1 як орієнтир. 3Мг + 2Cr 3 + → 3Мг 2 + 2Cr
    3. Яке напруга цієї половинної реакції? 2F − → Ф 2 + 2е −
    4. Яке напруга цієї половинної реакції? Na → Na + е −
    5. Яка напруга вольтаїчного елемента у вправі 1? Зверніться до таблиці 14.4.1.
    6. Яка напруга вольтаїчної клітини у вправі 2? Зверніться до таблиці 14.4.1.
    7. Збалансуйте цю окислювально-відновну реакцію і визначте її напругу. Це спонтанно? Лі + Аль → Лі + Ал 3 +
    8. Збалансуйте цю окислювально-відновну реакцію і визначте її напругу. Це спонтанно? Пб 2 + Ні → Пб + Ні 2 +
    9. Збалансуйте цю окислювально-відновну реакцію і визначте її напругу. Це спонтанно? Су 2 + Аг + Сл − → Су + AgCl
    10. Збалансуйте цю окислювально-відновну реакцію і визначте її напругу. Це спонтанно? Мн 2 + Br 2 → МnO 4 − + Br −
    11. Яка реакція являє собою реакцію катода у вправі 7? Реакція анода?
    12. Яка реакція являє собою реакцію катода у вправі 8? Реакція анода?
    13. Яка реакція являє собою реакцію катода у вправі 9? Реакція анода?
    14. Яка реакція являє собою реакцію катода у вправі 10? Реакція анода?
    15. Вольтаїчна комірка заснована на цій реакції: Ni + 2Au + → Ni 2 + 2Au; Якщо напруга комірки дорівнює 0,33 В, який стандартний потенціал відновлення Au + + e − → Au половина реакції?
    16. Вольтаїчна комірка заснована на цій реакції: 3Pb+ 2V 3 + → 3Pb 2 + 2V; Якщо напруга комірки −0,72 В, який стандартний потенціал відновлення V 3+ + 3e − → V половинна реакція?
    17. Які види окислюються і які види відновлюються в сухокамері?
    18. Які види окислюються і які види відновлюються в лужній батареї?
    19. Які види окислюються і які види зменшуються в акумуляторі з оксидом срібла?
    20. Які види окислюються і які види зменшуються в свинцевому акумуляторі?
    21. Виходячи з даних таблиці 14.4.1, яку батарею найвищої напруги ви можете сконструювати?
    22. Виходячи з даних таблиці 14.4.1, яку батарею найнижчої напруги ви можете сконструювати? (Це може бути складніше відповісти, ніж вправа 21.)

    Відповіді

    1. Анод/окислювальний напівклітин/негативний електрод має стрижень з Zn & катодом/відновлювальною половиною комірки/позитивний електрод має стрижень з Ag.
    2.  
    3. −2.87 В
    4.  

    5. 1.56 В

    6.  

    7. 3Li + Al → 3Li + Al 3 +; −1,39 В; не спонтанно

    8.  

    9. Cu 2 + 2Аг + 2Сл − → Cu + 2AgCl; 0,12 В; спонтанний

    10.  

    11. катодна реакція: Li + e − → Li; анодна реакція: Al → Al 3 + 3e −

    12.  

    13. реакція катода: Cu 2 + + 2e − → Cu; реакція анода: Ag + Cl − → AgCl + e −

    14.  

    15. 0,08 В

    16.  

    17. окислений: Zn; відновлений: Mn

    18.  

    19. окислений: Zn; відновлений: Ag

    20.  

    21. 5,92 В від реакції F 2 і Li

    14.5: Електроліз

    1. Визначте електролітичну комірку.
    2. Чим робота електролітичного елемента відрізняється від вольтаїчного елемента?
    3. Перерахуйте не менше трьох елементів, які виробляються електролізом.
    4. Напишіть половинні реакції на електроліз елементів, перерахованих у вправі 3.
    5. Виходячи з таблиці 14.4.1, яку напругу потрібно подавати на електролітичний елемент для гальванізації міді від Cu 2 +?
    6. Виходячи з таблиці 14.4.1, яку напругу потрібно подавати на електролітичний елемент для гальванізації алюмінію з Al 3 +?

    Відповіді

    1. електрохімічна комірка, в якій заряд змушений через і відбувається неспонтанна реакція
    2.  

    3. будь-які три з наступних: Al, K, Li, Na, Cl 2 або Mg

    4.  

    5. 0.34 В

    Додаткові вправи

    1. Окислення колись визначалося як хімічне додавання кисню до речовини. Використовуйте цю реакцію, щоб стверджувати, що це визначення відповідає сучасному визначенню окислення: 2Mg+ O 2 → 2MgO
    2. Редукція колись визначалася як хімічне додавання водню до речовини. Використовуйте цю реакцію, щоб стверджувати, що це визначення узгоджується з сучасним визначенням редукції: C 2 H 2 + 2H 2 → C 2 H 6
    3. Призначте числа окислення атомам в кожній речовині.
      1. Кр (криптон)
      2. тетрафторид криптону (KrF 4)
      3. диоксиген дифторид (O 2 F 2)
    4. Призначте числа окислення атомам в кожній речовині.
      1. гідрид літію (LiH)
      2. перекис калію (К 2 О 2)
      3. фторид калію (KF)
    5. Атоми N можуть мати широкий діапазон чисел окислення. Призначте числа окислення для атома N в кожному з'єднанні, всі з яких є відомими сполуками.
      1. N 2 З 5
      2. N 2 З 4
      3. НІ 2
      4. НІ
      5. Н 2 Ч 4
      6. NH 3
    6. Атоми Cr можуть мати широкий діапазон чисел окислення. Призначте числа окислення атома Cr в кожному з'єднанні, всі з яких є відомими сполуками.
      1. Na 2 Кро 4
      2. Na 2 Кр 2 О 7
      3. CrF 5
      4. CrCl 3
      5. CrCl 2
    7. Збалансувати цю окислювально-відновну реакцію шляхом перевірки: S 8 + O 2 → SO 2
    8. Збалансувати цю окислювально-відновну реакцію шляхом огляду: C 18 H 38+ O 2 → CO 2 + H 2 O
    9. Збалансувати цю окислювально-відновну реакцію методом половини реакції, припускаючи кислий розчин: Cr 2 O 7 2 − + Fe → Cr 3 + Fe 3 +
    10. Збалансуйте окислювально-відновну реакцію у вправі 9 методом половини реакції, припускаючи базове рішення.
    11. Іон уранілу (UO 2 2 +) є досить стабільним іоном урану, який вимагає сильних редукторів для подальшого зменшення числа окислення урану. Збалансуйте цю окислювально-відновну реакцію, використовуючи метод половини реакції, припускаючи кислий розчин. УО 2 2+ ХН 3 → У + Н 2
    12. Збалансуйте окислювально-відновну реакцію у вправі 11 методом половини реакції, припускаючи базове рішення.
    13. Метал цинку можна розчиняти кислотою, яка містить іони Н +. Продемонструйте, що це узгоджується з тим, що дана реакція має спонтанне напруга: Zn + 2H + → Zn 2 + H 2
    14. Метал міді не може бути розчинений кислотою, яка містить іони Н +. Продемонструйте, що це узгоджується з тим, що дана реакція має неспонтанне напруга: Cu + 2H + → Cu 2 + H 2
    15. Реакція диспропорції виникає, коли один реагент одночасно окислюється і відновлюється. Збалансувати і визначити напругу цієї реакції диспропорції. Скористайтеся даними таблиці 14.4.1 - Стандартні відновні потенціали напівреакцій: Cr 2 + → Cr + Cr 3 +
    16. Реакція диспропорції виникає, коли один реагент одночасно окислюється і відновлюється. Збалансувати і визначити напругу цієї реакції диспропорції. Скористайтеся даними таблиці 14.4.1 - Стандартні відновні потенціали напівреакцій: Fe 2 + → Fe + Fe 3 +
    17. Якою буде загальна реакція на паливний елемент, який використовує CH 4 як паливо?
    18. Якою буде загальна реакція на паливний елемент, який використовує бензин (загальна формула C 8 H 18) як паливо?
    19. Коли NaCl піддається електролізу, на катоді з'являється натрій. Чи є визначення катода таким же для електролітичного елемента, як і для вольтаїчного елемента?
    20. Коли NaCl піддається електролізу, на аноді з'являється хлор. Чи є визначення анода таким же для електролітичного елемента, як і для вольтаїчного елемента?
    21. Нагорода покривається чистим золотом перед тим, як вручається одержувачу. Якщо площа нагороди становить 55,0 см 2 і буде покрита 3,00 мкм Au, яка маса Au буде нанесена на нагороду? Щільність Au становить 19,3 г/см 3.
    22. Одиниця електричного заряду називається кулоном (С). Потрібно 96 500 кулонів заряду, щоб зменшити 27,0 г Al з Al 3 + до металу Al. При 1,040 см 3, скільки кулонів заряду було потрібно для зменшення алюмінію в кришці вашингтонського монумента, припускаючи, що шапка чиста Аль? Щільність Al становить 2,70 г/см 3.

      Відповідь

      Оскільки кисень додається до магнію, він окислюється. У сучасних умовах атоми Mg втрачають електрони і окислюються, тоді як електрони йдуть до атомів O.

      1. Кр: 0
      2. Кр: +4; Ф: −1
      3. O: +1; F: −1
      1. +5
      2. +4
      3. +4
      4. +2
      5. −2
      6. −3

      С 8 + 8О 2 → 8СО 2

      14Н + Кр 2 О 7 2 − + 2Фе → 2Кр 3 + 7Н 2 О + 2Фе 3 +

      6ХН 3 + УО 2 2 + → У + 2Н 2 О + 9Н 2 + 2Н +

      Напруга реакції становить +0,76 В, що має на увазі спонтанну реакцію.

      3Кр 2 + → Кр + 2Кр 3 +; −0,50 В

      СН 4 + 2О 2 → СО 2 + 2Н 2 О

      так тому що зниження відбувається на катоді

      0,318 г